Τι είναι ένα ασύγχρονο κύκλωμα;

Ένα ασύγχρονο κύκλωμα είναι ένα δίκτυο με μεγάλο βαθμό ανεξάρτητων στοιχείων που προωθούν τα δεδομένα όταν έχουν ολοκληρωθεί οι λειτουργίες τους.Αυτό έρχεται σε αντίθεση με ένα σύγχρονο κύκλωμα, όπου τα στοιχεία ερωτήθηκαν για δεδομένα σε απάντηση σε ένα παγκόσμιο σήμα χρονισμού.Σε ένα ασύγχρονο κύκλωμα, τα πρωτόκολλα μεταφοράς δεδομένων καθορίζουν πότε και πώς ανταλλάσσονται τα δεδομένα.Αντί για τακτική ψηφοφορία σε κάθε στοιχείο, τα δεδομένα μεταφέρονται όταν το ίδιο το στοιχείο σηματοδοτεί ότι είναι έτοιμο.

Η πλειοψηφία των υλοποιήσεων ηλεκτρονικού κυκλώματος χρησιμοποιεί σύγχρονο σχεδιασμό.Αυτό είναι ένα απλούστερο μοντέλο όπου όλα τα εξαρτήματα λειτουργούν μέσα στο ίδιο χρονικό πλαίσιο.Σε ένα ασύγχρονο κύκλωμα, τα εξαρτήματα λειτουργούν ανεξάρτητα οποιοδήποτε χρονικό πλαίσιο.Αντί για έναν διακριτό χρόνο που επιβάλλεται παγκοσμίως, τα συστατικά χρησιμοποιούν χειραψία και πρωτόκολλα μεταφοράς.Αυτά εκτελούν τον απαραίτητο συγχρονισμό, μεταφορά δεδομένων και αλληλουχία λειτουργίας.

Υπάρχουν πολλά πρωτόκολλα μεταφοράς που χρησιμοποιούνται σε ασύγχρονη κυκλώματα.Όλα περιλαμβάνουν τη χειραψία, η οποία εξασφαλίζει ότι όταν ένα στοιχείο είναι έτοιμο να μεταβιβάσει δεδομένα σε έναν γείτονα, ο γείτονας είναι ελεύθερος να το λάβει και να το μεταφέρει.Δεδομένου ότι τα εξαρτήματα λειτουργούν χωρίς αναφορά σε ένα κοινό χρονικό πλαίσιο, οι λειτουργίες μπορούν να ολοκληρωθούν από την ακολουθία.Το πρωτόκολλο μεταφοράς κωδικοποιεί τα δεδομένα που παράγονται με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να συναρμολογηθούν με τη σωστή σειρά.Ο Illinois Integrator και ο αυτόματος υπολογιστής, ή το Illiac I, που αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο του Illinois το 1951, ήταν ένας τέτοιος σχεδιασμός.Ωστόσο, η ταχεία πρόοδος στην ολοκληρωμένη τεχνολογία κυκλώματος απαιτούσε ένα πιο βασικό σχέδιο που ήταν συμβατό με τους διαθέσιμους πόρους.Ο σύγχρονος σχεδιασμός με ένα ρολόι συστήματος έγινε η προτιμώμενη προσέγγιση.

Ο σχεδιασμός ασύγχρονου κυκλώματος έχει αρκετά πιθανά πλεονεκτήματα.Η κατανάλωση ενέργειας θα ήταν πολύ μικρότερη με την εξάλειψη του κυκλώματος χρονισμού και δεν υπάρχει ανάγκη να ισχύει τα τρανζίστορ που δεν χρησιμοποιούνται.Η ταχύτητα λειτουργίας θα καθορίζεται από τις πραγματικές καθυστερήσεις μεταξύ των εξαρτημάτων.Στο σύγχρονο σχεδιασμό, η ταχύτητα επιβάλλεται για να φιλοξενήσει το πιο αδύναμο στοιχείο.Ένα κύκλωμα που έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί υπό ασύγχρονη λογική θα μπορούσε συνήθως να επηρεαστεί λιγότερο από τις μικρές διακυμάνσεις των εξαρτημάτων λόγω της διαδικασίας κατασκευής.Ο αριθμός των απαραίτητων στοιχείων μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερος από αυτόν που απαιτείται για ένα σύγχρονο κύκλωμα.Υπάρχουν λίγα εργαλεία σχεδιασμού (CAD) που κατασκευάζονται για ασύγχρονη σχεδίαση κυκλώματος.Αυτά τα κυκλώματα είναι επίσης πολύ πιο δύσκολο να εντοπιστούν και να αντιμετωπίσουν προβλήματα από τα συμβατικά σχέδια.Τα πρόσθετα γενικά έξοδα υλικού και η δυσκολία στην εφαρμογή ενδέχεται να αντισταθμίσουν τα κέρδη στην κατανάλωση και την αποδοτικότητα της ενέργειας.