Circuit asynchrone

Un circuit asynchrone est un circuit en lequel les pièces sont en grande partie autonomes. Elles ne sont pas régies par un circuit d'horloge de ou le signal d'horloge global, mais ont besoin à la place attendent seulement les signaux qui indiquent l'accomplissement des instructions et des opérations. Ces signaux sont spécifiés par des protocoles de transfert de données simples. Cette conception de la logique de Digitals de est contrastée avec un circuit synchrone qui fonctionne selon les signaux horaires d'horloge.

Avantages

Les différentes classes des circuits asynchrones offrent différents avantages. Au-dessous de est une liste des avantages offerts par les circuits peu sensibles du retard quasi , généralement reconnus pour être la plupart de " ; pure" ; former de la logique asynchrone qui maintient l'universalité informatique. Les formes moins pures de circuits asynchrones offrent une meilleure exécution au coût de compromettre un ou plusieurs de ces avantages.
Manipulation robuste de

du metastability des arbitres .
L'accomplissement tôt d'un circuit quand on le sait que les entrées qui ne sont pas encore arrivées sont non pertinent
La consommation de puissance faible probablement étant donné qu'aucunes transitions de transistor jamais à moins qu'elle exécute le calcul utile (horloge de déclenchant dans des conceptions synchrones est une approximation imparfaite de cet idéal). Cependant, en utilisant certains codages, les circuits asynchrones peuvent exiger plus de secteur, qui peut avoir comme conséquence la puissance d'énergie accrue si le processus fondamental a les propriétés pauvres de fuite (par exemple, des processus profonds de submicrometre utilisés avant l'introduction de hauts-k diélectriques).
Absence des difficultés de jamais-détérioration de distribuer une sortance high- , signal de d'horloge synchronisation-sensible
Une meilleurs modularité et composability
Loin peu de prétentions au sujet du processus de fabrication sont exigées (la plupart des prétentions sont des prétentions de synchronisation)
La vitesse de circuit est adaptée en marche à la température changeante et la tension conditionne plutôt qu'étant verrouillée à la vitesse exigée par des prétentions des cas les pires.
L'immunité contre la variabilité transistor-to-transistor dans le processus de fabrication, qui est l'un des la plupart des problèmes graves se posant à l'industrie de semi-conducteur comme des matrices se rétrécissent.
Moins d'interférence électromagnétique grave. Les circuits synchrones créent beaucoup d'IEM dans la bande de fréquence (ou très près) à leur fréquence du signal d'horloge et à ses harmoniques ; les circuits asynchrones produisent des modèles d'IEM qui beaucoup plus également sont écartés à travers le spectre.

Applications

Le ILLIAC II en 1962 était le premier complètement asynchrone, conception indépendante de processeur de vitesse.

Les modules de transfert de registre du PDP-16 de DEC (CA 1973) ont permis à l'expérimentateur de construire les éléments de traitement asynchrones et de 16 bits. Les retards pour chaque module étaient fixes et basés sur la synchronisation des cas les pires du module.

Caltech a conçu et a fabriqué le processeur peu sensible du premier entièrement retard quasi du du monde. Pendant les démonstrations, les chercheurs ont stupéfié des téléspectateurs en chargeant un programme simple qui a fonctionné dans une boucle serrée, le palpitation des lignes de sortie après chaque instruction. Cette ligne de sortie a été reliée à un oscilloscope. Quand une tasse de café chaud a été placée sur le morceau, la fréquence du pouls (le " efficace ; rate" d'horloge ;) naturellement ralenti pour s'adapter à l'exécution de détérioration des transistors heated. Quand l'azote liquide a été versé sur le morceau, le taux d'instruction a augmenté rapidement sans l'intervention additionnelle. En plus, à de plus basses températures, la tension assurée au morceau pourrait être sans risque augmentée, qui a également amélioré le taux d'instruction -- encore, sans la configuration additionnelle.

En 2004, Epson a fabriqué le premier microprocesseur flexible du monde appelé l'ACT11, un morceau asynchrone à 8 bits. Les processeurs flexibles synchrones sont plus lents, depuis plier le matériel sur lequel un morceau est fabriqué cause des variations sauvages et imprévisibles dans les retards des divers transistors, pour lesquels des scénarios de pire cas doivent être assumés partout et horloge tout au pis aller vitesse de cas. Le processeur est prévu pour l'usage dans les cartes à puce, dont les morceaux sont actuellement limités dans la taille à ces assez petits qu'ils peuvent restent parfaitement rigides.

Bases théoriques

Certains ont argué du fait que les réseaux de Pétri sont un modèle attrayant et puissant pour raisonner au sujet des circuits asynchrones. Cependant des réseaux de Pétri ont été critiqués par le Karl Hewitt et d'autres par leur manque de réalisme physique (voir les modèles net#Subsequent de Pétri de de la simultanéité ). À la suite des réseaux de Pétri on a développé d'autres modèles de simultanéité qui peuvent modeler les circuits asynchrones comprenant le modèle d'acteur de et les calculs de processus .

La logique asynchrone limite est employée pour décrire une série de modèles de conception, qui emploient différentes prétentions au sujet des propriétés de circuit. Celles-ci varient du modèle du retard empaqueté par - qui emploie les éléments informatiques « conventionnels » avec l'accomplissement indiqué par un modèle localement produit de retard - à la conception Retarder-peu sensible du - d'où des retards arbitraires par des éléments de circuit peuvent être adaptés. Le dernier modèle tend à rapporter les circuits qui sont plus grands et des données) plus lentement que synchrones (ou empaquetées les réalisations, mais qui sont peu sensible à la disposition et aux variations paramétriques et sont ainsi le " ; corriger par design.

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