Kombinačná vs sekvenčná logika
Digitálna elektronika je základom moderného technologického pokroku. Digitálne zariadenia sú vytvorené pomocou princípov booleovskej logiky. Booleovská logika, založená na povahe výstupov, je rozdelená na kombinačnú logiku a sekvenčnú logiku. Každý typ logiky možno použiť na implementáciu rôznych dnes používaných digitálnych prvkov.
Kombinačná logika
V kombinačnej logike je výstup funkciou iba súčasných vstupov. Výstup je nezávislý od predchádzajúcich výstupov; preto sa jej niekedy hovorí časovo nezávislá logika.
Kombinačná logika sa používa na vykonávanie boolovských operácií na binárnych vstupných signáloch a binárnych dátach. Aritmetická a logická jednotka CPU vykonáva kombinačné operácie s dátovým reťazcom. Polovičné sčítačky, úplné sčítačky, multiplexory, demultiplexory, dekodéry a kódovače sú tiež postavené na kombinačnej logike.
Sekvenčná logika
Sekvenčná logika je forma booleovskej logiky, kde výstup je funkciou súčasných vstupov aj minulých výstupov. Vo väčšine prípadov sa výstupný signál privádza späť do obvodu ako nový vstup. Sekvenčná logika sa používa na navrhovanie a zostavovanie konečných automatov. Základnou implementáciou sekvenčnej logiky sú klopné obvody. Klopné obvody sú navrhnuté tak, aby zachovali stav systému, preto sa považujú za základný pamäťový prvok.
Sekvenčná logika sa ďalej delí na synchrónnu logiku a asynchrónnu logiku. V synchrónnej logike sa logická operácia cyklicky opakuje prostredníctvom oscilačného signálu dodávaného do každého klopného obvodu v obvode. Tento signál, často nazývaný hodinový impulz, aktivuje logický obvod pre jednu operáciu.
Hlavnou výhodou synchrónnej logiky je jej jednoduchosť. Hlavnými nevýhodami synchrónnej logiky sú obmedzená dostupná rýchlosť hodín a požiadavka hodinového signálu pre každý klopný obvod. V dôsledku toho sú rýchlosti synchrónnych obvodov obmedzené a dochádza k plytvaniu energiou pri distribúcii signálu do každého klopného obvodu.
V asynchrónnej logike nie sú všetky klopné obvody taktované v rovnakom cykle. Skôr je každý jednotlivý klopný obvod taktovaný prostredníctvom hlavného hodinového signálu alebo prostredníctvom výstupu iného klopného obvodu. Preto sú rýchlosti asynchrónnych logických obvodov oveľa vyššie ako synchrónne obvody. Aj keď je asynchrónna logika efektívna, je ťažké ju navrhnúť a implementovať a spôsobuje problémy, ak sa dva signály prekrývajú.
Aký je rozdiel medzi kombinačnou a sekvenčnou logikou?
• Kombinovaná logika používa na určenie výstupu iba súčasné vstupy, zatiaľ čo sekvenčná logika používa súčasné vstupy aj predchádzajúce výstupy na určenie aktuálneho vstupu.
• Kombinovaná logika sa používa na implementáciu základných booleovských operácií, zatiaľ čo sekvenčná logika sa používa na vytváranie pamäťových prvkov.
• Sekvenčná logika využíva spätnú väzbu z výstupu na vstupy, zatiaľ čo kombinačná logika spätnú väzbu nevyžaduje.
