§4.3. Счетчики с параллельным переносом, с групповой структурой.

Основным недостатком счетчиков с последовательным переносом является большое время установления выходного кода tmax=n·tр.тр.

Уменьшить это время можно одновременным переключением всех разрядных триггеров. Для этого надо использовать в счетчике синхронные триггеры и сформировать сигналы, определяющие переключение разрядных триггеров до прихода очередного синхроимпульса.

Алгоритм переключения триггеров можно получить из анализа таблицы двоичного кода (рис.4.1 б). Из таблицы видно, что переключение каждого последующего разряда по приходу очередного синхроимпульса происходит тогда, когда все предыдущие разряды установлены в «1».

Формула алгоритма приведена на рис.4.5 а), а его схемная реализация (счетчик с параллельным переносом) на рис.4.5 б).

Работа схемы

При появлении на выходах предыдущих разрядов «1» сигнал с выхода соответствующего элемента И переключает последующий разряд. Время формирования выходного кода составляет: tк max=tк тр+t пд, где tк тр – время переключения триггера, t пд – элемента И. Число разрядов в таком счетчике ограничивается числом входов элемента И.

В таких счетчиках направление счета не зависит от типа динамического входа, а зависит от используемого выхода триггера: с прямого – суммирование, с инверсного – вычитание.

Построить реверсивный счетчик с параллельным переносом также возможно включением мультиплексоров в межразрядные связи.

Счетчики с групповой сруктурой

Используются для увеличения разрядности. В таких счетчиках можно использовать:

а) последовательно-параллельный перенос;

б) параллельно-последовательный перенос;

в) параллельно-параллельный перенос.

Суть методов рассмотрим на примере структуры последовательно-параллельного переноса, показанного на рис.4.6 а).

(1). Разряды счетчика разбиваются на группы 1,2,… по n разрядов, внутри которых используется последовательный перенос, а между группами – параллельный, как показано на рис.4.6 а), сигнал переноса между ними формируется элементами И при условии, что в группе все разряды перешли в «1».

Время установления выходого кода: tк max= (tк тр·n)l+t пд·k, где

n – число разрядов в группе,

tк тр – время переключения триггера,

l – число групп,

t пд – время срабатывания И,

k – число элементов И.

(2). При параллельно-последовательном соединении в группе используется параллельный перенос, а между группами – последовательный.

Время установки кода:

tк max= (tк тр+t пд)l (t пд, tк тр, tк max – те же значения).

(3). При параллельно-последовательном переносе

tк max= (tк тр+t пд)+ t ‘пд, где

t к тр – время срабатывания разрядного триггера,

t пд – время срабатывания элемента И в группе,

t ‘пд – время срабатывания элемента И между группами.

Примечание. В принципе, число разрядов в каждой группе может быть произвольным. В частности если взять по одному разряду в группе и параллельный перенос между ними, то схема вырождается в так называемую схему со сквозным переносом (рис.4.6 б). Здесь переключение всех триггеров происходит одновременно, но с задержкой на время последовательного срабатывания всех элементов И, то есть

tк max= tк тр+n·t пд, где

n – число разрядов (групп),

tк тр – время срабатывания триггера и t пд – время формирования сигнала на выходе И.

Здесь время t к max, как и в счетчике с последовательным переносом, зависит от числа разрядов, а выигрыш во времени получается за счет более короткого времени срабатывания элемента И по сравнению со временем срабатывания разрядного триггера.