Contoare sincrone și contoare asincrone

În domeniul electronicii digitale, un „contor” este un circuit logic secvenţial. Circuitul este format dintr-o serie de flip-flops: circuite electronice care au două condiții stabile, fiecare corespunzând unuia dintre cele două semnale alternative de intrare. Circuitele pot parcurge o succesiune de stări. Există două tipuri de contor: sincron și asincron.

Contoarele sincrone constau în mod obișnuit dintr-un element de memorie, care este implementat folosind flip-flops, și un element combinațional, care este implementat în mod tradițional folosind porți logice. Porțile logice sunt circuite logice cu una sau mai multe terminale de intrare și un terminal de ieșire, în care ieșirea este comutată între două niveluri de tensiune determinate de o combinație de semnale de intrare. Utilizarea porților logice pentru logica combinațională reduce de obicei costul componentelor pentru circuitele de contor la un minim absolut, așa că rămâne o abordare populară.

Contoarele sincrone au un ceas intern, în timp ce contoarele asincrone nu. Ca rezultat, toate bistabilele dintr-un contor sincron sunt conduse simultan de un singur impuls de ceas comun. Într-un numărător asincron, primul flip-flop este condus de un impuls de la un ceas extern și fiecare flip-flop succesiv este condus de ieșirea flip-flop-ului precedent din secvență. Aceasta este diferența esențială dintre contoarele sincrone și asincrone.

Contoarele asincrone, cunoscute și sub denumirea de contoare ondulate, sunt cele mai simple, necesitând mai puține componente și mai puține circuite decât contoarele sincrone. Contoarele asincrone sunt mai ușor de construit decât omologii lor sincron, dar absența unui ceas intern introduce și câteva dezavantaje majore. Bistabilele dintr-un contor asincron schimbă stările în momente diferite, astfel încât întârzierile în schimbarea de la o stare la alta - cunoscute sub numele de întârzieri de propagare - se adună pentru a crea o întârziere generală. Cu cât un numărător asincron conține mai multe flip-flops, cu atât întârzierea totală este mai mare.

De obicei, contoarele asincrone sunt mai puțin utile decât contoarele sincrone în sisteme complexe, de înaltă frecvență. Unele circuite integrate reacţionează mai repede decât altele, deci dacă un eveniment extern are loc aproape de o tranziţie între stări -- atunci când unele, dar nu toate, circuitele integrate și-au schimbat starea -- poate introduce erori în tejghea. Astfel de erori sunt dificil de prezis din cauza diferenței de timp variabile aleatoriu dintre evenimente. În plus, întârzierile de propagare pot face dificilă detectarea sau decodificarea stării de ieșire a unui circuit contor asincron pe cale electronică.