Contadores síncronos e contadores assíncronos

No campo da eletrônica digital, um "contador" é um circuito lógico sequencial. O circuito consiste em uma série de flip-flops: circuitos eletrônicos que possuem duas condições estáveis, cada uma correspondendo a um dos dois sinais de entrada alternativos. Os circuitos podem circular por uma sequência de estados. Existem dois tipos de contador: síncrono e assíncrono.

Os contadores síncronos normalmente consistem em um elemento de memória, que é implementado usando flip-flops, e um elemento combinacional, que é tradicionalmente implementado usando portas lógicas. As portas lógicas são circuitos lógicos com um ou mais terminais de entrada e um terminal de saída, nos quais a saída é comutada entre dois níveis de tensão determinados por uma combinação de sinais de entrada. O uso de portas lógicas para lógica combinacional normalmente reduz o custo dos componentes para contra-circuitos a um mínimo absoluto, portanto continua sendo uma abordagem popular.

Os contadores síncronos têm um relógio interno, enquanto os contadores assíncronos não. Como resultado, todos os flip-flops em um contador síncrono são acionados simultaneamente por um único pulso de clock comum. Em um contador assíncrono, o primeiro flip-flop é acionado por um pulso de um relógio externo e cada flip-flop sucessivo é acionado pela saída do flip-flop anterior na sequência. Esta é a diferença essencial entre contadores síncronos e assíncronos.

Os contadores assíncronos, também conhecidos como contadores de ondulação, são do tipo mais simples, exigindo menos componentes e menos circuitos do que os contadores síncronos. Os contadores assíncronos são mais fáceis de construir do que seus correspondentes síncronos, mas a ausência de um relógio interno também apresenta várias desvantagens importantes. Os flip-flops em um contador assíncrono mudam de estado em momentos diferentes, de modo que os atrasos na mudança de um estado para outro - conhecidos como atrasos de propagação - se somam para criar um atraso geral. Quanto mais flip-flops um contador assíncrono contiver, maior será o atraso geral.

Normalmente, os contadores assíncronos são menos úteis do que os contadores síncronos em sistemas complexos de alta frequência. Alguns circuitos integrados reagem mais rápido do que outros, portanto, se um evento externo ocorrer perto de uma transição entre estados - quando alguns, mas não todos, os circuitos integrados mudaram de estado - pode introduzir erros no balcão. Esses erros são difíceis de prever devido à diferença de tempo variável aleatoriamente entre os eventos. Além disso, os atrasos de propagação podem dificultar a detecção ou decodificação do estado de saída de um circuito contador assíncrono eletronicamente.