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Contadores Síncronos e Assíncronos

No campo da eletrônica digital, um "contador" é circuito lógico sequencial. Circuito consiste em série de flip-flops: circuitos eletrônicos com duas condições estáveis, cada uma correspondendo a um de dois sinais de entrada alternativos. Circuitos podem ciclar através de sequência de estados. Existem dois tipos de contador: síncrono e assíncrono.

Contadores Síncronos

Contadores síncronos tipicamente consistem de elemento de memória, implementado usando flip-flops, e elemento combinacional, tradicionalmente implementado usando portas lógicas. Portas lógicas são circuitos lógicos com um ou mais terminais de entrada e um terminal de saída, onde saída alterna entre dois níveis de voltagem determinados por combinação de sinais de entrada. Uso de portas lógicas para lógica combinacional tipicamente reduz custo de componentes para circuitos contadores ao mínimo absoluto, permanecendo abordagem popular.

Pulso de Clock

Contadores síncronos têm clock interno, enquanto contadores assíncronos não. Como resultado, todos flip-flops em contador síncrono são acionados simultaneamente por único pulso de clock comum. Em contador assíncrono, primeiro flip-flop é acionado por pulso de clock externo e cada flip-flop sucessivo é acionado pela saída do flip-flop precedente na sequência. Esta é a diferença essencial entre contadores síncronos e assíncronos.

Contadores Assíncronos

Contadores assíncronos, também contadores de ripple (propagação), são tipo mais simples, requerendo menos componentes e menos circuitaria que contadores síncronos. Contadores assíncronos são mais fáceis de construir que síncronos, mas ausência de clock interno introduz várias desvantagens maiores. Flip-flops em contador assíncrono mudam estados em tempos diferentes, então atrasos em mudar de um estado para outro — conhecidos como atrasos de propagação — somam para criar atraso geral. Quanto mais flip-flops contador assíncrono contém, maior atraso geral.

Considerações

Tipicamente, contadores assíncronos são menos úteis que síncronos em sistemas complexos de alta frequência. Alguns circuitos integrados reagem mais rápido que outros, então se evento externo ocorre próximo a transição entre estados — quando alguns, mas não todos, circuitos integrados mudaram estado — pode introduzir erros no contador. Tais erros são difíceis de prever por diferença de tempo aleatoriamente variável entre eventos. Além disso, atrasos de propagação dificultam detectar ou decodificar estado de saída de circuito contador assíncrono eletronicamente.