Logika kombinacyjna a sekwencyjna
Elektronika cyfrowa jest podstawą nowoczesnych osiągnięć technologicznych. Urządzenia cyfrowe są tworzone przy użyciu zasad logiki Boole'a. Logika Boole'a, oparta na naturze wyjść, jest podzielona na logikę kombinacyjną i logikę sekwencyjną. Każdy rodzaj logiki może być wykorzystany do implementacji różnych elementów cyfrowych używanych obecnie.
Logika kombinacyjna
W logice kombinowanej, wyjście jest funkcją tylko obecnych wejść. Wyjście jest niezależne od poprzednich wyjść; dlatego czasami nazywa się to logiką niezależną od czasu.
Logika kombinacyjna służy do wykonywania operacji logicznych na binarnych sygnałach wejściowych i danych binarnych. Jednostka arytmetyczna i logiczna CPU wykonuje kombinacje operacji na łańcuchu danych. Półsumatory, pełne sumatory, multipleksery, demultipleksery, dekodery i enkodery są również budowane w oparciu o logikę kombinacyjną.
Logika sekwencyjna
Logika sekwencyjna to forma logiki logicznej, w której dane wyjściowe są funkcją zarówno obecnych wejść, jak i przeszłych wyjść. W większości przypadków sygnał wyjściowy jest podawany z powrotem do obwodu jako nowe wejście. Logika sekwencyjna służy do projektowania i budowania maszyn skończonych. Podstawową implementacją logiki sekwencyjnej są przerzutniki. Klapki są zaprojektowane tak, aby zachować stan systemu, dlatego są uważane za podstawowy element pamięci.
Logika sekwencyjna jest dalej podzielona na logikę synchroniczną i logikę asynchroniczną. W logice synchronicznej operacja logiczna jest powtarzana cyklicznie poprzez sygnał oscylacyjny dostarczany do każdego przerzutnika w obwodzie. Ten sygnał, często nazywany impulsem zegarowym, aktywuje obwód logiczny dla pojedynczej operacji.
Główną zaletą logiki synchronicznej jest jej prostota. Główne wady logiki synchronicznej to ograniczona dostępna prędkość zegara i wymóg sygnału zegarowego dla każdego przerzutnika. W rezultacie prędkości obwodów synchronicznych są ograniczone, a przy dystrybucji sygnału do każdego elementu przerzutnika dochodzi do strat energii.
W logice asynchronicznej wszystkie przerzutniki nie są taktowane w tym samym cyklu. Raczej każdy pojedynczy przerzutnik jest taktowany przez główny sygnał zegara lub przez wyjście innego przerzutnika. Dlatego prędkości asynchronicznych obwodów logicznych są znacznie wyższe niż obwodów synchronicznych. Mimo że logika asynchroniczna jest wydajna, są one trudne do zaprojektowania i zaimplementowania oraz stwarzają problemy, jeśli dwa sygnały nakładają się na siebie.
Jaka jest różnica między logiką kombinacyjną a sekwencyjną?
• Logika kombinowana używa tylko obecnych wejść do określenia wyjścia, podczas gdy logika sekwencyjna używa zarówno obecnych wejść, jak i poprzednich wyjść do określenia bieżącego wejścia.
• Logika kombinowana służy do implementacji podstawowych operacji logicznych, podczas gdy logika sekwencyjna jest używana do tworzenia elementów pamięci.
• Logika sekwencyjna wykorzystuje sprzężenia zwrotne z wyjścia do wejść, podczas gdy logika kombinowana nie wymaga sprzężenia zwrotnego.
