غير متزامن عالميًا، متزامن محليًا
في مجال الإلكترونيات ، تُعرف بنية GALS ( التزامن المحلي غير المتزامن عالميًا ) بأنها بنية لتصميم الدوائر الإلكترونية تعالج مشكلة نقل البيانات الآمن والموثوق بين نطاقات التوقيت المستقلة . GALS نموذج حاسوبي ظهر في ثمانينيات القرن الماضي، يسمح بتصميم أنظمة حاسوبية تتكون من عدة وحدات متزامنة (باستخدام البرمجة المتزامنة لكل وحدة) تتفاعل مع وحدات أخرى باستخدام الاتصال غير المتزامن ، مثل استخدام مخازن البيانات المؤقتة (FIFOs ).
تفاصيل
تتكون دائرة GALS من مجموعة من الوحدات المتزامنة محليًا، تتواصل فيما بينها عبر أغلفة غير متزامنة. يمكن لكل نظام فرعي متزامن ("نطاق الساعة") أن يعمل بتردد ساعة مستقل خاص به. من مزاياها انخفاض التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) بشكل ملحوظ. تتطلب دائرة CMOS (البوابات المنطقية) تيار تغذية كبيرًا نسبيًا عند تغيير حالتها من 0 إلى 1. يتم تجميع هذه التغييرات في الدائرة المتزامنة، حيث يتم تهيئة معظمها بواسطة حافة ساعة نشطة. لذلك، تحدث ارتفاعات حادة في تيار التغذية عند حواف الساعة النشطة. يمكن أن تتسبب هذه الارتفاعات في تداخل كهرومغناطيسي كبير، وقد تؤدي إلى خلل في الدائرة . للحد من هذه الارتفاعات، يُستخدم عدد كبير من مكثفات الفصل . يتمثل حل آخر في استخدام نمط تصميم GALS، أي أن التصميم (محليًا) متزامن (وبالتالي أسهل في التصميم من الدوائر غير المتزامنة ) ولكنه غير متزامن عالميًا، أي أن هناك أنظمة إشارة ساعة مختلفة (مثل إزاحة الطور، وحافة صاعدة وهابطة نشطة)، وبالتالي لا تتجمع ذروات تيار التغذية في نفس الوقت. ونتيجة لذلك، يُستخدم نمط تصميم GALS غالبًا في أنظمة SoC. [ 1 ] ويُستخدم بشكل خاص في بنى الشبكات على رقاقة (NoC) لأنظمة SoC. [ 2 ]
تحتوي بعض دوائر GALS الأكبر حجمًا على وحدات معالجة مركزية متعددة. وعمومًا، تمتلك كل وحدة معالجة مركزية في هذه المصفوفة غير المتزامنة من المعالجات البسيطة مذبذبًا مستقلًا خاصًا بها. ويمكن إيقاف هذا المذبذب عندما لا يكون هناك عمل تقوم به وحدة المعالجة المركزية الخاصة به.
في بعض الحالات، يتم تقسيم كل وحدة معالجة مركزية إلى وحدات أصغر، لكل منها ساعة مستقلة خاصة بها، أو في حالات قليلة لا توجد ساعة على الإطلاق ( دائرة غير متزامنة § وحدة معالجة مركزية غير متزامنة ).
انظر أيضاً
- البرمجة المتزامنة
- البرمجة غير المتزامنة
- التزامن (علوم الحاسوب)
- نظام غير متزامن
- عبور نطاق الساعة
- لغة الإشارة (SIGNAL) - لغة متزامنة موجهة لتدفق البيانات، تُمكّن من استخدام مواصفات متعددة الساعات و GALS
مراجع
عام
- هيث، ماثيو؛ هاريس، إيان. "معمارية معالج دقيق حتمية غير متزامنة عالميًا ومتزامنة محليًا" . CiteSeerX 10.1.1.91.9608 .
- بنى تدفق البيانات لأنظمة GALS
- التزامن
- الدوائر الرقمية
