10.2.9 Счетчик с групповым переносом.

Недостатком счетчиков с параллельным переносом является необходимость использования в случае увеличения разрядности счетчика элементов И с большим числом входов. При этом выходы триггеров должны обладать высокой нагрузочной способностью. Поэтому многоразрядные счетчики строят по групповому принципу. Согласно этому принципу, весь счетчик структурно реализуется путем соединения отдельных групп небольшой разрядности с параллельным переносом внутри этих групп. Сигнал переноса из очередной группы формируется элементом И, объединяющим выходы всех триггеров данной группы. Сформированный сигнал переноса предыдущей группы подается на счетный вход последующей группы. Общая задержка такого счетчика определяется суммой задержек каждой группы.

10 .3 Генератор чисел

Автоинкрементный или декрементный счётчик с заданным модулем счёта представляет собой простейший генератор натуральных упорядоченных чисел. Выше был рассмотрен генератор чисел, позволяющий получить произвольную последовательность чисел.

Если количество различных чисел меньше, чем максимальное генерируемое число, то генератор целесообразно выполнять в виде счётчика с модулем равным количеству генерируемых чисел и комбинационной схемы.

Регистр сдвига представляет собой другую разновидость генератора чисел. Здесь генерируемые коды получаются сдвигом одного и того же кода на различное число разрядов.

Генераторы чисел широко используются в качестве управляющих устройств. Следует учитывать более высокую помехоустойчивость генераторов на основе счётчиков по сравнению с генераторами на базе сдвиговых регистров, где случайный сбой в одном разряде приведёт к последующей неправильной работе устройства.

Счётчики с параллельным переносом

Эти счётчики имеют существенно более высокое быстродействие, т.к. входной сигнал подаётся одновременно на входы синхронизации всех триггеров счётчика. Структура проста для двоичных счетчиков.

Анализируя таблицу состояний двоичного счетчика можно отметить два алгоритма переключения триггера n-го разряда.

1. Переключение триггера осуществляется при переходе триггера предыдущего разряда в “0” (1 – в случае вычитающего счетчика).

2. При единичном состоянии всех предыдущих разрядов.

Отсюда и вытекают два способа организации переноса.

1-ый – последовательный перенос (рассмотрен ранее).

2-ой – параллельный.

Рассмотрим структуру двоичного счетчика с параллельным переносом.

Обычно параллельный перенос реализуется при числе разрядов не более четырёх. Обычно для повышения быстродействия используют комбинированный перенос. Внутри группы – параллельный, а между – последовательный ( или наоборот ). Если группа – один триггер, то перенос вырождается в сквозной.

, p - количество групп;

– задержка триггера; - min длительн. состояния.

Помимо рассмотренных структур находят применение кольцевые счётчики, представляющие собой кольцевой сдвиговый регистр в который записывается код, содержащий одну единицу или один нуль, либо для обнаружения сбоев более сложные коды. Временные диаграммы рассмотрены в лабораторном цикле.

Более сложен случай произвольного модуля счета. Синтез счётчика осуществляется по таблице переходов. Таблица проста в случае естественной последовательности счёта (когда осуществима декомпозиция по разрядам).

Мы рассмотрим более сложный случай - т.н. генератор чисел.

№ п/п	А10	Предыдущее состояние				Последующее состояние						Функции перехода
		Q3n	Q2n	Q1n	Q0n		Q3n+1	Q2n+1	Q1n+1	Q0n+1	F3		F2	F1	F0
1	3	0	0	1	1		0	1	0	0	0				
2	4	0	1	0	0		0	1	0	1	0		1	0	
3	5	0	1	0	1		0	1	1	1	0		1		1
4	7	1	1	1	1		1	0	0	1					1
5	9	1	1	0	1		1	0	1	1	1		0		1
6	11	1	0	1	1		1	1	0	1	1				1
7	13	1	1	0	1		1	1	1	0	1		1		
8	14	1	1	1	0		1	1	1	1	1		1	1	
9	15	1	1	1	1		0	0	1	1				1	1

№ п/п	А10	Функции возбуждения
		J3	K3	J2	K2	J1	K1	J0	K0
1 2 3 4 5	3 4 5 7 9	0 0 0 1 *	* * * * 0	1 * * * 0	* 0 0 1 *	* 0 1 * 1	1 * * 1 *	* 1 * * *	1 * 0 0 0
6 7 8 9	11 13 14 15	* * * *	0 0 0 1	1 * * *	* 0 0 1	* 1 * *	1 * 0 0	* * 1 *	0 1 * 0

Схема синтезированного счетчика представлена ниже.