Synchrónne počítadlá a asynchrónne počítadlá

V oblasti digitálnej elektroniky je "počítadlo" sekvenčný logický obvod. Obvod pozostáva zo série klopných obvodov: elektronických obvodov, ktoré majú dve stabilné podmienky, z ktorých každá zodpovedá jednému z dvoch alternatívnych vstupných signálov. Obvody môžu prechádzať sekvenciou stavov. Existujú dva typy počítadiel: synchrónne a asynchrónne.

Synchrónne počítadlá typicky pozostávajú z pamäťového prvku, ktorý je implementovaný pomocou klopných obvodov, a kombinačného prvku, ktorý sa tradične realizuje pomocou logických brán. Logické hradla sú logické obvody s jednou alebo viacerými vstupnými svorkami a jednou výstupnou svorkou, v ktorých sa výstup prepína medzi dvoma napäťovými úrovňami určenými kombináciou vstupných signálov. Použitie logických brán pre kombinačnú logiku zvyčajne znižuje náklady na komponenty pre počítacie obvody na absolútne minimum, takže zostáva populárnym prístupom.

Synchrónne počítadlá majú vnútorné hodiny, zatiaľ čo asynchrónne počítadlá nie. Výsledkom je, že všetky klopné obvody v synchrónnom počítadle sú poháňané súčasne jediným spoločným hodinovým impulzom. V asynchrónnom čítači je prvý klopný obvod riadený impulzom z externých hodín a každý nasledujúci klopný obvod je riadený výstupom predchádzajúceho klopného obvodu v sekvencii. Toto je podstatný rozdiel medzi synchrónnymi a asynchrónnymi čítačmi.

Asynchrónne počítadlá, tiež známe ako počítadlá zvlnenia, sú jednoduchšieho typu, vyžadujú si menej komponentov a menej obvodov ako synchrónne počítadlá. Asynchrónne čítače sú jednoduchšie na konštrukciu ako ich synchrónne náprotivky, ale absencia vnútorných hodín tiež prináša niekoľko veľkých nevýhod. Klopné obvody v asynchrónnom čítači menia stavy v rôznych časoch, takže oneskorenia pri prechode z jedného stavu do druhého - známe ako oneskorenia šírenia - sa sčítavajú a vytvárajú celkové oneskorenie. Čím viac klopných obvodov asynchrónne počítadlo obsahuje, tým väčšie je celkové oneskorenie.

Asynchrónne počítadlá sú zvyčajne menej užitočné ako synchrónne počítadlá v zložitých vysokofrekvenčných systémoch. Niektoré integrované obvody reagujú rýchlejšie ako iné, takže ak dôjde k vonkajšej udalosti blízko prechodu medzi nimi stavy -- keď niektoré, ale nie všetky integrované obvody zmenili stav -- môže to spôsobiť chyby počítadlo. Takéto chyby je ťažké predpovedať kvôli náhodne premenlivému časovému rozdielu medzi udalosťami. Okrem toho oneskorenia šírenia môžu sťažiť detekciu alebo dekódovanie stavu výstupu asynchrónneho počítacieho obvodu elektronicky.