Синтез синхронных автоматов, свободных от критических состязаний.
Введение тактового сигнала позволяет исключить из рассмотрения переходные процессы.
Структурная схема синхронного автомата имеет вид:

Тактовый сигнал С выполняет функцию временного селектирования (импульсного воздействия) сигналов элемента памяти D в дискретные моменты времени, поэтому необходимо, чтобы значения сигнала Q+ были истинными только в моменты импульсного воздействия тактового сигнала C.
Запишем систему уравнений, которая описывает синхронный автомат:

Основным условием синтеза синхронных автоматов, свободных от критических состязаний является то, что минимальное значение периода тактового сигнала C должно быть не меньше максимального времени переходного процесса. При этом комбинационные схемы можно синтезировать и с критическими состязаниями и использовать произвольное кодирование внутренних состояний автомата.
Синхронный элемент памяти.
В качестве синхронного элемента памяти могут быть использованы импульсные или асинхронные потенциальные автоматы. Пример синтеза D триггера был рассмотрен ранее.
Поведение синхронного элемента памяти можно описать уравнением (3):

Если воспользоваться выражением (2) ;
То можно записать:
(1)
Рассмотрим синхронный элемент памяти, реализующий выражение (15), в цепи обратной связи

Очевидно, что значение выходного сигнала Q определяется значением сигнала, поступающего на вход D, в момент изменения тактового сигнала C с 1 на 0 (?c=1) и с 0 на 1 (?c=1).