\chapter{Úvod}

\section{Motivace}
\indent \indent V dnešní době je výkon procesorů a mikrokontrolerů závislý na mnoha faktorech. Jeden z nich je hodinový takt a ve světě návrhářů sekvenčních obvodů je snaha jej neustále zvyšovat za účelem vyššího výkonu. Jednou z metod jak dosáhnout lepších hodnot hodinového taktu je např. pipelening, kdy dochází ke vkládání klopných obvodů do kombinační logiky. Já se však vydám jinou cestou jak zvýšit výkon, rozhodl jsem se úplně vypustit logiku související s hodinovým taktem. Na základě těchto souvislostí jsem došel až k asynchronním obvodům. 

Asynchronní obvody nejsou převratnou novinkou ve světě obvodových návrhářů, avšak jejich rozšíření není takové jako u synchronních obvodů. Jak u synchronních obvodů, tak i u asynchronních obvodů musíme provést syntézu, abychom získali výslednou logiku. Proto jsem se rozhodl  seznámit se s postupem syntézy u asynchronních obvodů a s pojmy popisující tyto obvody. A aby moje nabyté znalosti nebyly jen v myšlenkové formě, vytvořil jsem program, který bude automatizovat postup syntézy. Výsledkem syntézy bývá popis logického obvodu,  proto výstup programu by měl tento fakt respektovat a nejlépe jej popsat v jazyce, který je pro návrháře typický a to je VHDL kód.



\section{Synchronní obvody a synchronizace}
\indent \indent Synchronizaci obvodu provádíme proto, protože některé části obvodu jsou rychlejší než jiné a je třeba zajistit ustálení všech signálů před dalším zpracováním. Synchronizace obvodu se dnes obvykle provádí pomocí hodinového signálu, který je rozveden po obvodu. Obvody s rozvedeným hodinovým signálem se nazývají synchronní a jejich převaha  na trhu je enormní. Příčinou převahy je jejich jednoduchý a spolehlivý návrh, dobrá přenositelnost a jednoduché testování.



\section{Proč má smysl se zabývat asynchronními obvody}
\indent \indent Upozornil jsem na fakt, že limitujícím faktorem synchronního logického obvodu je hodinový takt zpomalující běh obvodu, který by potencionálně mohl běžet rychleji. Řešení, které navrhuji spočívá ve využití asynchronních obvodů, které však neskýtají pouze výhodu vyšší operační rychlosti, ale taky nižší spotřebu energie obvodu, menší emise elektro-magnetického šumu, robustnost vzhledem ke skokovým změnám dodávky napětí a teplotní změně.



\section{Hlavní nevýhody asynchronních obvodů}
\indent \indent Asynchronní obvody by mohly přinést mnohé výhody, které by synchronní obvody mohly jen stěží nabídnout, ale nic není tak jednoduché jak to na první pohled vypadá. 

Předností synchronních obvodů je jejich výborná testovatelnost, která je umožněna testovatelností malých celků nezávislých na zbytku obvodu. V asynchronním světě spolu komunikuje celý obvod v jednom okamžiku, a tak jen stěží se dá vyjmout část obvodu, aniž bych se nemuselo ohlížet na zbytek. 

Další nevýhodou  asynchronních obvodů může být paradoxně odstranění hodin a vodičů, které rozvádí hodinový signál. Důvodem je nárůst logiky, která musí nahradit hodinový signál sloužící k synchronizaci. 

Posledním problémem, ne však nevýhodou, je zaručení bezhazardnosti v obvodu.



\section{Přínos }
\indent \indent Práce má přinést nejen programový nástroj, který by měl být schopen syntetizovat asynchronní obvod, ale taky by měla být informačním zdrojem na téma asynchronní obvody.


