Kombinační vs sekvenční logika
Digitální elektronika je základem moderního technologického pokroku. Digitální zařízení jsou vytvářena pomocí principů booleovské logiky. Booleovská logika, založená na povaze výstupů, je rozdělena na kombinační logiku a sekvenční logiku. Každý typ logiky lze použít k implementaci různých dnes používaných digitálních prvků.
Kombinační logika
V kombinační logice je výstup funkcí pouze současných vstupů. Výstup je nezávislý na předchozích výstupech; proto se tomu někdy říká časově nezávislá logika.
Kombinační logika se používá k provádění booleovských operací na binárních vstupních signálech a binárních datech. Aritmetická a logická jednotka CPU provádí kombinační operace s datovým řetězcem. Poloviční sčítačky, plné sčítačky, multiplexery, demultiplexery, dekodéry a kodéry jsou také postaveny na kombinační logice.
Sekvenční logika
Sekvenční logika je forma booleovské logiky, kde výstup je funkcí současných vstupů i minulých výstupů. Ve většině případů je výstupní signál přiváděn zpět do obvodu jako nový vstup. Sekvenční logika se používá k návrhu a konstrukci konečných automatů. Základní implementací sekvenční logiky jsou klopné obvody. Klopné obvody jsou navrženy tak, aby zachovaly stav systému, proto jsou považovány za základní paměťový prvek.
Sekvenční logika se dále dělí na synchronní logiku a asynchronní logiku. V synchronní logice se logická operace cyklicky opakuje prostřednictvím oscilačního signálu dodávaného do každého klopného obvodu v obvodu. Tento signál, často nazývaný hodinový impuls, aktivuje logický obvod pro jedinou operaci.
Hlavní výhodou synchronní logiky je její jednoduchost. Hlavní nevýhody synchronní logiky jsou omezená dostupná rychlost hodin a požadavek hodinového signálu pro každý klopný obvod. V důsledku toho jsou rychlosti synchronních obvodů omezené a dochází k plýtvání energií při distribuci signálu do každého klopného obvodu.
V asynchronní logice nejsou všechny klopné obvody taktovány ve stejném cyklu. Spíše je každý jednotlivý klopný obvod taktován prostřednictvím hlavního hodinového signálu nebo výstupem jiného klopného obvodu. Proto jsou rychlosti asynchronních logických obvodů mnohem vyšší než synchronních obvodů. I když je asynchronní logika efektivní, je obtížné ji navrhnout a implementovat a představuje problémy, pokud se dva signály překrývají.
Jaký je rozdíl mezi kombinační a sekvenční logikou?
• Kombinační logika používá k určení výstupu pouze současné vstupy, zatímco sekvenční logika používá k určení aktuálního vstupu oba současné vstupy i předchozí výstupy.
• Kombinační logika se používá k implementaci základních booleovských operací, zatímco sekvenční logika se používá k vytváření paměťových prvků.
• Sekvenční logika využívá zpětné vazby z výstupu na vstupy, zatímco kombinační logika zpětnou vazbu nevyžaduje.
