Bileşik sayısal devrelere hafıza oluşturma amaçlı geri besleme ekleme sonucu ardışıl devreler oluşur. Ardışıl devreler ise kendi içerisinde senkron ve asenkron devreler olacak şekilde ikiye ayrılmaktadır. Bu iki sistem, çalışmasının tetiklenmesi doğrultusunda birbirinden ayrılır. Şimdi bu sistemlere bir göz atalım.
Clock Nedir?
Dijital sistemlerde çalışma hızını belirten, aynı zamanda işlemcilerin içinde bulunan, devreye gerekli iş yapma kabiliyetini sağlayan kare dalga sinyalidir. Bu kavram, bilgisayarlarımızdan telefonlara, tabletlere kadar içerisinde işlemci bulunduran tüm sistemler için şarttır. İşlemci, bir işi yerine getirmek için belli komutlara sahiptir. Komutlar, ‘clock’ sinyali sayesinde işleme alınıp işlenmektedir.
Asenkron Devre
Bir sistemin sıralı devre olması için en az bir adet hafıza elemanı bulundurmalıdır. Kaydedici olarak genellikle Flip-Flop devresi kullanılır. Asenkron sistemlerde tetikleme işlemi, sadece sistemin girişinde bulunan ‘input’ girişinin değişimi ile gerçekleşir. Sistemin tetiklenmesi için herhangi bir ‘clock’ değişimine ihtiyaç bulunmamaktadır.
Senkron Devre
Senkron mantık devrelerinde bir osilatör, ‘clock’ sinyali adı verilen tekrarlayan eşit aralıklı darbeler dizisi üretir. Saat sinyali, devredeki flip-flop elemanlarının her birine eşzamanlı olarak uygulanır. Flip-flop yalnızca saat darbesinin kenarı tarafından tetiklendiğinde değişir, bu nedenle devre boyunca mantık sinyallerindeki değişikliklerin tümü aynı anda, saat tarafından senkronize edilen düzenli aralıklarla başlar. Senkron devrenin durumu yalnızca saat darbesinde değişir.
Farkları
Senkron devrelerde her bir bellek elemanına aynı anda ‘clock’ sinyali uygulandığı için verilerin doğru örneklemesi zorlaşır. Bu sebeple devrenin çalışırken hata vermemesi adına, sistem clock hızı, sistemde ki en geç çalışacak devre yoluna göre yapılır. Buna ‘kritik yol’ ismi verilir. Bu durum senkron devrenin yavaş çalışmasına sebep olur. Asenkron devrelerde ise herhangi bir clock kullanılmadığı için gecikme sadece mantık devrelerinin yayılım gecikmelerine bağlıdır.
Asenkron devreler, senkron devrelere göre daha az güç tüketir. Yapılan araştırmalara göre, asenkron devre güç tüketimi, senkron devreye göre %70 kadar az güç tüketimine sahip.
Senkron devrelerin tasarımı asenkron devre tasarımına göre daha kolaydır. Çünkü sistemin ne zaman tetikleneceği bellidir ve bu duruma göre tasarım yapılabilmektedir. Asenkron devrenin elde edilen durumu ise, girişlerin mantık kapılarının göreceli varış zamanlarına duyarlıdır. İki giriş üzerindeki geçişler hemen hemen aynı anda gerçekleşirse, kapıların yayılma gecikmelerindeki küçük farklılıklara bağlı olarak devre yanlış duruma geçebilir.
Kaynakça
wikipedia.org
sciencedirect.com
