同步计数器和异步计数器的区别

在数字电子学中，计数器是一种由一系列触发器组成的时序逻辑电路。顾名思义，计数器用于根据负沿或正沿跃迁来计数输入事件的次数。

根据触发器的触发方式，计数器可以分为两类：同步计数器和异步计数器。

通读本文，了解这两种计数器的功能以及它们之间的区别。

什么是同步计数器？

如果“时钟”脉冲同时应用于计数器中的所有触发器，则此类计数器称为同步计数器。

在同步计数器中，所有构成触发器都同时使用相同的时钟输入进行时钟同步。它们也被称为并行计数器。
基本上，同步计数器中的所有触发器都以级联方式连接，并且每个触发器都单独连接到外部时钟。它允许所有触发器在同一时间点使用相同的时钟输入进行时钟同步。这意味着每个触发器的输出都与时钟输入同步变化。
因此，公共时钟信号导致每个触发器的状态同时发生变化。最终导致没有涟波效应，因此同步计数器中没有传播延迟。
同步计数器使用逻辑门来控制计数序列。

异步计数器也称为串行计数器，因为构成计数器的触发器串联连接，并且输入时钟脉冲提供给连接中的第一个触发器。

下表重点介绍了同步计数器和异步计数器之间的主要区别。

关键	同步计数器	异步计数器
触发	对于同步计数器，所有构成触发器都同时使用相同的时钟进行触发。	对于异步计数器，不同的触发器使用不同的时钟进行触发。
运行速度	与异步计数器相比，同步计数器的运行速度更快。	异步计数器的运行速度比同步计数器慢。
易错性	同步计数器不易出错；由于每个触发器都单独进行时钟同步，因此几乎不会产生任何解码错误。	异步计数器更容易出错，并在系统中产生解码错误。
复杂度	同步计数器中的所有触发器都与时钟协调，因此与异步计数器相比，其设计和实现更复杂。	在异步计数器中，一个触发器的输出作为下一个触发器的输入，因此其设计和实现非常简单。
序列	同步计数器可以以任何所需的计数序列运行，因为它可以通过更改时钟序列进行操作。	异步计数器只能以固定的计数序列运行，即向上和向下。
延迟	同步计数器中没有观察到传播延迟。	对于异步计数器，从一个触发器到另一个触发器存在后续的传播延迟。

同步计数器中的所有触发器都使用相同的时钟输入同时进行时钟同步。相反，异步计数器的构成触发器在不同的时间点使用不同的输入信号进行时钟同步。

Kiran Kumar Panigrahi

更新于： 2022年8月22日

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