Kas ir asinhronā ķēde?

Lielākā daļa elektronisko shēmu ieviešanu izmanto sinhrono dizainu. Šis ir vienkāršāks modelis, kurā visas sastāvdaļas darbojas vienā laika posmā. Asinhronajā shēmā komponenti darbojas neatkarīgi no laika perioda. Globāli noteiktā diskrēta laika vietā komponenti izmanto rokasspiediena un pārsūtīšanas protokolus. Tie veic nepieciešamo sinhronizāciju, datu pārsūtīšanu un darbību secību.

Asinhronajās shēmās tiek izmantoti vairāki pārsūtīšanas protokoli. Visi ietver rokasspiedienu, kas nodrošina, ka tad, kad komponents ir gatavs nodot datus kaimiņam, kaimiņš var tos saņemt un nodot tālāk. Tā kā komponenti darbojas bez atsauces uz kopīgu laika posmu, darbības var tikt pabeigtas ārpus secības. Pārsūtīšanas protokols kodē iegūtos datus tā, lai tos varētu salikt pareizā secībā.

Dažos agrīnajos datoros tika izmantots asinhronais dizains. Ilinoisas integrators un automātiskais dators jeb ILLIAC I, ko 1951. gadā izstrādāja Ilinoisas universitāte, bija šāds dizains. Tomēr integrālo shēmu tehnoloģiju straujai attīstībai bija nepieciešams vienkāršāks dizains, kas bija savietojams ar pieejamajiem resursiem. Sinhronais dizains ar sistēmas pulksteni kļuva par vēlamo pieeju.

Asinhronās shēmas projektēšanai ir vairākas iespējamās priekšrocības. Enerģijas patēriņš būtu daudz mazāks, ja netiktu izmantota laika ķēde, un nebūtu nepieciešams barot tranzistorus, kas netiek izmantoti. Darbības ātrumu nosaka faktiskais latentums starp komponentiem. Sinhronā konstrukcijā ātrums tiek uzlikts, lai pielāgotos vājākajam elementam. Shēmu, kas paredzēta darbībai asinhronā loģikā, parasti mazāk ietekmētu nelielas sastāvdaļu atšķirības ražošanas procesa dēļ.

Asinhronās shēmas konstrukcijas trūkumi galvenokārt izriet no tā sarežģītības. Nepieciešamo elementu skaits var būt daudz lielāks nekā sinhronajai ķēdei. Ir daži datorizētas projektēšanas (CAD) rīki, kas paredzēti asinhronās shēmas projektēšanai. Šīs shēmas ir arī daudz grūtāk atkļūdot un novērst problēmas nekā parastās konstrukcijas. Papildu aparatūras izmaksas un ieviešanas grūtības var kompensēt enerģijas patēriņa un efektivitātes pieaugumu.