¿Qué es un circuito asíncrono?
Un circuito asincrónico es una red de componentes en gran medida independientes que reenvían los datos cuando sus operaciones se han completado. Esto contrasta con un circuito sincrónico donde los elementos se encuestan para los datos en respuesta a una señal de sincronización global. En un circuito asincrónico, los protocolos de transferencia de datos determinan cuándo y cómo se intercambian datos. En lugar de sondear regularmente cada componente, los datos se transfieren cuando el componente mismo indica que está listo.
La mayoría de las implementaciones de circuitos electrónicos utilizan un diseño síncrono. Este es un modelo más simple donde todos los componentes funcionan dentro del mismo período de tiempo. En un circuito asincrónico, los componentes funcionan independientemente de cualquier marco de tiempo. En lugar de un tiempo discreto impuesto a nivel mundial, los componentes usan protocolos de apretón de manos y transferencia. Estos realizan la sincronización necesaria, la transferencia de datos y la secuenciación de operaciones.
Hay varios protocolos de transferencia utilizados en circuitos asincrónicos. Todos incluyen handshakinG, que asegura que cuando un componente esté listo para pasar los datos a un vecino, el vecino es libre de recibirlo y transmitirlo. Dado que los componentes funcionan sin referencia a un marco de tiempo común, las operaciones pueden completarse fuera de secuencia. El protocolo de transferencia codifica los datos producidos de tal manera que se puede ensamblar en el orden adecuado.
Algunas computadoras tempranas emplearon diseño asincrónico. El integrador de Illinois y la computadora automática, o Illiac I, desarrollada por la Universidad de Illinois en 1951, fue ese diseño. Sin embargo, el rápido avance en la tecnología de circuito integrado requirió un diseño más básico que fuera compatible con los recursos disponibles. El diseño sincrónico con un reloj del sistema se convirtió en el enfoque preferido.
El diseño del circuito asíncrono tiene varias ventajas potenciales. El consumo de energía sería mucho menor con la eliminación del circuito de tiempo y hayG no es necesario alimentar los transistores que no están en uso. La velocidad de funcionamiento estaría determinada por latencias reales entre componentes. En diseño sincrónico, se impone la velocidad para acomodar el elemento más débil. Un circuito diseñado para funcionar bajo lógica asincrónica generalmente se vería menos afectado por las ligeras variaciones en las piezas de componentes debido al proceso de fabricación.
Las desventajas del diseño de circuito asincrónico provienen principalmente de su complejidad. El número de elementos necesarios puede ser mucho mayor que el requerido para un circuito sincrónico. Hay pocas herramientas de diseño asistido por computadora (CAD) hechas para el diseño de circuitos asincrónicos. Estos circuitos también son mucho más difíciles de depurar y solucionar problemas que los diseños convencionales. La sobrecarga de hardware adicional y la dificultad en la implementación pueden compensar las ganancias en el consumo de energía y la eficiencia.