Combinatie versus sequentiële logica
Digitale elektronica is de basis van moderne technologische vooruitgang. Digitale apparaten worden gemaakt met behulp van de principes van Booleaanse logica. Booleaanse logica, gebaseerd op de aard van de uitgangen, wordt gescheiden in combinatorische logica en sequentiële logica. Elk type logica kan worden gebruikt om verschillende digitale elementen te implementeren die tegenwoordig worden gebruikt.
Combinationale logica
In combinatorische logica is de uitgang alleen een functie van de huidige ingangen. De output is onafhankelijk van de vorige outputs; daarom wordt het soms tijdonafhankelijke logica genoemd.
Combinationale logica wordt gebruikt om Booleaanse bewerkingen uit te voeren op binaire ingangssignalen en binaire gegevens. De rekenkundige en logische eenheid van een CPU voert combinatorische bewerkingen uit op de gegevensreeks. Halve optellers, volledige optellers, multiplexers, demultiplexers, decoders en encoders zijn ook gebouwd op basis van de combinatorische logica.
Sequentiële logica
Sequentiële logica is de vorm van Booleaanse logica waarbij de uitvoer een functie is van zowel de huidige invoer als de vorige uitvoer. In de meeste gevallen wordt het uitgangssignaal als nieuwe ingang teruggevoerd naar de schakeling. Sequentiële logica wordt gebruikt om eindige-toestandsmachines te ontwerpen en te bouwen. De fundamentele implementatie van sequentiële logica is flip-flops. Flip-flops zijn ontworpen om de toestand van het systeem te behouden en worden daarom beschouwd als een basisgeheugenelement.
Sequentiële logica is verder onderverdeeld in synchrone logica en asynchrone logica. In synchrone logica wordt de logische bewerking cyclisch herhaald via een oscillerend signaal dat aan elke flip-flop in het circuit wordt geleverd. Dit signaal, vaak de klokpuls genoemd, activeert het logische circuit voor een enkele bewerking.
Het belangrijkste voordeel van synchrone logica is de eenvoud. De belangrijkste nadelen van synchrone logica zijn de beperkte beschikbare kloksnelheid en de vereiste van een kloksignaal voor elke flip-flop. Als gevolg hiervan zijn de snelheden van de synchrone circuits beperkt en treedt er energieverspilling op bij het distribueren van het signaal naar elk flip-flop-element.
In asynchrone logica worden niet alle flip-flops in dezelfde cyclus geklokt. In plaats daarvan wordt elke afzonderlijke flip-flop geklokt via het hoofdkloksignaal of door een uitgang van een andere flip-flop. Daarom zijn de snelheden van de asynchrone logische circuits veel hoger dan de synchrone circuits. Ook al is asynchrone logica efficiënt, ze zijn moeilijk te ontwerpen en te implementeren en veroorzaken problemen als twee signalen elkaar overlappen.
Wat is het verschil tussen combinatielogica en sequentiële logica?
• Combinatielogica gebruikt alleen de huidige inputs om de output te bepalen, terwijl sequentiële logica zowel de huidige inputs als de vorige outputs gebruikt om de huidige input te bepalen.
• Combinatielogica wordt gebruikt om basis Booleaanse bewerkingen te implementeren, terwijl sequentiële logica wordt gebruikt om geheugenelementen te creëren.
• Sequentiële logica gebruikt de terugkoppelingen van de uitgang naar de ingangen, terwijl combinatorische logica geen terugkoppelingen vereist.
