Contadores síncronos y contadores asíncronos

En el campo de la electrónica digital, un "contador" es un circuito lógico secuencial. El circuito consta de una serie de flip-flops: circuitos electrónicos que tienen dos condiciones estables, cada una de las cuales corresponde a una de las dos señales de entrada alternativas. Los circuitos pueden recorrer una secuencia de estados. Existen dos tipos de contadores: síncronos y asíncronos.

Los contadores síncronos suelen constar de un elemento de memoria, que se implementa mediante flip-flops, y un elemento combinatorio, que tradicionalmente se implementa mediante puertas lógicas. Las puertas lógicas son circuitos lógicos con uno o más terminales de entrada y un terminal de salida, en los que la salida se conmuta entre dos niveles de voltaje determinados por una combinación de señales de entrada. El uso de puertas lógicas para la lógica combinacional generalmente reduce el costo de los componentes para los circuitos de contador a un mínimo absoluto, por lo que sigue siendo un enfoque popular.

Los contadores síncronos tienen un reloj interno, mientras que los contadores asíncronos no. Como resultado, todos los flip-flops en un contador síncrono son impulsados ​​simultáneamente por un solo pulso de reloj común. En un contador asincrónico, el primer flip-flop es impulsado por un pulso de un reloj externo y cada flip-flop sucesivo es impulsado por la salida del flip-flop anterior en la secuencia. Esta es la diferencia esencial entre contadores síncronos y asincrónicos.

Los contadores asíncronos, también conocidos como contadores de ondulación, son del tipo más simple y requieren menos componentes y menos circuitos que los contadores síncronos. Los contadores asíncronos son más fáciles de construir que sus contrapartes síncronos, pero la ausencia de un reloj interno también presenta varias desventajas importantes. Los flip-flops en un contador asíncrono cambian de estado en diferentes momentos, por lo que los retrasos en el cambio de un estado a otro, conocidos como retrasos de propagación, se suman para crear un retraso general. Cuantos más flip-flops contenga un contador asíncrono, mayor será el retraso general.

Normalmente, los contadores asíncronos son menos útiles que los contadores síncronos en sistemas complejos de alta frecuencia. Algunos circuitos integrados reaccionan más rápido que otros, por lo que si ocurre un evento externo cerca de una transición entre estados - cuando algunos, pero no todos, los circuitos integrados han cambiado de estado - puede introducir errores en el encimera. Tales errores son difíciles de predecir debido a la diferencia de tiempo variable aleatoriamente entre eventos. Además, los retrasos de propagación pueden dificultar la detección o decodificación electrónica del estado de salida de un circuito contador asíncrono.