O que é um circuito assíncrono?

Um circuito assíncrono é uma rede de componentes amplamente independentes que encaminham dados quando suas operações foram concluídas. Isso contrasta com um circuito síncrono, onde os elementos são pesquisados ​​para dados em resposta a um sinal de tempo global. Em um circuito assíncrono, os protocolos de transferência de dados determinam quando e como os dados são trocados. Em vez de pesquisar regularmente cada componente, os dados são transferidos quando o próprio componente sinaliza que está pronto.

A maioria das implementações de circuitos eletrônicos usa design síncrono. Este é um modelo mais simples em que todos os componentes operam dentro do mesmo período de tempo. Em um circuito assíncrono, os componentes operam independentemente de qualquer período de tempo. Em vez de um tempo discreto imposto globalmente, os componentes usam handshake e transferem protocolos. Eles executam a sincronização necessária, a transferência de dados e o sequenciamento de operação.

Existem vários protocolos de transferência usados ​​em circuitos assíncronos. Todos incluem HandshakinG, que garante que, quando um componente está pronto para passar dados para um vizinho, o vizinho é livre para recebê -lo e transmiti -lo. Como os componentes funcionam sem referência a um período de tempo comum, as operações podem ser concluídas fora da sequência. O protocolo de transferência codifica os dados produzidos de forma que possam ser montados na ordem correta.

Alguns computadores iniciais empregaram design assíncrono. O integrador de Illinois e o computador automático, ou Iliac I, desenvolvido pela Universidade de Illinois em 1951, foi esse design. No entanto, o rápido avanço da tecnologia de circuitos integrados exigia um design mais básico que fosse compatível com os recursos disponíveis. O design síncrono com um relógio do sistema se tornou a abordagem preferida.

O design do circuito assíncrono tem várias vantagens em potencial. O consumo de energia seria muito menor com a eliminação do circuito de tempo e existeG Não há necessidade de poder transistores não em uso. A velocidade operacional seria determinada por latências reais entre os componentes. No design síncrono, a velocidade é imposta para acomodar o elemento mais fraco. Um circuito projetado para operar sob lógica assíncrona normalmente seria menos afetado pelas pequenas variações nas peças dos componentes devido ao processo de fabricação.

Desvantagens do design do circuito assíncrono decorrem principalmente de sua complexidade. O número de elementos necessários pode ser muito maior do que o necessário para um circuito síncrono. Existem poucas ferramentas de design assistido por computador (CAD) feitas para design de circuito assíncrono. Esses circuitos também são muito mais difíceis de depurar e solucionar problemas do que os projetos convencionais. A sobrecarga adicional de hardware e a dificuldade na implementação podem compensar os ganhos no consumo e eficiência de energia.