Hva er en asynkron krets?

September 11  by Eliza

En asynkron krets er et nettverk av stor grad uavhengige komponenter som videresende data når sine operasjoner har blitt gjennomført. Dette er i motsetning til en synkron krets hvor elementene er pollet for data som reaksjon på en global tidsstyringssignal. I en asynkron krets, dataoverføring protokoller avgjøre når og hvordan data utveksles. I stedet for regelmessig polling hver komponent, overføres data når komponenten i seg selv signaliserer at den er klar.

Flertallet av elektroniske krets implementeringer bruke synkron design. Dette er en enklere modell der alle komponenter opererer innen samme tidsramme. I en asynkron krets, komponentene opererer uavhengig av en hvilken som helst tidsperiode. I stedet for en diskret tid pålagt globalt, komponentene bruke handshake og overføringsprotokoller. Disse utfører den nødvendige synkronisering, dataoverføring og drift sekvensering.

Det finnes flere overføringsprotokoller som brukes i asynkrone kretser. Alle inkluderer håndhilsing, som sikrer at når en komponent er klar til å overføre data til en nabo, er nabo fritt til å motta det og gi det videre. Siden komponentene fungere uten referanse til en felles tidsrom, kan operasjoner fullføres utenfor rekkefølge. Overføringsprotokoll koder dataene som produseres på en slik måte at det kan settes sammen i riktig rekkefølge.

Noen tidlige datamaskiner ansatt asynkron design. Illinois-Integrator og Automatic Computer, eller ILLIAC I, utviklet av University of Illinois i 1951, var en slik design. Raske utviklingen innen integrert krets teknologi krevde en mer grunnleggende design som var kompatibel med de tilgjengelige ressurser, imidlertid. Synkron design med en systemklokke ble den foretrukne metode.

Asynkron krets design har flere potensielle fordeler. Strømforbruket vil være langt mindre med eliminering av tidskretsen, og det er ikke nødvendig å effekttransistorene ikke er i bruk. Driftshastighet ville bli bestemt av faktiske ventetider mellom komponenter. I synkron design, er hastigheten pålagt å imøtekomme den svakeste element. En krets er utformet for å operere under asynkron logikk vil typisk være mindre berørt av de små variasjoner i komponentdeler på grunn av fremstillingsprosessen.

Ulemper ved asynkron krets design stammer hovedsakelig fra sin kompleksitet. Antallet elementer som er nødvendige kan være mye større enn det som kreves for en synkron krets. Det er få Computer Assisted Design (CAD) verktøy laget for asynkron krets design. Disse kretsene er også langt vanskeligere å feilsøke og feilsøke enn konvensjonelle design. Den ekstra maskinvare overhead og vanskeligheter i implementeringen kan oppveie gevinster i strømforbruk og effektivitet.