异步电路由于没有全局时钟,与同步电路相比具备更好的可移植性、可以避免时钟偏斜、潜在的高性能以及低功耗等优势。异步电路设计技术也成为了一个研究热点,预计异步设计方法将会慢慢的替代现有的同步设计技术,成为业界的主流设计方法。Petri网呈现出了用于描述异步系统所需要的行为特性,如因果性、并发性、互斥性和冲突性等。所以Petri网可以非常方便的对异步电路进行描述。通过对网变迁的合理解释,Petri网既可以用于高级行为级描述又能对基于事件驱动和基于电平的电路进行低级的结构描述。STG是常用于描述异步电路行为特性的一类Petri网。STG具有强大的描述和建模能力,通过信号跳变的情况来描述各事件之间的相互关系,从而来捕获系统的行为特征,所以STG能够代表一个异步控制电路的行为特性。Petrify是一个支持基于Petri网设计异步电路的EDA软件,其操作简单功能强大,可以通过这个软件设计出速度无关异步电路。本文首先对异步电路及设计方法进行全面的介绍和总结:异步电路的定义、异步电路的主要电路模型和异步电路的主要设计方法。并且主要研究Petri网在异步电路设计中的重要意义,研究基于信号转移图(Signal Transition Graphs,STG)与Petrify的异步电路设计。最后本文通过研究STG的建模方式,使用STG来描述一些基本的异步电路构建块,并通过Petrify软件进行综合优化并得出其电路实现。