비동기 회로 란?

비동기 회로는 작업이 완료되면 데이터를 전달하는 독립적 인 구성 요소의 네트워크입니다. 이것은 글로벌 타이밍 신호에 응답하여 요소들이 데이터에 대해 폴링되는 동기 회로와 대조적이다. 비동기 회로에서 데이터 전송 프로토콜은 데이터 교환시기와 방법을 결정합니다. 각 구성 요소를 정기적으로 폴링하는 대신 구성 요소 자체가 준비되었다고 신호를 보내면 데이터가 전송됩니다.

전자 회로 구현의 대부분은 동기식 설계를 사용합니다. 모든 구성 요소가 동일한 시간 내에 작동하는보다 간단한 모델입니다. 비동기 회로에서 구성 요소는 모든 시간 프레임과 독립적으로 작동합니다. 전 세계에 부과 된 개별 시간 대신, 구성 요소는 핸드 셰이크 및 전송 프로토콜을 사용합니다. 필요한 동기화, 데이터 전송 및 작업 순서 지정을 수행합니다.

비동기 회로에는 몇 가지 전송 프로토콜이 사용됩니다. 모두 핸드 쉐이킹을 포함하는데, 이는 컴포넌트가 이웃에게 데이터를 전달할 준비가되었을 때 이웃이 자유롭게 수신하고 전달할 수 있도록 보장합니다. 컴포넌트들은 공통 시간 프레임을 참조하지 않고 기능하기 때문에, 동작들은 순서가 맞지 않을 수있다. 전송 프로토콜은 생성 된 데이터를 올바른 순서로 조립할 수있는 방식으로 인코딩합니다.

일부 초기 컴퓨터는 비동기 설계를 사용했습니다. 1951 년 일리노이 대학교에서 개발 한 일리노이 통합 및 자동 컴퓨터 또는 ILLIAC I은 그러한 디자인이었습니다. 그러나 집적 회로 기술의 급속한 발전에는 가용 자원과 호환되는보다 기본적인 설계가 필요했습니다. 시스템 클록을 사용한 동기 설계가 선호되는 접근 방식이되었습니다.

비동기 회로 설계에는 몇 가지 잠재적 이점이 있습니다. 타이밍 회로가 없어 전력 소비가 훨씬 적어지고 사용하지 않는 트랜지스터에 전력을 공급할 필요가 없습니다. 작동 속도는 구성 요소 간의 실제 대기 시간에 따라 결정됩니다. 동기식 설계에서는 가장 약한 요소를 수용하기 위해 속도가 부과됩니다. 비동기식 로직에서 작동하도록 설계된 회로는 일반적으로 제조 공정으로 인한 구성 부품의 약간의 변동으로 인해 영향을 덜받습니다.

비동기 회로 설계의 단점은 주로 복잡성에서 비롯됩니다. 필요한 요소의 수는 동기 회로에 필요한 것보다 훨씬 클 수 있습니다. 비동기 회로 설계를 위해 만들어진 CAD (Computer Assisted Design) 도구는 거의 없습니다. 이 회로는 기존 설계보다 디버그 및 문제 해결이 훨씬 어렵습니다. 추가적인 하드웨어 오버 헤드 및 구현의 어려움은 전력 소비 및 효율의 이득을 상쇄 할 수있다.