同步計數器和非同步計數器的區別

在數位電子學中，計數器是一種由一系列觸發器組成的時序邏輯電路。顧名思義，計數器用於根據負沿或正沿躍遷來計數輸入事件的次數。

根據觸發器的觸發方式，計數器可以分為兩類：同步計數器和非同步計數器。

通讀本文，瞭解這兩種計數器的功能以及它們之間的區別。

什麼是同步計數器？

如果“時鐘”脈衝同時應用於計數器中的所有觸發器，則此類計數器稱為同步計數器。

在同步計數器中，所有構成觸發器都同時使用相同的時鐘輸入進行時鐘同步。它們也被稱為並行計數器。
基本上，同步計數器中的所有觸發器都以級聯方式連線，並且每個觸發器都單獨連線到外部時鐘。它允許所有觸發器在同一時間點使用相同的時鐘輸入進行時鐘同步。這意味著每個觸發器的輸出都與時鐘輸入同步變化。
因此，公共時鐘訊號導致每個觸發器的狀態同時發生變化。最終導致沒有漣波效應，因此同步計數器中沒有傳播延遲。
同步計數器使用邏輯閘來控制計數序列。

非同步計數器也稱為序列計數器，因為構成計數器的觸發器串聯連線，並且輸入時鐘脈衝提供給連線中的第一個觸發器。

下表重點介紹了同步計數器和非同步計數器之間的主要區別。

關鍵	同步計數器	非同步計數器
觸發	對於同步計數器，所有構成觸發器都同時使用相同的時鐘進行觸發。	對於非同步計數器，不同的觸發器使用不同的時鐘進行觸發。
執行速度	與非同步計數器相比，同步計數器的執行速度更快。	非同步計數器的執行速度比同步計數器慢。
易錯性	同步計數器不易出錯；由於每個觸發器都單獨進行時鐘同步，因此幾乎不會產生任何解碼錯誤。	非同步計數器更容易出錯，並在系統中產生解碼錯誤。
複雜度	同步計數器中的所有觸發器都與時鐘協調，因此與非同步計數器相比，其設計和實現更復雜。	在非同步計數器中，一個觸發器的輸出作為下一個觸發器的輸入，因此其設計和實現非常簡單。
序列	同步計數器可以以任何所需的計數序列執行，因為它可以透過更改時鐘序列進行操作。	非同步計數器只能以固定的計數序列執行，即向上和向下。
延遲	同步計數器中沒有觀察到傳播延遲。	對於非同步計數器，從一個觸發器到另一個觸發器存在後續的傳播延遲。

同步計數器中的所有觸發器都使用相同的時鐘輸入同時進行時鐘同步。相反，非同步計數器的構成觸發器在不同的時間點使用不同的輸入訊號進行時鐘同步。

Kiran Kumar Panigrahi

更新於： 2022年8月22日

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