ঘড়ির কাঁটার ছন্দে ছন্দে ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স

“ক্লক পালস” কথাটি ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স পড়ার সময় বহুবার চোখে পড়েছে আমাদের। এই ক্লক পালস ব্যবহার করে অনেক ওয়েব ডায়াগ্রাম অংকন করেছি। কিন্তু হয়তো অধিকাংশই এর তাৎপর্য অনুধাবন করতে পারিনি। আজ এই ক্লক পালস কেন ব্যবহার করা হয় কিংবা ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্সে ক্লক পালসের তাৎপর্য নিয়ে আড্ডা জমাব।

ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স কোর্সে লজিক সার্কিট নিয়ে অনেক পড়াশোনা করেছি আমরা। কিন্তু আসলে লজিক সার্কিট কি? “লজিক” শব্দটাই কেন ব্যবহার হচ্ছে?

লজিক সার্কিট

“লজিক” শব্দটি দিয়ে মূলত এখানে ডিসিশন নেয়ার ব্যাপারকে বোঝানো হচ্ছে। মজার একটা উদাহরণ দিই।

এম সি কিউ এবং লজিক সার্কিট

ধরুন, আপনি পরীক্ষার হলে গেলেন এক্সাম দিতে। আপনার প্রিপারেশান ভাল না। তাই আপনার কাছের বন্ধুকে বলে রাখলেন যখন এম সি কিউ প্রশ্ন দিবে তখন ইশারায় যেন উত্তর দেয়। মনে করুন, আপনার এম সি কিউ প্রশ্নে দুটো অপশান থাকবে। এখন যদি অপশান ক হয় আপনার বন্ধু কাশি দিবে এবং অপশান খ হলে আপনার বন্ধু মাথা চুলকাবে। অর্থাৎ আপনি তার মাথায় শর্তদুটো আগেই সেট আপ করে রাখলেন এবং সে আপনার প্রশ্নের উত্তর এবং শর্ত অনুযায়ী সিদ্ধান্ত নিয়ে আপনাকে সংকেত প্রদান করবে। আর আপনি সেই সংকেত অনুযায়ী এম সি কিউ শীটের উত্তর ভরাট করবেন। লজিক সার্কিটের ব্যাপারটাও ঠিক এমনই। আপনার প্রোগ্রামএবল ডিভাইসের প্রসেসরে আগেই শর্ত জুড়ে দেয়া থাকে। আর প্রসেসর সেই অনুযায়ী ডিসিশন নেয় আউটপুটে কি দেখাবে। আর ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স ত কাশি দিতে বা মাথা চুলকাতে পারেনা। তাই সে 1 অথবা 0 দিয়ে সংকেত প্রদর্শন করে।

ল্যাপটপের লজিক সিস্টেম

আপনি ল্যাপটপে যখন কাজ করতে করতে চার্জ প্রায় ফুরিয়ে আসে তখন সেখানে রেড লাইট জ্বলে। আবার চার্জ ফুল হলে গ্রীণ লাইট জ্বলে। এটাও কিন্তু এক ধরনের লজিক প্রোগ্রাম। আপনার ল্যাপটপের প্রসেসরে এই কন্ডিশন দেয়া থাকে যখন ব্যাটারির চার্জ ফুরিয়ে যাবে বা একটি নির্দিষ্ট লেবেলের নীচে নেমে আসবে তাহলে রেড এল ই ডি পূর্ণ ভোল্টেজ পাবে। অর্থাৎ এই কন্ডিশনে লজিক আউটপুট হবে 1। আবার যখন ব্যাটারি ফুল চার্জড হবে আপনার রেড এল ই ডি টার্ন অফ হয়ে যাবে অথবা অন্য রঙের এল ই ডি জ্বলবে। এই ক্ষেত্রে লজিক আউটপুট 0।

অনেক ছাত্রছাত্রী ভেবে থাকে 1, 0 বলতে ১ ভোল্ট অথবা শূণ্য ভোল্ট নির্দেশ করে। ব্যাপারটি মোটেই তা নয়। লজিক 1 মানে আপনার সিস্টেম পূর্ণ ভোল্টেজ পেয়েছে।

আর লজিক জিরো হচ্ছে আপনার সিস্টেমে পূর্ণ ভোল্টেজ নেই। সেটা যেকোন মানের ভোল্টেজ হতে পারে।

