Circuits synchrones et asynchrones

Les circuits synchrones et asynchrones

Il s'agit de 2 types de circuits apparus respectivement au début des années 50 et à la fin.

Les circuits synchrones

Il s'agit d'un circuit électronique numérique fonctionnant grâce à un composant appelé "horloge" qui émet des impulsions électriques régulières. Ces impulsions coordonnent les entrées/sorties (les données ne sorte que quand l'horloge l'indique et ne rentre aussi qu'à ce moment là : elles viennent seulement quand on peut les accueillir) et permettent de cadencer le circuit, c'es-à-dire limiter le nombre de calculs effectués dans un temps donné pour éviter les surchauffes dues à l'effet Joule.

Plus la fréquence de l'horloge est rapide est plus le circuit est performant. Cependant, il surchauffe aussi plus à cause de l'effet Joule, ce qui peux entraîner des erreurs. Pour palier à ce problème, il faudrait augmenter la tension mais on peut avoir besoin de ne pas trop consommer et le circuit chaufferait encore plus. Et lorsque ce la n'est pas possible on le refroidit (avec un radiateur associé à un ventilateur par exemple).

Un autre problème peut survenir, issu de la qualité du matériel, il s'agit de la gigue de l'horloge : des variation de fréquence non voulues.

Les circuits asynchrones ou autoséquencés

Ici, les composant communiquent entre eux pour remplacer l'horloge ou fonctionnent de manière indépendante lorsqu'il n'en ont pas besoin. Il peuvent avoir les avantages suivants (mais jamais tous à la fois) : simplicité de construction (plus modulaire), plus de rapidité (moins de latence), débit traité plus grand ou consommation moins importante.

Aucun des circuits asynchrones existant ne possède actuellement tous ses avantages.

Les pipelines

Il s'agit de découper les instructions en plusieurs étapes. On peut alors traiter plusieurs infos en même temps (une par étape). C'est inspiré des chaines de montage.

Dans les circuits synchrones le transfert de l'info d'une étape à une autre se fait à chaque tic de l'horloge.

Dans un circuit asynchrone, une requête est envoyée avec les données. Le circuit destinataire envoie un signal d'accusé de réception lorsque qu'il les a bien reçues. L'info doit alors être envoyée autant de fois que nécessaire et tout est fait pour que les intervalles de temps entre les paquets de données soient aléatoires (pour éviter 2 mélanges de signaux électrique d'affilé).

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