Синхронні лічильники та асинхронні лічильники

У сфері цифрової електроніки «лічильник» — це послідовна логічна схема. Схема складається з серії тригерів: електронних схем, які мають два стабільні умови, кожна з яких відповідає одному з двох альтернативних вхідних сигналів. Контури можуть циклічно перебирати послідовність станів. Існує два типи лічильників: синхронний і асинхронний.

Синхронні лічильники зазвичай складаються з елемента пам'яті, який реалізується за допомогою тригерів, і комбінаційного елемента, який традиційно реалізується за допомогою логічних вентилів. Логічні вентилі - це логічні схеми з одним або кількома вхідними клемами та одним вихідним терміналом, у яких вихід перемикається між двома рівнями напруги, що визначаються комбінацією вхідних сигналів. Використання логічних вентилів для комбінаційної логіки зазвичай знижує вартість компонентів лічильників до абсолютного мінімуму, тому залишається популярним підходом.

Синхронні лічильники мають внутрішній годинник, тоді як асинхронні лічильники не мають. В результаті всі тригери в синхронному лічильнику одночасно керуються одним загальним тактовим імпульсом. В асинхронному лічильнику перший тригер управляється імпульсом від зовнішнього тактового сигналу, а кожен наступний тригер управляється виходом попереднього тригера в послідовності. Це істотна відмінність між синхронними та асинхронними лічильниками.

Асинхронні лічильники, також відомі як лічильники пульсацій, є більш простим типом, вимагаючи менше компонентів і схем, ніж синхронні лічильники. Асинхронні лічильники легше побудувати, ніж їх синхронні аналоги, але відсутність внутрішнього годинника також вносить кілька серйозних недоліків. Тригери в асинхронному лічильнику змінюють стани в різний час, тому затримки переходу з одного стану в інший, відомі як затримки поширення, утворюють загальну затримку. Чим більше тригерів містить асинхронний лічильник, тим більша загальна затримка.

Як правило, асинхронні лічильники менш корисні, ніж синхронні в складних високочастотних системах. Деякі інтегральні схеми реагують швидше за інші, тому якщо зовнішня подія відбувається близько до переходу між станів - коли деякі, але не всі, інтегральні схеми змінили стан - це може внести помилки в лічильник. Такі помилки важко передбачити через випадково змінну різницю в часі між подіями. Крім того, затримки поширення можуть ускладнити електронне виявлення або декодування вихідного стану схеми асинхронного лічильника.