Rozdiel medzi synchronným a asynchrónnym počítadlom

V digitálnej elektronike je počítadlo sekvenčný logický obvod pozostávajúci zo série preklopných obvodov. Počíta počet výskytov vstupu v zmysle negatívnych alebo pozitívnych prechodov hrany. Používajú sa v aplikáciách, ako je synchronizácia udalostí a meranie frekvencie, odhad uhlovej polohy a trvanie udalosti. Počítadlá sú veľmi podobné registrom, pretože obidva obsahujú kaskádové usporiadanie viac ako jedného klopného obvodu s kombinovanými logickými zariadeniami alebo bez nich. Počítadlá sa používajú hlavne na počítanie aplikácií. Počet predstavuje počet doručených hodinových impulzov. Na základe spôsobu spustenia žabiek možno čítače rozdeliť do dvoch hlavných kategórií: synchrónny a asynchrónny čítač. V synchrónnom počítadle sú všetky klopné obvody spúšťané rovnakým hodinovým signálom, zatiaľ čo v asynchrónnom počítadle sú klopné obvody spúšťané rôznymi hodinovými signálmi. Na rozdiel od asynchrónneho čítača sa stav výstupných bitov mení súčasne v synchrónnom čítači bez zvlnenia. Pozrime sa na rozdiely medzi nimi.

Čo je to synchronné počítadlo?

V synchrónnom čítači, známom tiež ako paralelný čítač, sa všetky klopné obvody v stave počítadla menia súčasne v synchronizácii so vstupným hodinovým signálom. Keď sa počítadlo nastaví tak, že každé preklopenie v čítači sa spustí súčasne s rovnakým hodinovým signálom, čítač sa nazýva ako synchrónne počítadlo. Od asynchrónnych počítadiel sa líši tým, že vstup impulzov je pripojený k hodinovým vstupom všetkých preklopných obvodov. Pretože všetky klopné obvody sú taktované súčasne, môže synchrónny čítač s rovnakým počtom a typom klopných obvodov pracovať s oveľa vyššími hodinovými frekvenciami ako asynchrónne čítače. Pretože hodinový signál je súčasne aplikovaný na hodinové vstupy všetkých klopných obvodov, medzi rôznymi výstupmi nie je časové oneskorenie..

Čo je asynchrónne počítadlo?

Asynchrónne počítadlo sa často nazýva počítadlo zvlnenia. V počítadle zvlnenia je výstup jedného klopného obvodu poháňaný druhým. Je to kaskádové usporiadanie klopných obvodov, kde výstup jedného klopného obvodu riadi hodinový výstup nasledujúceho klopného obvodu. Počítadlo zvlnenia sa skladá zo série doplnkových preklopných obvodov, kde je výstup každého preklopného obvodu spojený s hodinovým vstupom nasledujúceho preklopného obvodu vyššieho poriadku. Hodinový signál sa aplikuje priamo na prvý klopný obvod a následne sa prenáša s časovým oneskorením z jedného preklopného obvodu na druhý. Napríklad výstupom prvého preklopného obvodu je hodinový vstup druhého preklopného obvodu a výstupom druhého preklopného obvodu je hodinový vstup tretieho preklopného obvodu a tak ďalej. Kvôli oneskoreniu šírenia sú čítače zvlnenia zvyčajne pomalšie ako ich synchrónne náprotivky v prevádzke.

Rozdiel medzi synchronným a asynchrónnym počítadlom

Hodinový vstup

- V synchrónnom čítači sa ten istý zdroj používa pomocou hodinového vstupu cez všetky klopné obvody, čím sa vytvára rovnaký signál v rovnakom čase, čo znamená, že čítač sa nastaví tak, že každý klopný obvod v čítači sa spustí pomocou rovnaký hodinový signál v rovnakom čase. Naopak, v asynchrónnom počítadle (nazývanom tiež zvlňovacie počítadlo) sú hodiny prvého klopného obvodu taktované externými hodinami, ktoré zase poháňajú hodinový výstup nasledujúceho klopného obvodu. V počítadle zvlnenia je výstup jedného klopného obvodu poháňaný druhým.

operácie

- Všetky klopné obvody sú taktované súčasne, takže synchrónny čítač s rovnakým počtom a typom klopných obvodov môže pracovať s oveľa vyššími hodinovými frekvenciami ako asynchrónny náprotivok. Od asynchrónnych počítadiel sa líši tým, že vstup impulzov je pripojený k hodinovým vstupom všetkých preklopných obvodov. V asynchrónnom počítadle sa nepoužívajú žiadne spoločné hodiny, čo znamená, že hodinový vstup klopných obvodov nie je poháňaný rovnakým hodinovým signálom. Naopak, v synchrónnom počítadle je každý klopný obvod spúšťaný spoločným hodinovým impulzom.

Časové oneskorenie

- Pretože hodinový signál v synchrónnom čítači je aplikovaný na hodinové vstupy všetkých klopných obvodov súčasne, medzi rôznymi výstupmi nie je časové oneskorenie. V synchrónnych čítačoch teda neexistuje žiadne vlastné oneskorenie šírenia. V asynchrónnom počítadle je hodinový signál priamo aplikovaný iba na prvý preklopný obvod a je následne prenášaný, čo vedie k následnému časovému oneskoreniu z jedného preklopného obvodu do druhého, čo nakoniec zodpovedá za jeho nízkorýchlostnú operáciu v porovnaní so synchronizovaným pult.

Synchrónne vs. asynchrónne počítadlo: porovnávacia tabuľka

zhrnutie

V synchrónnom počítadle sú všetky klopné obvody spúšťané rovnakým hodinovým signálom a výstupmi stavu zmeny počítadla súčasne, takže medzi rôznymi výstupmi neexistuje žiadne vlastné oneskorenie šírenia. V asynchrónnom počítadle, na rozdiel od synchrónnych počítadiel, hodinový vstup klopných obvodov nie je spustený rovnakým hodinovým signálom; v skutočnosti výstup jedného klopného obvodu poháňa iný. To má za následok následné časové oneskorenie medzi výstupmi z jedného klopného obvodu do druhého. Naopak, medzi synchrónnym počítadlom nie je žiadne časové oneskorenie medzi výstupmi.