מעגל לוגיקה משולב לעומת מעגל לוגי רציף
מעגלים דיגיטליים הם המעגלים המשתמשים ברמות מתח נפרדות להפעלתם, ובהיגיון הבוליאני לפרשנות מתמטית של פעולות אלו. מעגלים דיגיטליים משתמשים ברכיבי מעגל מופשטים הנקראים שערים, וכל שער הוא מכשיר שהפלט שלו הוא פונקציה של כניסות בלבד. מעגלים דיגיטליים משמשים כדי להתגבר על הנחתת האות, עיוות הרעש הקיים במעגלים אנלוגיים. בהתבסס על היחסים בין הכניסות והיציאות, מעגלים דיגיטליים מחולקים לשתי קטגוריות; מעגלים לוגיים משולבים ומעגלים לוגיים רציפים.
עוד על מעגלים לוגיים משולבים
מעגלים דיגיטליים שהפלטים שלהם הם פונקציה של כניסות נוכחיות ידועים כמעגלים לוגיים קומבינתיים. לכן, למעגלים לוגיים משולבים אין יכולת לאחסן בתוכם מצב. במחשבים, פעולות אריתמטיות על נתונים מאוחסנים מבוצעות על ידי מעגלים לוגיים שילוביים. חצי חיבורים, חיבורים מלאים, מרבבים (MUX), מרובים (DeMUX), מקודדים ומפענחים הם יישום ברמה בסיסית של מעגלים לוגיים שילוביים. רוב הרכיבים של יחידה אריתמטית ולוגית (ALU) מורכבים גם ממעגלים לוגיים משולבים.
מעגלי לוגיקה משולבים מיושמים בעיקר באמצעות כללי סכום מוצרים (SOP) ו-Products of Sum (POS). מצבי עבודה עצמאיים של המעגל מיוצגים עם אלגברה בוליאנית. לאחר מכן מפושט ומיושם עם NOR, NAND ו- NOT Gates.
עוד על מעגלים לוגיים רציפים
מעגלים דיגיטליים שהפלט שלהם הוא פונקציה של כניסות נוכחיות ושל כניסות העבר (במילים אחרות, המצב הנוכחי של המעגל) ידועים כמעגלים לוגיים עוקבים.למעגלים עוקבים יש את היכולת לשמור על המצב הקודם של המערכת בהתבסס על התשומות הנוכחיות והמצב הקודם; לפיכך, אומרים שלמעגל לוגי רציף יש זיכרון והוא משמש לאחסון נתונים במעגל דיגיטלי. האלמנט הפשוט ביותר בלוגיקה רציפה ידוע כ-latch, שבו הוא יכול לשמור על המצב הקודם (נועל את הזיכרון/מצב). תפסים ידועים גם ככפכפים (f-f's) ובצורה מבנית אמיתית, זהו מעגל שילוב עם פלט אחד או יותר המוזן כקלט. JK, SR (Set-Reset), T (Toggle) ו-D הם כפכפי אצבע נפוצים.
מעגלים לוגיים רציפים משמשים כמעט בכל סוג של רכיבי זיכרון ומכונות מצב סופי. Finite State Machine הוא מודל מעגל דיגיטלי שבו מצבים אפשריים אם המערכת היא סופית. כמעט כל המעגלים הלוגיים הרציפים משתמשים בשעון, והוא מפעיל את פעולת הכפכפים. כאשר כל הכפכפים במעגל הלוגי מופעלים בו-זמנית, המעגל ידוע כמעגל רציף סינכרוני, בעוד שהמעגלים שאינם מופעלים בו-זמנית ידועים כמעגלים אסינכרוניים.
בפועל, רוב המכשירים הדיגיטליים מבוססים על תערובת של מעגלים לוגיים קומבינתיים ורציפים.
מה ההבדל בין מעגלים לוגיים קומבינתיים ורציפים?
• למעגלים לוגיים רציפים יש את הפלט שלו על סמך הכניסות והמצבים הנוכחיים של המערכת, בעוד שהפלט של מעגל הלוגיקה המשולב מבוסס רק על הכניסות הנוכחיות.
• למעגלי לוגיקה עוקבים יש זיכרון, בעוד שלמעגלים לוגיים שילוביים אין את היכולת לשמור נתונים (מצב)
• מעגלים לוגיים משולבים משמשים בעיקר לפעולות אריתמטיות ובוליאניות, בעוד שמעגלים לוגיים רציפים משמשים לאחסון נתונים.
• מעגלים לוגיים משולבים בנויים עם שערים לוגיים כמכשיר היסודי בעוד שברוב המקרים, למעגלים לוגיים עוקבים יש (f-f) כיחידת הבניין היסודית.
• רוב המעגלים הרציפים מופעלים בשעון (מופעלים לפעולה עם פולסים אלקטרוניים), בעוד שללוגיקה שילובית אין שעונים.
