Исследование работы счётчика с последовательным, параллельным переносом и основанного на мегафункции

1.  Выполнение задания.

2.1)  Исследование работы счётчика с последовательным переносом.

Счетчик с последовательным переносом на вычитание организуется путем последовательного соединения одноразрядных счетчиков (T-триггеров).

Рис. 1. Принципиальная схема счётчика с последовательным переносом.

аппаратурные затраты, необходимые для реализации счетчика: Total Logic Elements = 4

максимальная тактовая частота работы: F_max = 360,1 МГц (период = 2,777 нс)

время задержки появления сигналов на выходах счетчика относительно активного перепада на синхровходе: t_co = 8,974

Рис. 2. Диаграмма работы счётчика с последовательным переносом.

Анализ временной диаграммы:

Время t_co (промежуток на диаграмме от положительного перепада синхроимпульса до появления сигнала на последнем выходе) = 8,993, оно практически совпадает с временем из отчета компилятора.

Таблица 2.1.1 Сравнение полученных времен t_co с временами, полученными из файла отчета компилятора

from	to	время tco из отчета компилятора, нс	полученное из временной диаграммы время tco, нс
clk	q[0]	5,527	5,592
clk	q[1]	7,441	7,456
clk	q[2]	8,431	8,481
clk	q[3]	8,974	8,993

Из диаграммы видно, что времена t_co для выходов с триггеров (inst[0..3]) меньше, чем для выходов счетчика. Это объясняется тем, что требуется некоторое время для передачи сигналов с выходов триггеров на выход самого счетчика.

Интервал времени, на котором можно снимать показания со счетчика, начинается с установления значений на всех выходах счетчика и заканчивается изменением хотя бы одного из его выходов.

Максимальная частота работы: F_max=360,1 МГц (период = 2,777 нс)

2.2)  Исследование работы счётчика с параллельным переносом.

Параллельный счетчик представляет собой конечных автомат с числом состояний 2ⁿ , все триггеры которого работают в едином дискретном времени (CLK).

Рис. 4. Принципиальная схема счётчика с параллельным переносом.

аппаратурные затраты, необходимые для реализации счетчика: Total Logic Elements = 4

максимальная тактовая частота работы: F_max = 500 МГц (период = 2 нс)