Hvad er et asynkron kredsløb?

Et asynkron kredsløb er et netværk af stort set uafhængige komponenter, der videresender data, når deres operationer er afsluttet.Dette er i modsætning til et synkron kredsløb, hvor elementerne er undersøgt for data som svar på et globalt timingsignal.I et asynkron kredsløb bestemmer dataoverførselsprotokoller, hvornår og hvordan data udveksles.I stedet for regelmæssigt at polde hver komponent, overføres data, når selve komponenten signaliserer, at de er klar.

Størstedelen af elektroniske kredsløbsimplementeringer bruger synkron design.Dette er en enklere model, hvor alle komponenter fungerer inden for samme tidsramme.I et asynkron kredsløb fungerer komponenterne uafhængigt af enhver tidsramme.I stedet for en diskret tid pålagt globalt, bruger komponenterne håndtryk og overførselsprotokoller.Disse udfører den nødvendige synkronisering, dataoverførsel og driftssekvensering.

Der er flere overførselsprotokoller, der bruges i asynkrone kredsløb.Alle inkluderer håndtryk, der sikrer, at når en komponent er klar til at videregive data til en nabo, er naboen fri til at modtage dem og videregive dem.Da komponenterne fungerer uden henvisning til en fælles tidsramme, kan operationer afsluttes uden for rækkefølge.Overførselsprotokollen koder for de data, der er produceret på en sådan måde, at de kan samles i den rette rækkefølge.

Nogle tidlige computere anvendte asynkron design.Illinois -integratoren og den automatiske computer eller Illiac I, udviklet af University of Illinois i 1951, var sådan et design.Hurtig fremskridt inden for integreret kredsløbsteknologi krævede imidlertid et mere grundlæggende design, der var kompatibelt med de tilgængelige ressourcer.Synkron design med et systemur blev den foretrukne tilgang.

Asynkron kredsløbsdesign har flere potentielle fordele.Strømforbruget ville være langt mindre med eliminering af timingkredsløbet, og der er ingen grund til at drive transistorer, der ikke er i brug.Driftshastighed vil blive bestemt ved faktiske forsinkelser mellem komponenter.I synkron design pålægges hastigheden for at rumme det svageste element.Et kredsløb designet til at fungere under asynkron logik ville typisk blive mindre påvirket af de små variationer i komponentdele på grund af fremstillingsprocessen.

Ulemper ved asynkron kredsløbsdesign stam hovedsageligt fra dens kompleksitet.Antallet af nødvendige elementer kan være meget større end det, der kræves for et synkron kredsløb.Der er få computerassistent design (CAD) værktøjer lavet til asynkron kredsløbsdesign.Disse kredsløb er også langt sværere at fejlsøge og fejlfinde end konventionelle design.Den ekstra hardware overhead og vanskeligheder ved implementering kan udligne gevinster i strømforbrug og effektivitet.