Bộ đếm đồng bộ và không đồng bộ: Sự khác biệt và so sánh

Chìa khóa chính

1. Bộ đếm đồng bộ có tất cả các flip-flop được kích hoạt đồng thời bởi một tín hiệu đồng hồ duy nhất.
2. Bộ đếm không đồng bộ có các flip-flop được kích hoạt độc lập bởi các tín hiệu đồng hồ khác nhau, dẫn đến hiệu ứng gợn sóng.
3. Bộ đếm đồng bộ cung cấp khả năng đếm nhanh hơn và chính xác hơn so với bộ đếm không đồng bộ do kích hoạt đồng thời.

Bộ đếm đồng bộ là gì?

Bộ đếm đồng bộ đôi khi được gọi là bộ đếm song song vì đồng hồ được gửi đến tất cả các flip-flop đồng thời. Các bộ đếm đồng bộ, được chế tạo bằng nút chuyển đổi hoặc flip-flop loại D, có thể thực hiện nhanh hơn các bộ đếm không đồng bộ của chúng. 

Thuật ngữ “bộ đếm song song” mô tả các thiết bị này. Một bộ đếm đồng bộ bao gồm một loạt các flip-flop, mỗi flip-flop được liên kết độc lập với một đồng hồ bên ngoài trong một kết nối theo tầng.

Kết quả là, khi tín hiệu đồng hồ chia sẻ được áp dụng, trạng thái của tất cả các flip-flop thay đổi đồng thời. Do đó, không có độ trễ lan truyền với bộ đếm đồng bộ vì không có hiệu ứng gợn sóng. Bộ đếm đồng bộ sử dụng các cổng logic để điều chỉnh quá trình đếm. Điều này đơn giản hóa việc sử dụng một đầu vào đồng hồ duy nhất để đồng hồ tất cả các flip-flop của bộ đếm.

Độ trễ lan truyền của các flip-flop được thu thập gây ra sự cố với bộ đếm gợn sóng. Nói cách khác, quá trình chuyển đổi trạng thái của flip-flop không được tính thời gian trùng với đầu vào xung. Xung đồng hồ được chia sẻ này gây ra sự chuyển đổi đồng thời giữa tất cả các trạng thái đầu ra. 

Cho dù có bao nhiêu flip-flop được sử dụng để xây dựng bộ đếm, thì độ trễ sẽ luôn bằng với độ trễ lan truyền của một flip-flop đơn lẻ. Điều đó có nghĩa là, độ trễ không liên quan gì đến kích thước của bộ đếm. Nói chung, hoạt động nhanh hơn có thể đạt được khi so sánh với các bộ đếm không đồng bộ.

Bộ đếm không đồng bộ là gì?

Bộ đếm không đồng bộ được đặc trưng bằng cách cung cấp xung đồng hồ đầu vào cho đầu tiên của một loạt các flip-flop được kết nối. Do hiệu ứng gợn sóng, một lượng nhỏ tín hiệu thời gian trong bộ đếm không đồng bộ bị trễ khi nó đi qua từng flip-flop. Điều này gây ra độ trễ trong quá trình truyền tin nhắn. 

Sản phẩm dép tông tạo nên bộ đếm trong bộ đếm không đồng bộ được kết nối nối tiếp, với xung đồng hồ đầu vào sẽ đi đến flip flop đầu tiên trong chuỗi. Ở đây, đầu vào đồng hồ làm cho một làn sóng đi tiếp qua bộ đếm trong khi kết quả đầu ra của flip-flop đầu tiên được đưa vào đầu vào của flip-flop tiếp theo.

Vì các flip-flop trong bộ đếm không đồng bộ được liên kết thành một chuỗi và xung đồng hồ đầu vào được gửi đến flip-flop đầu tiên trong chuỗi, nên loại bộ đếm này còn được gọi là bộ đếm nối tiếp.

Đầu ra của một lần lặp trở thành đầu vào đồng hồ của lần tiếp theo, v.v. Do đó, tín hiệu định thời của bộ đếm không đồng bộ bị chậm lại khi nó đi qua mỗi lần lật. Do đó, có một độ trễ trong khả năng lan truyền của tín hiệu.

Trong một bộ đếm không đồng bộ, các xung ở đầu vào của flip-clock flop dù sao cũng kích hoạt quá trình chuyển đổi trạng thái ngay cả khi không có đồng hồ hoặc nguồn đồng bộ hóa cho các xung. Tín hiệu đồng hồ bên ngoài tính thời gian cho flip-flop đầu tiên trong khi các tín hiệu khác được tính theo đầu ra của chúng.

Sự khác biệt giữa bộ đếm đồng bộ và không đồng bộ

1. Có độ trễ lan truyền trong bộ đếm đồng bộ. Tuy nhiên, có một độ trễ lan truyền đáng kể trong các bộ đếm không đồng bộ.
2. Tốc độ hoạt động của bộ đếm đồng bộ nhanh hơn bộ đếm không đồng bộ.
3. Có ít lỗi hơn trong bộ đếm đồng bộ so với bộ đếm không đồng bộ.
4. Trình tự của bộ đếm đồng bộ không cố định, trong khi trình tự của bộ đếm không đồng bộ là cố định.
5. Thiết kế bộ đếm đồng bộ phức tạp hơn thiết kế bộ đếm không đồng bộ.

So sánh giữa bộ đếm đồng bộ và bộ đếm không đồng bộ

Các thông số so sánh	Bộ đếm đồng bộ	Bộ đếm không đồng bộ
chậm trễ	Không có sự chậm trễ lan truyền	Độ trễ lan truyền đáng kể
Tốc độ hoạt động	Nhanh hơn	Chậm hơn
lỗi	Ít lỗi hơn	Nhiều lỗi hơn
Trình tự	Không cố định	đã sửa
Thiết kế	Phức tạp	Đơn giản

dự án

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

Cập nhật lần cuối: ngày 30 tháng 2023 năm XNUMX