სინქრონული მრიცხველები და ასინქრონული მრიცხველები

ციფრული ელექტრონიკის სფეროში „მრიცხველი“ არის თანმიმდევრული ლოგიკური წრე. წრე შედგება ფლიპ-ფლოპების სერიისგან: ელექტრონული სქემები, რომლებსაც აქვთ ორი სტაბილური მდგომარეობა, თითოეული შეესაბამება ორი ალტერნატიული შეყვანის სიგნალს. სქემებს შეუძლიათ ციკლი მდგომარეობების თანმიმდევრობით. არსებობს ორი სახის მრიცხველი: სინქრონული და ასინქრონული.

სინქრონული მრიცხველები, როგორც წესი, შედგება მეხსიერების ელემენტისგან, რომელიც ხორციელდება ფლიპ-ფლოპების გამოყენებით, და კომბინაციური ელემენტისგან, რომელიც ტრადიციულად ხორციელდება ლოგიკური კარიბჭის გამოყენებით. ლოგიკური კარიბჭე არის ლოგიკური სქემები ერთი ან მეტი შეყვანის ტერმინალით და ერთი გამომავალი ტერმინალით, რომლებშიც გამომავალი გადართულია ორ ძაბვის დონეს შორის, რომელიც განისაზღვრება შეყვანის სიგნალების კომბინაციით. კომბინირებული ლოგიკისთვის ლოგიკური კარიბჭის გამოყენება, როგორც წესი, ამცირებს მრიცხველის სქემების კომპონენტების ღირებულებას აბსოლუტურ მინიმუმამდე, ამიტომ იგი რჩება პოპულარულ მიდგომად.

სინქრონულ მრიცხველებს აქვთ შიდა საათი, ხოლო ასინქრონულ მრიცხველებს არა. შედეგად, ყველა ფლიპ-ფლოპი სინქრონულ მრიცხველში ერთდროულად ამოძრავებს ერთი, საერთო საათის პულსი. ასინქრონულ მრიცხველში, პირველი ფლიპ-ფლოპი ამოძრავებს გარე საათის პულსს და ყოველი მომდევნო ფლიპ-ფლოპი ამოძრავებს წინა ფლიპ-ფლოპის გამომავალს თანმიმდევრობით. ეს არის არსებითი განსხვავება სინქრონულ და ასინქრონულ მრიცხველებს შორის.

ასინქრონული მრიცხველები, ასევე ცნობილი როგორც ტალღოვანი მრიცხველები, უფრო მარტივი ტიპია, რომელიც მოითხოვს ნაკლებ კომპონენტებს და ნაკლებ წრედს, ვიდრე სინქრონული მრიცხველები. ასინქრონული მრიცხველების აგება უფრო ადვილია, ვიდრე მათი სინქრონული კოლეგები, მაგრამ შიდა საათის არარსებობა ასევე იწვევს რამდენიმე ძირითად მინუსს. ასინქრონული მრიცხველის ფლიპ-ფლოპები ცვლის მდგომარეობებს სხვადასხვა დროს, ასე რომ, ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლის შეფერხებები - ცნობილი როგორც გამრავლების შეფერხებები - ემატება საერთო დაყოვნებას. რაც უფრო მეტ ფლიპ-ფლოპს შეიცავს ასინქრონული მრიცხველი, მით მეტია საერთო შეფერხება.

როგორც წესი, ასინქრონული მრიცხველები ნაკლებად სასარგებლოა, ვიდრე სინქრონული მრიცხველები რთულ, მაღალი სიხშირის სისტემებში. ზოგიერთი ინტეგრირებული სქემები რეაგირებს უფრო სწრაფად, ვიდრე სხვები, ასე რომ, თუ გარე მოვლენა ხდება მათ შორის გადასვლასთან ახლოს მდგომარეობს - როდესაც ზოგიერთი, მაგრამ არა ყველა, ინტეგრირებული სქემები შეიცვალა მდგომარეობა - ამან შეიძლება გამოიწვიოს შეცდომები მრიცხველი. ასეთი შეცდომების პროგნოზირება რთულია მოვლენებს შორის შემთხვევით ცვლადი დროის სხვაობის გამო. გარდა ამისა, გავრცელების შეფერხებამ შეიძლება გაართულოს ასინქრონული მრიცხველის მიკროსქემის გამომავალი მდგომარეობის გამოვლენა ან დეკოდირება ელექტრონულად.