동기 카운터 및 비동기 카운터

디지털 전자 분야에서 "카운터"는 순차 논리 회로입니다. 회로는 일련의 플립플롭으로 구성됩니다. 즉, 각각 두 개의 대체 입력 신호 중 하나에 해당하는 두 개의 안정적인 조건을 갖는 전자 회로입니다. 회로는 상태 시퀀스를 순환할 수 있습니다. 카운터에는 동기 및 비동기의 두 가지 유형이 있습니다.

동기식 카운터는 일반적으로 플립플롭을 사용하여 구현되는 메모리 요소와 전통적으로 논리 게이트를 사용하여 구현되는 조합 요소로 구성됩니다. 논리 게이트는 하나 이상의 입력 단자와 하나의 출력 단자가 있는 논리 회로로, 입력 신호의 조합에 의해 결정되는 두 전압 레벨 사이에서 출력이 전환됩니다. 조합 논리에 논리 게이트를 사용하면 일반적으로 카운터 회로에 대한 구성 요소 비용이 절대적으로 최소화되므로 여전히 널리 사용되는 접근 방식입니다.

동기식 카운터에는 내부 클럭이 있지만 비동기식 카운터에는 없습니다. 결과적으로 동기식 카운터의 모든 플립플롭은 단일 공통 클록 펄스에 의해 동시에 구동됩니다. 비동기식 카운터에서 첫 번째 플립플롭은 외부 클록의 펄스에 의해 구동되고 각 연속 플립플롭은 시퀀스에서 이전 플립플롭의 출력에 의해 구동됩니다. 이것이 동기식 카운터와 비동기식 카운터의 근본적인 차이점입니다.

리플 카운터라고도 하는 비동기식 카운터는 동기식 카운터보다 더 적은 수의 구성요소와 더 적은 회로가 필요한 단순한 유형입니다. 비동기식 카운터는 동기식 카운터보다 구성하기가 더 쉽지만 내부 클록이 없으면 몇 가지 주요 단점도 발생합니다. 비동기식 카운터의 플립플롭은 서로 다른 시간에 상태를 변경하므로 한 상태에서 다른 상태로 변경되는 지연(전파 지연이라고 함)이 합산되어 전체 지연이 생성됩니다. 비동기 카운터에 포함된 플립플롭이 많을수록 전체 지연이 커집니다.

일반적으로 비동기식 카운터는 복잡한 고주파수 시스템에서 동기식 카운터보다 덜 유용합니다. 일부 집적 회로는 다른 집적 회로보다 빠르게 반응하므로 외부 이벤트가 상태 -- 일부가 아닌 일부 집적 회로의 상태가 변경된 경우 -- 이는 카운터. 이러한 오류는 이벤트 간의 무작위로 가변적인 시간 차이로 인해 예측하기 어렵습니다. 또한 전파 지연은 비동기 카운터 회로의 출력 상태를 전자적으로 감지하거나 디코딩하는 것을 어렵게 만들 수 있습니다.