Συνδυαστική vs Διαδοχική Λογική
Η ψηφιακή ηλεκτρονική είναι η βάση των σύγχρονων τεχνολογικών εξελίξεων. Οι ψηφιακές συσκευές δημιουργούνται χρησιμοποιώντας τις αρχές της Boolean λογικής. Η λογική Boole, με βάση τη φύση των εξόδων, διαχωρίζεται σε συνδυαστική λογική και σειριακή λογική. Κάθε τύπος λογικής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την υλοποίηση διαφορετικών ψηφιακών στοιχείων που χρησιμοποιούνται σήμερα.
Συνδυαστική Λογική
Στη συνδυαστική λογική, η έξοδος είναι συνάρτηση μόνο των παρόντων εισόδων. Η έξοδος είναι ανεξάρτητη από τις προηγούμενες εξόδους. επομένως μερικές φορές ονομάζεται χρονική ανεξάρτητη λογική.
Η συνδυαστική λογική χρησιμοποιείται για την εκτέλεση Boolean λειτουργίας σε δυαδικά σήματα εισόδου και δυαδικά δεδομένα. Η αριθμητική και η λογική μονάδα μιας CPU εκτελεί συνδυαστικές λειτουργίες στη συμβολοσειρά δεδομένων. Οι μισοί αθροιστές, οι πλήρεις αθροιστές, οι πολυπλέκτης, οι αποπολυπλέκτες, οι αποκωδικοποιητές και οι κωδικοποιητές κατασκευάζονται επίσης με βάση τη συνδυαστική λογική.
Sequential Logic
Η διαδοχική λογική είναι η μορφή της λογικής Boole, όπου η έξοδος είναι συνάρτηση τόσο των παρόντων εισόδων όσο και των προηγούμενων εξόδων. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το σήμα εξόδου τροφοδοτείται πίσω στο κύκλωμα ως νέα είσοδος. Η διαδοχική λογική χρησιμοποιείται για το σχεδιασμό και την κατασκευή μηχανών πεπερασμένης κατάστασης. Η θεμελιώδης εφαρμογή της διαδοχικής λογικής είναι τα flip-flops. Οι σαγιονάρες έχουν σχεδιαστεί για να διατηρούν την κατάσταση του συστήματος, επομένως θεωρούνται ως βασικό στοιχείο μνήμης.
Η διαδοχική λογική χωρίζεται περαιτέρω σε σύγχρονη λογική και ασύγχρονη λογική. Στη σύγχρονη λογική, η λογική λειτουργία επαναλαμβάνεται κυκλικά μέσω ενός ταλαντευόμενου σήματος που παρέχεται σε κάθε flip-flop στο κύκλωμα. Αυτό το σήμα, που συχνά ονομάζεται παλμός ρολογιού, ενεργοποιεί το λογικό κύκλωμα για μία μόνο λειτουργία.
Το κύριο πλεονέκτημα της σύγχρονης λογικής είναι η απλότητά της. Τα κύρια μειονεκτήματα της σύγχρονης λογικής είναι η περιορισμένη διαθέσιμη ταχύτητα ρολογιού και η απαίτηση σήματος ρολογιού για κάθε flip-flop. Ως αποτέλεσμα, οι ταχύτητες των σύγχρονων κυκλωμάτων είναι περιορισμένες και συμβαίνει σπατάλη ενέργειας κατά τη διανομή του σήματος σε κάθε στοιχείο flip-flop.
Στην ασύγχρονη λογική, όλα τα flip flops δεν είναι χρονισμένα στον ίδιο κύκλο. Αντίθετα, κάθε μεμονωμένο flip-flop χρονίζεται μέσω του κύριου σήματος ρολογιού ή από μια έξοδο ενός άλλου flip-flop. Επομένως, οι ταχύτητες των ασύγχρονων λογικών κυκλωμάτων είναι πολύ μεγαλύτερες από τα σύγχρονα κυκλώματα. Παρόλο που η ασύγχρονη λογική είναι αποτελεσματική, είναι δύσκολο να σχεδιαστεί και να εφαρμοστεί και να δημιουργήσει προβλήματα εάν επικαλύπτονται δύο σήματα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Συνδυαστικής και Διαδοχικής Λογικής;
• Η συνδυαστική λογική χρησιμοποιεί μόνο τις παρούσες εισόδους για τον προσδιορισμό της εξόδου, ενώ η διαδοχική λογική χρησιμοποιεί τόσο τις παρούσες εισόδους όσο και τις προηγούμενες εξόδους για τον προσδιορισμό της τρέχουσας εισόδου.
• Η συνδυαστική λογική χρησιμοποιείται για την υλοποίηση βασικών πρακτικών Boolean ενώ η διαδοχική λογική χρησιμοποιείται για τη δημιουργία στοιχείων μνήμης.
• Η διαδοχική λογική χρησιμοποιεί τις ανατροφοδοτήσεις από την έξοδο στις εισόδους, ενώ η συνδυαστική λογική δεν απαιτεί ανατροφοδότηση.
