Kombinowany układ logiczny a sekwencyjny układ logiczny
Obwody cyfrowe to obwody, które wykorzystują do działania dyskretne poziomy napięcia oraz logikę Boole'a do matematycznej interpretacji tych operacji. Obwody cyfrowe wykorzystują abstrakcyjne elementy obwodu zwane bramkami, a każda bramka jest urządzeniem, którego wyjście jest funkcją samych wejść. Obwody cyfrowe służą do przezwyciężenia tłumienia sygnału, zniekształceń szumów występujących w obwodach analogowych. Na podstawie relacji między wejściami i wyjściami układy cyfrowe dzielą się na dwie kategorie; Układy logiki kombinowanej i układy logiki sekwencyjnej.
Więcej informacji o kombinowanych układach logicznych
Obwody cyfrowe, których wyjścia są funkcją obecnych wejść, są znane jako układy logiki kombinowanej. Dlatego kombinacyjne układy logiczne nie mają możliwości przechowywania w nich stanu. W komputerach operacje arytmetyczne na przechowywanych danych są wykonywane przez kombinacyjne układy logiczne. Sumatory połówkowe, sumatory pełne, multipleksery (MUX), demultipleksery (DeMUX), enkodery i dekodery są implementacją na poziomie podstawowym kombinacyjnych układów logicznych. Większość elementów jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU) składa się również z kombinacyjnych układów logicznych.
Kombinacyjne układy logiczne są realizowane głównie przy użyciu reguł sumy produktów (SOP) i produktów sumy (POS). Niezależne stany pracy układu są reprezentowane za pomocą algebry Boole'a. Następnie uproszczone i zaimplementowane za pomocą bramek NOR, NAND i NOT.
Więcej informacji o sekwencyjnych układach logicznych
Obwody cyfrowe, których wyjście jest funkcją zarówno obecnych wejść, jak i przeszłych wejść (innymi słowy, obecnego stanu obwodu) są znane jako sekwencyjne obwody logiczne. Obwody sekwencyjne mają możliwość zachowania poprzedniego stanu systemu na podstawie obecnych wejść i poprzedniego stanu; dlatego mówi się, że sekwencyjny obwód logiczny ma pamięć i służy do przechowywania danych w obwodzie cyfrowym. Najprostszym elementem w logice sekwencyjnej jest tzw. zatrzask, w którym może zachować poprzedni stan (zatrzaskuje pamięć/stan). Zatrzaski są również znane jako przerzutniki (f-f's) i, w prawdziwej formie strukturalnej, jest to układ kombinowany z jednym lub większą liczbą wyjść sprzężonych jako wejścia. JK, SR (Set-Reset), T (Toggle) i D są powszechnie używanymi klapkami.
Sekwencyjne układy logiczne są używane w prawie każdym typie elementów pamięci i automatach skończonych. Maszyna skończona to model obwodu cyfrowego, w którym możliwe stany, jeśli system jest skończony. Prawie wszystkie sekwencyjne obwody logiczne wykorzystują zegar, który uruchamia działanie przerzutników. Gdy wszystkie przerzutniki w obwodzie logicznym są wyzwalane jednocześnie, obwód jest znany jako synchroniczny obwód sekwencyjny, podczas gdy obwody, które nie są wyzwalane jednocześnie, są znane jako obwody asynchroniczne.
W praktyce większość urządzeń cyfrowych jest oparta na kombinacji kombinacyjnych i sekwencyjnych układów logicznych.
Jaka jest różnica między kombinowanymi i sekwencyjnymi obwodami logicznymi?
• Sekwencyjne obwody logiczne mają swoje wyjście oparte na wejściach i aktualnych stanach systemu, podczas gdy wyjście kombinacyjnego układu logicznego jest oparte tylko na obecnych wejściach.
• Sekwencyjne układy logiczne mają pamięć, podczas gdy kombinacyjne układy logiczne nie mają możliwości zachowania danych (stanu)
• Kombinacyjne układy logiczne są używane głównie do operacji arytmetycznych i logicznych, podczas gdy sekwencyjne układy logiczne są używane do przechowywania danych.
• Kombinowane obwody logiczne są budowane z bramkami logicznymi jako urządzeniem podstawowym, podczas gdy w większości przypadków sekwencyjne obwody logiczne mają (f-f) jako elementarną jednostkę budującą.
• Większość obwodów sekwencyjnych jest taktowana (wyzwalana do pracy z impulsami elektronicznymi), podczas gdy logika kombinacyjna nie ma zegarów.
