عداد متزامن مقابل غير متزامن: الفرق والمقارنة

الوجبات السريعة الرئيسية

1. تحتوي العدادات المتزامنة على جميع flip-flops التي يتم تشغيلها في وقت واحد بواسطة إشارة ساعة واحدة.
2. تحتوي العدادات غير المتزامنة على flip-flops يتم تشغيلها بشكل مستقل بواسطة إشارات مختلفة على مدار الساعة ، مما يؤدي إلى تأثير مضاعف.
3. توفر العدادات المتزامنة عدًا أسرع وأكثر دقة من العدادات غير المتزامنة بسبب التشغيل المتزامن.

ما هو العداد المتزامن؟

تسمى العدادات المتزامنة أحيانًا عدادات متوازية لأن الساعة يتم تسليمها إلى جميع flip-flops في وقت واحد. يمكن أن تعمل العدادات المتزامنة ، التي تم إنشاؤها إما بمفتاح تبديل أو نوع D-flip-flop ، بشكل أسرع من نظيراتها غير المتزامنة. 

يصف مصطلح "العداد المتوازي" هذه الأجهزة. يتكون العداد المتزامن من سلسلة من flip-flops ، يرتبط كل منها بشكل مستقل بساعة خارجية في اتصال متسلسل.

نتيجة لذلك ، عندما يتم تطبيق إشارة الساعة المشتركة ، تتغير حالات كل flip-flops في وقت واحد. وبالتالي ، لا يوجد تأخير في الانتشار مع عداد متزامن لأنه لا يوجد تأثير تموج. تستخدم العدادات المتزامنة بوابات منطقية لتنظيم عملية العد. يعمل هذا على تبسيط استخدام إدخال ساعة واحد لتسجيل جميع تقلبات العداد في وقت واحد.

يتسبب تأخير انتشار flip-flops الذي تم جمعه في حدوث مشكلة مع عداد التموج. بعبارة أخرى ، لم يتم توقيت انتقالات حالة flip-flops لتتزامن مع الإدخال نبضات. يتسبب نبض الساعة المشترك هذا في انتقال متزامن بين جميع حالات الإخراج. 

بغض النظر عن عدد flip-flops المستخدمة لبناء العداد ، فإن التأخير سيكون دائمًا هو نفسه تأخير انتشار flip-flop. وهذا يعني أن التأخير لا علاقة له بحجم العداد. يمكن تحقيق عملية أسرع بشكل عام عند مقارنتها بالعدادات غير المتزامنة.

ما هو العداد غير المتزامن؟

تتميز العدادات غير المتزامنة عن طريق توفير نبض ساعة الإدخال لأول سلسلة من flip-flops المتصلة. نظرًا لتأثير التموج ، يؤخر مقدار صغير إشارة التوقيت في عداد غير متزامن حيث يمر عبر كل فليب فليب. هذا يسبب تأخرًا في إرسال الرسالة. 

• شباشب التي تشكل العداد في عداد غير متزامن متصلة بشكل متسلسل ، مع انتقال نبض ساعة الإدخال إلى أول فليب فليب في السلسلة. هنا ، يتسبب إدخال الساعة في أن تتقدم الموجة للأمام عبر العداد بينما يتم تغذية الناتج الناتج من أول فليب فليب في مدخل التقليب التالي.

نظرًا لأن flip-flops في عداد غير متزامن مرتبط في سلسلة ، ويتم إرسال نبض ساعة الإدخال إلى أول flip-flop في السلسلة ، يُطلق على هذا النوع من العداد أيضًا العداد التسلسلي.

يصبح إخراج أحد التكرارات هو إدخال الساعة للتكرار التالي ، وهكذا. وبالتالي ، فإن إشارة توقيت العداد غير المتزامن تتباطأ أثناء مرورها في كل فليب فليب. وبالتالي ، هناك تأخر في قدرة الإشارة على الانتشار.

في العداد غير المتزامن ، تؤدي النبضات عند إدخال تقليب الساعة إلى انتقال الحالة حتى لو لم يكن هناك مصدر ساعة أو تزامن للنبضات. تضاعف إشارة الساعة الخارجية وقت التقليب الأول بينما يتم تسجيل الآخرين من خلال مخرجاتهم.

الفرق بين العداد المتزامن وغير المتزامن

1. يوجد تأخير في الانتشار في عداد متزامن. ومع ذلك ، هناك تأخير كبير في الانتشار في العدادات غير المتزامنة.
2. سرعة تشغيل العدادات المتزامنة أسرع من العدادات غير المتزامنة.
3. توجد أخطاء أقل في العدادات المتزامنة عنها في العدادات غير المتزامنة.
4. تسلسل العداد المتزامن غير ثابت ، بينما تسلسل العداد غير المتزامن ثابت.
5. تصميم العداد المتزامن أكثر تعقيدًا من تصميم العداد غير المتزامن.

مقارنة بين العداد المتزامن وغير المتزامن

معلمات المقارنة	عداد متزامن	عداد غير متزامن
تأخير	لا تأخير في الانتشار	تأخير انتشار كبير
سرعة التشغيل	أسرع	أبطأ
خطأ	أخطاء أقل	المزيد من الأخطاء
تسلسل	لم تحل	ثابت
تصميم	مجمع	الاشارات

مراجع حسابات

1. https://www.researchgate.net/profile/Harishnaik-K-P/publication/320243483_A_Survey_on_Synchronous_and_Asynchronous_Counters_using_Reversible_Logic_Gates/links/59d7209ba6fdcc52acabfcec/A-Survey-on-Synchronous-and-Asynchronous-Counters-using-Reversible-Logic-Gates.pdf
2. https://www.spiedigitallibrary.org/journals/optical-engineering/volume-61/issue-10/105105/Implementation-of-all-optical-synchronous-and-asynchronous-binary-up-counters/10.1117/1.OE.61.10.105105.short

آخر تحديث: 30 يوليو 2023