En électronique numérique, un compteur est un circuit logique séquentiel composé d’une série de bascules. Il compte le nombre d’occurrences d’une entrée en termes de transitions de fronts négatifs ou positifs. Ils sont utilisés dans des applications telles que la synchronisation d’événements et la mesure de la fréquence, l’estimation de la position angulaire et de la durée d’un événement. Les compteurs sont assez semblables aux registres car ils comprennent tous deux un arrangement en cascade de plus d’une bascule avec ou sans dispositifs de logique combinatoire. Les compteurs sont principalement utilisés pour les applications de comptage. Le comptage représente le nombre d’impulsions d’horloge arrivées. En fonction de la manière dont les bascules sont déclenchées, les compteurs peuvent être classés en deux catégories principales : les compteurs synchrones et les compteurs asynchrones. Dans un compteur synchrone, toutes les bascules sont déclenchées par le même signal d’horloge, alors que dans un compteur asynchrone, les bascules sont déclenchées par des signaux d’horloge différents. Contrairement à un compteur asynchrone, l’état des bits de sortie change simultanément dans un compteur synchrone, sans aucune ondulation. Examinons les différences entre ces deux types de compteur.
Qu’est-ce qu’un compteur synchrone ?
Dans un compteur synchrone, également connu sous le nom de compteur parallèle, toutes les bascules du compteur changent d’état en même temps, en synchronisation avec le signal d’horloge d’entrée. Lorsque le compteur est cadencé de telle sorte que chaque bascule du compteur est déclenchée par le même signal d’horloge au même moment, le compteur est appelé compteur synchrone. Il diffère des compteurs asynchrones par le fait que l’entrée de l’impulsion de comptage est connectée aux entrées d’horloge de toutes les bascules. Étant donné que toutes les bascules sont cadencées en même temps, un compteur synchrone avec le même nombre et le même type de bascules peut fonctionner à des fréquences d’horloge beaucoup plus élevées que les compteurs asynchrones. Comme le signal d’horloge est appliqué simultanément aux entrées d’horloge de toutes les bascules, il n’y a pas de décalage temporel entre les différentes sorties.
Qu’est-ce qu’un compteur asynchrone ?
Un compteur asynchrone est souvent appelé compteur ondulé. Dans un compteur ondulé, la sortie d’une bascule commande l’autre. Il s’agit d’un arrangement en cascade de bascules où la sortie d’une bascule commande la sortie d’horloge de la bascule suivante. Un compteur d’ondulation se compose d’une série de bascules complémentaires dont la sortie est connectée à l’entrée d’horloge de la bascule d’ordre supérieur suivante. Le signal d’horloge est directement appliqué à la première bascule seulement et il est ensuite transmis, avec un délai, d’une bascule à l’autre. Par exemple, la sortie de la première bascule est l’entrée d’horloge de la deuxième bascule, et la sortie de la deuxième bascule est l’entrée d’horloge de la troisième bascule, et ainsi de suite. En raison du délai de propagation, les compteurs d’ondulation sont généralement plus lents que leurs homologues synchrones.
Différence entre compteur synchrone et asynchrone
Entrée de l’horloge
– Dans un compteur synchrone, la même source est utilisée comme entrée d’horloge pour toutes les bascules, créant le même signal en même temps, ce qui signifie que le compteur est cadencé de manière à ce que chaque bascule du compteur soit déclenchée par le même signal d’horloge au même moment. Au contraire, dans un compteur asynchrone (également appelé compteur ondulé), seule la première bascule est cadencée par une horloge externe qui, à son tour, commande la sortie d’horloge de la bascule suivante. Dans un compteur ondulé, la sortie d’une bascule commande l’autre.
Fonctionnement
– Toutes les bascules sont cadencées en même temps, de sorte qu’un compteur synchrone avec le même nombre et le même type de bascules peut fonctionner à des fréquences d’horloge beaucoup plus élevées que son homologue asynchrone. Il diffère des compteurs asynchrones par le fait que l’entrée de l’impulsion de comptage est connectée aux entrées d’horloge de toutes les bascules. Dans un compteur asynchrone, aucune horloge commune n’est utilisée, ce qui signifie que l’entrée d’horloge des bascules n’est pas pilotée par le même signal d’horloge. Au contraire, dans un compteur synchrone, chaque bascule est déclenchée par l’impulsion d’horloge commune.
Retard temporel
– Comme le signal d’horloge d’un compteur synchrone est appliqué aux entrées d’horloge de toutes les bascules en même temps, il n’y a pas de décalage temporel entre les différentes sorties. Il n’y a donc pas de délai de propagation inhérent aux compteurs synchrones. Dans un compteur asynchrone, le signal d’horloge est directement appliqué à la première bascule seulement et il est ensuite transmis, ce qui entraîne un décalage d’une bascule à l’autre, ce qui explique en fin de compte sa faible vitesse de fonctionnement par rapport à celle d’un compteur synchrone.
Résumé
Dans un compteur synchrone, toutes les bascules sont déclenchées par le même signal d’horloge et les sorties du compteur changent d’état en même temps, de sorte qu’il n’y a pas de délai de propagation inhérent entre les différentes sorties. Dans un compteur asynchrone, contrairement aux compteurs synchrones, l’entrée d’horloge des bascules n’est pas déclenchée par le même signal d’horloge ; en fait, la sortie d’une bascule en commande une autre. Il en résulte un décalage temporel ultérieur entre les sorties d’une bascule et celles d’une autre. Au contraire, il n’y a pas de décalage inhérent entre les sorties d’un compteur synchrone.