Kombinaatio vs peräkkäinen logiikka
Digitaalinen elektroniikka on nykyaikaisen teknologisen kehityksen perusta. Digitaaliset laitteet luodaan Boolen logiikan periaatteilla. Boolen logiikka, joka perustuu lähtöjen luonteeseen, on jaettu yhdistelmälogiikkaan ja peräkkäiseen logiikkaan. Jokaista logiikkatyyppiä voidaan käyttää erilaisten nykyään käytettyjen digitaalisten elementtien toteuttamiseen.
Kombinaatiologiikka
Kombinaatiologiikassa lähtö on vain nykyisten tulojen funktio. Lähtö on riippumaton aiemmista lähdöistä; siksi sitä kutsutaan joskus ajasta riippumattomaksi logiikaksi.
Kombinaatiologiikkaa käytetään Boolen toiminnan suorittamiseen binääritulosignaaleille ja binääritiedoille. CPU:n aritmeettinen ja logiikkayksikkö suorittaa yhdistelmätoimintoja datamerkkijonolle. Puolisummaimet, täyssummaimet, multiplekserit, demultiplekserit, dekooderit ja kooderit on myös rakennettu yhdistelmälogiikkaan.
Sequential Logic
Sekvenssilogiikka on Boolen logiikan muoto, jossa lähtö on sekä nykyisten tulojen että aiempien lähtöjen funktio. Useimmissa tapauksissa lähtösignaali syötetään takaisin piiriin uutena tulona. Sekvenssilogiikkaa käytetään äärellisten tilakoneiden suunnitteluun ja rakentamiseen. Sekvenssilogiikan perustavanlaatuinen toteutus on flip-flops. Varvastossut on suunniteltu säilyttämään järjestelmän tilan, joten niitä pidetään perusmuistielementtinä.
Sekvenssilogiikka jaetaan edelleen synkroniseen logiikkaan ja asynkroniseen logiikkaan. Synkronisessa logiikassa looginen toiminta toistetaan syklisesti värähtelevän signaalin kautta, joka syötetään jokaiseen piirin kiikuun. Tämä signaali, jota usein kutsutaan kellopulssiksi, aktivoi logiikkapiirin yhtä toimintoa varten.
Synkronisen logiikan tärkein etu on sen yksinkertaisuus. Synkronisen logiikan tärkeimmät haitat ovat käytettävissä oleva rajoitettu kellonopeus ja kellosignaalin vaatimus jokaisessa kiilassa. Tämän seurauksena synkronisten piirien nopeudet ovat rajoitettuja ja energiahukkaa esiintyy, kun signaali jaetaan jokaiselle flip-flop-elementille.
Asynkronisessa logiikassa kaikkia kiikkuja ei kellotata samalla jaksolla. Pikemminkin jokainen yksittäinen flip-flop kellotetaan pääkellosignaalin kautta tai toisen kiikun lähdön kautta. Siksi asynkronisten logiikkapiirien nopeudet ovat paljon suurempia kuin synkronisten piirien. Vaikka asynkroninen logiikka on tehokasta, niitä on vaikea suunnitella ja toteuttaa, ja ne aiheuttavat ongelmia, jos kaksi signaalia menevät päällekkäin.
Mitä eroa on yhdistelmälogiikalla ja sekvenssilogiikalla?
• Yhdistelmälogiikka käyttää vain nykyisiä tuloja lähdön määrittämiseen, kun taas peräkkäinen logiikka käyttää sekä nykyisiä tuloja että aiempia lähtöjä nykyisen tulon määrittämiseen.
• Kombinaatiologiikkaa käytetään Boolen perustoimintojen toteuttamiseen, kun taas peräkkäistä logiikkaa käytetään muistielementtien luomiseen.
• Sekvenssilogiikka käyttää palautetta lähdöstä tuloihin, kun taas yhdistelmälogiikka ei vaadi palautetta.
