11 Czas w układach cyfrowych. Logika sekwencyjna
Czas w Układach Elektrycznych
Czas Ciągły a Czas Dyskretny:
W fizycznym świecie czas jest ciągły, płynie nieprzerwanie od przeszłości do przyszłości. W układach cyfrowych czas jest dyskretny, podzielony na równe jednostki zwane cyklami zegara. Zegar oscyluje z określoną częstotliwością, co dzieli czas na sekwencje kroków.
Cykl Zegara:
Cykl zegara to podstawowa jednostka czasu w układach cyfrowych. Podczas każdego cyklu zegara układ ma możliwość wykonania jednej operacji logicznej. Częstotliwość zegara określa, jak szybko układ może przetwarzać dane. Na przykład zegar o częstotliwości 1 GHz wykonuje miliard cykli na sekundę.
Logika Kombinacyjna
Logika kombinacyjna to typ logiki, w której wyjścia układu są bezpośrednio zależne od jego bieżących wejść. Każde wejście ma natychmiastowy wpływ na wyjście bez żadnego opóźnienia czasowego wynikającego z przeszłych stanów. Cechy Logiki Kombinacyjnej:
- Natychmiastowa reakcja: Wyjście jest natychmiastowym rezultatem wejścia.
- Brak pamięci: Nie przechowuje żadnych stanów z przeszłości, działa jedynie na bieżących danych wejściowych.
- Przykłady: Bramy logiczne (AND, OR, NOT), multipleksery, dekodery.
Logika Sekwencyjna
Logika sekwencyjna to typ logiki, w której wyjścia zależą nie tylko od bieżących wejść, ale także od stanów poprzednich. Jest to możliwe dzięki użyciu elementów pamięci, takich jak przerzutniki (flip-flopy) czy rejestry. Cechy Logiki Sekwencyjnej:
- Pamięć stanu: Układ zapamiętuje stany poprzednich cykli zegara i używa ich do określenia bieżącego wyjścia.
- Synchronizacja z zegarem: Zmiany stanu i wyjścia są zsynchronizowane z cyklami zegara.
- Przykłady: Liczniki, rejestry, automaty stanu.