既然RTL是以寄存器行為為基礎，那么就必須先了解寄存器是什么，并且掌握使用寄存器做設計需要注意的事項。

寄存器從字面看，就是一個容器，將可能隨時發生變化的數據存起來，確保變化不會影響到保存的數據。這個行為與“數字電路設計”中提到的D觸發器行為一致，一般來說由輸入數據信號D、輸出數據信號Q以及邊沿觸發信號CLK組成。其實就是D觸發器（D Flip-Flop，簡稱DFF）。

下圖所示是一個上升沿觸發寄存器常見的電路元件圖形，其中CLK輸入有個箭頭的形狀，表示邊沿觸發。其工作行為，由時序圖所示，當CLK上升沿觸發電路狀態的變化，則D端輸入的信號被采集并輸出到Q端。如果沒有CLK上升沿觸發電路，則輸出信號Q保持不變。以波形圖t1變化為例，第2個CLK上升沿后，D端數據發生變化，但變化并不會直接傳輸到Q的輸出上，而必須等到第3個CLK上升沿，D端的變化才會被更新到Q的輸出。

常用的寄存器類型

實際在設計電路時，寄存器主要有以下幾種類型：

• 上升沿觸發寄存器
• 下降沿觸發寄存器
• 帶異步復位（高電平有效）的上升沿觸發寄存器
• 帶異步置位（高電平有效）的上升沿觸發寄存器
• 帶異步復位（高電平有效）的下降沿觸發寄存器
• 帶異步置位（高電平有效）的下降沿觸發寄存器
• 帶異步復位（低電平有效）的上升沿觸發寄存器
• 帶異步置位（低電平有效）的上升沿觸發寄存器
• 帶異步復位（低電平有效）的下降沿觸發寄存器
• 帶異步置位（低電平有效）的下降沿觸發寄存器。
  雖然寄存器種類很多，而且多數一般的標準單元庫[1]都會涵蓋這些寄存器類型。但考慮到電路的可靠性，以及可測試性設計（參考可測試性設計部分）的需要， 建議在設計電路時只使用帶異步復位或異步置位（低電平有效）的上升沿觸發寄存器 。

所謂異步復位或異步置位，就是當該信號有效時，Q端輸出立刻輸出為低電平或高電平，而不用邊沿信號驅動。