Logika sekuentzial

Zirkuitu digitalen teorian logika sekuentziala uneko sarreren balioaz gain, aurreko uneetako sarreren sekuentziaren menpe dagoen zirkuitu logiko mota da. Azken horretan bereizten dira logika sekuentziala eta konbinazionala. Ondorioz, logika sekuentzialak egoerak (memoria) ditu, logika konbinazionalak ez bezala.

Logika sekuentziala egoera finituko makinak egiteko erabiltzen da. Oro har, gailu digitalek logika sekuentziala eta konbinazionala daukate.

Sekuentzia-logika digitaleko zirkuituak sinkrono eta asinkronotan sailka daitezke. Sekuentzia-zirkuitu sinkronoetan egoerak bakarrik erloju seinaleak ezarritako une diskretuetan alda daitezke. Sekuentzia-zirkuitu asinkronoetan, egoera-aldaketa sarrerak balioz aldatzen direnean gertatzen da.

Sekuentzia-logika sinkronoa

Gaur egungo zirkuitu sekuentzial gehienak sinkronoak dira. Erloju deritzon oszilagailu elektroniko batek erloju-seinale errepikakorra sortzen du, zirkuitu osoko memoriadun elementuetara bideratzen dena. Logika sekuentzialeko memoria elementurik oinarrizkoena biegonkorra da. Biegonkor bakoitzaren irteera bakarrik alda daiteke erloju-seinalearen pultsu bat jasotzen duen unean. Ondorioz, seinale logikoen aldaketa aldi berean gertatzen da erlojuak sinkronizaturik.

Logika sekuentzialaren abantaila nagusia zirkuituen sinpletasuna da. Ate logikoek propagazio-atzerapen deritzon denbora-tarte mugatua behar dute euren sarreretako aldaketei erantzun ahal izateko. Beraz, erloju-seinalearen pultsuen arteko denbora-tartea zirkuituko ate logiko guztiek aldaketei erantzuteko denbora-tartea baino luzeagoa izan behar du. Hala bada, zirkuitua egonkorra eta fidagarria da. Beraz, denbora horrek mugatzen du zirkuitu sekuentzialaren operazio-abidura maximoa.

Desabantaila nagusiak:

• Zirkuituaren bide logiko motelenak mugatzen du erloju seinalearen frekuentzia maximoa. Bide horri bide kritiko deritzo. Operazio logikoak, sinpleak zein konplexuak, erloju ziklo batean burutu behar dira. Hori dela eta, sekuentzia-logika sinkronoa asinkronoa baino motelagoa izan daiteke. Zirkuitu sinkronoen operazioak azkartzeko segmentazio (ingelesez: pipelining) teknika erabiltzen da, hau da, operazio konplexuak beste erloju ziklotan egin daitezke operazio sinpletan zatitu. Teknika hau oso erabilia da mikroprozesadoreak diseinatzeko.
• Erloju seinalea zirkuitu osoko biegonkorretara eraman behar da. Erlojua maiztasun handiko seinalea denez, potentzia-kontsumo eta bero-sorrera gehiago dakartza maiztasuna handitu ahala.

Sekuentzia-logika asinkronoa

Sekuentzia-logika asinkronoak ez du inolako erloju seinaleren sinkronizaziorik. Hau da, zirkuituaren irteerak aldatzen dira sarreretan aldaketaren bat dagoenean. Beraz, sekuentzia-logika asinkronoa sinkronoa baino arinagoa da. Hortaz, gailuaren abiadura ate logikoen propagazio-atzerapenaren menpe dago.

Dena dela, zirkuitu asinkronoen diseinua sinkronoena baino zailagoa da zirkuitu sinkronoetan gertatzen ez diren arazoei aurre egin behar zaielako. Adibidez, biegonkor baten sarreretara bi seinale aldi berean heltzen direnean, zirkuitua zein egoeratara pasako den ate logikoetara iristen den seinalearen menpe dago. Ondorioz, zirkuitua okerreko egoera batera pasa daiteke, ate logikoen propagazio-atzerapenen ezberdinetasunengatik. Arazo horri lasterketa baldintza deritzo. Zirkuitu sekuentzialek, aldiz, hein handi batean arazo horri aurre egiten diote erloju-seinalearen pultsuek zehazten dutelako zein unetan gertatu behar den egoera-aldaketa. Izan ere, zirkuitu sekuentzialen erloju-seinalearen maiztasuna irteerako seinaleak egonkorrak direnean ezartzen da diseinuz.

Zirkuitu sekuentzial asinkronoak abiadura premiazkoa den zirkuituen atal kritikoetan erabiltzen dira, hala nola, mikroprozesadoreen eta seinale digitalen prozesatze unitateen atal batzuetan.

Logika asinkronoan, sinkronoarekin alderatuz, bestelako eredu matematikoak eta teknikak erabiltzen dira.

Ikus, gainera

• Logika konbinazional
• Zirkuitu asinkrono
• Zirkuitu sinkrono

Kanpo estekak

• Datuak: Q173245