Mạch không đồng bộ là gì?

Một mạch không đồng bộ là một mạng gồm các thành phần độc lập phần lớn dữ liệu chuyển tiếp khi hoạt động của chúng đã được hoàn thành.Điều này trái ngược với một mạch đồng bộ trong đó các yếu tố được thăm dò dữ liệu để đáp ứng với tín hiệu thời gian toàn cầu.Trong một mạch không đồng bộ, các giao thức truyền dữ liệu xác định thời điểm và cách thức dữ liệu được trao đổi.Thay vì thường xuyên bỏ phiếu cho từng thành phần, dữ liệu được chuyển khi chính thành phần báo hiệu rằng nó đã sẵn sàng. Phần lớn việc triển khai mạch điện tử sử dụng thiết kế đồng bộ.Đây là một mô hình đơn giản hơn trong đó tất cả các thành phần hoạt động trong cùng một khung thời gian.Trong một mạch không đồng bộ, các thành phần hoạt động độc lập với bất kỳ khung thời gian nào.Thay vì thời gian riêng biệt áp đặt trên toàn cầu, các thành phần sử dụng các giao thức bắt tay và chuyển giao.Chúng thực hiện đồng bộ hóa cần thiết, truyền dữ liệu và giải trình tự hoạt động.Có một số giao thức chuyển được sử dụng trong các mạch không đồng bộ.Tất cả đều bao gồm bắt tay, đảm bảo rằng khi một thành phần đã sẵn sàng truyền dữ liệu cho hàng xóm, người hàng xóm có thể tự do nhận nó và truyền lại.Vì các thành phần chức năng không tham chiếu đến khung thời gian chung, các hoạt động có thể được hoàn thành ngoài trình tự.Giao thức chuyển mã hóa dữ liệu được tạo ra theo cách mà nó có thể được lắp ráp theo đúng thứ tự.

Một số máy tính sớm được sử dụng thiết kế không đồng bộ.Nhà tích hợp Illinois và máy tính tự động, hoặc Illiac I, được phát triển bởi Đại học Illinois vào năm 1951, là một thiết kế như vậy.Tuy nhiên, sự tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ mạch tích hợp đòi hỏi một thiết kế cơ bản hơn tương thích với các tài nguyên có sẵn, tuy nhiên.Thiết kế đồng bộ với đồng hồ hệ thống trở thành phương pháp ưa thích. Thiết kế mạch không đồng bộ có một số lợi thế tiềm năng.Tiêu thụ điện năng sẽ ít hơn nhiều với việc loại bỏ mạch thời gian và không cần phải cung cấp năng lượng cho các bóng bán dẫn không được sử dụng.Tốc độ vận hành sẽ được xác định bởi độ trễ thực tế giữa các thành phần.Trong thiết kế đồng bộ, tốc độ được áp đặt để phù hợp với yếu tố yếu nhất.Một mạch được thiết kế để hoạt động theo logic không đồng bộ thường sẽ bị ảnh hưởng bởi các biến thể nhỏ trong các bộ phận thành phần do quy trình sản xuất. Nhược điểm của thiết kế mạch không đồng bộ gốc chủ yếu từ độ phức tạp của nó.Số lượng các yếu tố cần thiết có thể lớn hơn nhiều so với yêu cầu cho một mạch đồng bộ.Có một vài công cụ thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) được sản xuất để thiết kế mạch không đồng bộ.Các mạch này cũng khó gỡ lỗi hơn nhiều so với các thiết kế thông thường.Chi phí phần cứng bổ sung và khó khăn trong việc thực hiện có thể bù đắp lợi nhuận trong tiêu thụ năng lượng và hiệu quả.