Wat is een asynchrone circuit?

Een asynchroon circuit is een netwerk van grotendeels onafhankelijke componenten die gegevens doorsturen wanneer hun bewerkingen zijn voltooid.Dit is in tegenstelling tot een synchrone circuit waar de elementen worden ondervraagd voor gegevens als reactie op een globaal timingssignaal.In een asynchroon circuit bepalen data -overdrachtsprotocollen wanneer en hoe gegevens worden uitgewisseld.In plaats van regelmatig elke component te pollen, worden gegevens overgedragen wanneer de component zelf aangeeft dat het klaar is.

De meeste implementaties van elektronische circuit gebruiken synchroon ontwerp.Dit is een eenvoudiger model waarbij alle componenten binnen hetzelfde tijdsbestek werken.In een asynchroon circuit werken de componenten onafhankelijk van elk tijdsbestek.In plaats van een discrete tijd die wereldwijd wordt opgelegd, gebruiken de componenten handdruk- en overdrachtsprotocollen.Deze voeren de benodigde synchronisatie, gegevensoverdracht en bedieningssequencing uit.

Er worden verschillende overdrachtsprotocollen gebruikt in asynchrone circuits.Allen omvatten handshaking, die ervoor zorgt dat wanneer een component klaar is om gegevens door te geven aan een buur, de buurman vrij is om deze te ontvangen en door te geven.Aangezien de componenten functioneren zonder verwijzing naar een gemeenschappelijk tijdsbestek, kunnen bewerkingen uit volgorde worden voltooid.Het overdrachtsprotocol codeert voor de gegevens die op een zodanige manier worden geproduceerd dat het in de juiste volgorde kan worden geassembleerd.

Sommige vroege computers die asynchroon ontwerp hebben gebruikt.De Illinois Integrator en Automatic Computer, of Illiac I, ontwikkeld door de Universiteit van Illinois in 1951, was zo'n ontwerp.Snelle vooruitgang in geïntegreerde circuittechnologie vereiste een meer basisontwerp dat echter compatibel was met de beschikbare bronnen.Synchrone ontwerp met een systeemklok werd de voorkeursbenadering.

Asynchrone circuitontwerp heeft verschillende potentiële voordelen.Het stroomverbruik zou veel minder zijn met de eliminatie van het timingcircuit en het is niet nodig om transistors van stroom te voorzien.De bedrijfssnelheid zou worden bepaald door werkelijke latenties tussen componenten.In synchrone ontwerp wordt de snelheid opgelegd om het zwakste element op te vangen.Een circuit dat is ontworpen om onder asynchrone logica te werken, zou doorgaans minder worden beïnvloed door de lichte variaties in componenten vanwege het productieproces.

Nadelen van asynchrone circuitontwerp stam voornamelijk vanuit zijn complexiteit.Het aantal benodigde elementen kan veel groter zijn dan dat vereist is voor een synchroon circuit.Er zijn weinig hulpmiddelen voor computerondersteund ontwerp (CAD) gemaakt voor asynchrone circuitontwerp.Deze circuits zijn ook veel moeilijker te debuggen en problemen op te lossen dan conventionele ontwerpen.De extra hardware -overhead en moeilijkheid bij de implementatie kan de winst in stroomverbruik en efficiëntie compenseren.