ক্লক পালস

এবার ভাবুন ত যদি এমন হয়, আপনি আপনার বন্ধুর বলা অপশানে বিশ্বাস রাখতে পারছেন না। সন্দেহ হচ্ছে। তখন আপনি নিশ্চয় অন্য কোন ভাল ছাত্রকে প্রশ্নটি জিজ্ঞেস করবেন। সে অন্য উত্তর দিল এবং আপনি সেটাই দাগালেন কারণ সে ক্লাসের খুব ভাল ছাত্র। এখানে ব্যাপারটি কি দাঁড়াল? আপনি তৃতীয় পক্ষের মাধ্যমে মত পাল্টে ফেললেন। অর্থাৎ তার তালে তাল মেলালেন। ক্লক পালসের ব্যাপারটিও ঠিক একই। ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স ডিভাইসে ক্লক পালসের পরিবর্তনেও আউটপুটের পরিবর্তন আসে।

ডিজিটাল সিস্টেম দুইভাবে ক্রিয়াশীল হতে পারে। যথাঃ

• অ্যাসিনক্রোনাস
• সিনক্রোনাস

অ্যাসিনক্রোনাস সিস্টেম

এই সিস্টেমে যে কোন সময় এক বা একাধিক ইনপুটের পরিবর্তনের ফলে লজিক সার্কিটের আউটপুট অবস্থার পরিবর্তন হতে পারে।

সিনক্রোনাস সিস্টেম

এই সিস্টেমে লজিক সার্কিটের আউটপুট অবস্থার পরিবর্তন সাধারণত একটি ক্লক সিগন্যাল দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। এ ক্লক সিগন্যাল সাধারণত রেক্টেংগুলার পালস (Rectanguler Palse) অথবা স্কয়ার ওয়েব (Square Wave) হতে পারে।

এ ক্লক সিগন্যাল সিস্টেমের সকল পার্টসের সাথে সংযুক্ত থাকে। ক্লক পালসের ট্রানজিশন হলে সিস্টেমের আউটপুট অবস্থার পরিবর্তন হবে।

ট্রানজিশন দু’ধরনের হতে পারে। যথাঃ

• পজিটিভ গােয়িং ট্রানজিশন (Positive Going Transition)
• নেগেটিভ গােয়িং ট্রানজিশন (Negative Going Transition)

পজিটিভ গােয়িং ট্রানজিশন (Positive Going Transition)

ক্লক পালস যখন ০ থেকে ১ এ পরিবর্তন হয় তখন পজিটিভ গােয়িং ট্রানজিশন কাজ করে। একে পজিটিভ এজ ট্রিগারও বলা হয়ে থাকে।

নেগেটিভ গােয়িং ট্রানজিশন (Negative Going Transition)

অন্যদিকে নেগেটিভ গােয়িং ট্রানজিশনে ক্লক পালস ১ থেকে ০ এ পরিবর্তিত হলে কাজ করে। এটি নেগেটিভ এজ ট্রিগারড নামেও পরিচিত।

অধিকাংশ ডিজিটাল সিস্টেমই নীতিগতভাবে সিনক্রোনাস যদিও এতে কিছু অ্যাসিনক্রোনাস অংশও থাকে।

অ্যাসিনক্রোনাস এবং সিনক্রোনাস সিস্টেমের পার্থক্য

• সিনক্রোনাস সিস্টেম ডিজাইন ও ট্রাবলশুটিং বেশ সহজ। পক্ষান্তরে অ্যাসিনক্রোনাস সিস্টেম ডিজাইন বেশ জটিল এবং কষ্টসাধ্য।
• ক্লক সিগন্যাল ট্রান্সমিশনের বিলম্ব হলে এই সিস্টেম অপারশনে বিলম্ব ঘটে, অন্যদিকে অ্যাসিনক্রোনাস সিস্টেমে ক্লক সিগন্যাল থাকেনা বলে এটির অপারেশন স্পীড তুলনামূলক বেশি।
• সিনক্রোনাস সিস্টেম নির্ভরযোগ্য হলেও অ্যাসিনক্রোনাস সিস্টেম ততটা নির্ভরযোগ্য নয়।
• সিনক্রোনাস সিস্টেম সাধারণ মেমোরি ইলিমেন্ট যেমন রেজিস্টার, কাউন্টারে ব্যবহৃত হয় কিন্তু অ্যাসিনক্রোনাস সিস্টেম হাই স্পীড কমিউনিকেশন যেমন টেলিযোগাযোগ, ইন্টারনেট প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হয়।

ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স নিয়ে আরো কিছু পোস্ট

ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্স জগতের দোভাষী মহাশয়। কে এই দোভাষী?

লজিক গেইট (AND, OR, NOT) নিয়ে আলোচনা