Retardo de propagación en caso de contadores síncronos

Considere el contador de 4 bits como se muestra a continuación:

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Aquí supongamos que consideramos el retraso de propagación de cada flip flop = 2 ns y el retraso de propagación de cada compuerta AND es 3 ns, entonces, ¿cuál será el retraso de propagación total?

Como todos los flip flops tienen el mismo reloj, agregamos el retraso de propagación del flip flop solo una vez, pero mi duda es si agregar el retraso de propagación de la puerta AND solo una o dos veces.

Entonces, ¿el retraso de propagación será 2+3 = 5ns o 2+3+3=8ns?

Buen comienzo. ¿Qué crees que es y por qué?
¿Entiende sobre el tiempo de configuración y el tiempo de espera?
Este es un circuito síncrono, por lo que no hay compensación entre las etapas de cálculo. el retardo de propagación es el reloj para el tiempo de salida de la FF. No hay circuito combinacional entre las salidas de FF Qy del contador Q. Sería totalmente diferente si cada uno Qcondujera la siguiente etapa C. Esto se llamaría contador asíncrono.
La entrada al último flip flop depende de la salida de la puerta AND anterior. Entonces, ¿por qué no deberíamos agregar retrasos de puerta AND?
@Brian Drummond, explique la respuesta si es posible. Creo que debería ser 2+3+3 porque la última entrada de flip flops depende de la salida de 2 puertas AND, por lo que debemos sumar el retraso de propagación de ambas puertas AND.

Respuestas (1)

El retraso de propagación será de 2 ns porque ese es el tiempo entre el cambio de entrada (reloj) y las salidas (Q0-Q3). El retardo de propagación de las compuertas AND no es relevante porque sus salidas deberían ser estables cuando se cronometran los flip flips. Sin embargo, pueden limitar la frecuencia máxima a la que se puede sincronizar el contador, porque sus salidas deben ser correctas cuando se produce el reloj.

La entrada JK al cuarto flip flop (FF3) está determinada por los estados de Q0-Q2. Estas salidas son estables 2 ns después del reloj, pero luego pasan a través de hasta dos compuertas AND. Si el siguiente reloj llega demasiado pronto, la entrada JK de FF3 no habrá tenido suficiente tiempo para estabilizarse y el contador no funcionará correctamente.

El retraso total entre la entrada del reloj y la entrada FF3 JK es de hasta 2+3+3 = 8 ns. Por lo tanto, el tiempo mínimo aceptable entre relojes es 8ns + tiempo de configuración JK. Siempre que se cumpla este tiempo, el contador debería funcionar correctamente y el retraso de propagación será de 2 ns porque las salidas Q solo cambian en respuesta a las entradas del reloj.

Gracias por responder. Sí, entiendo que el retraso de propagación de los flip flops sería solo de 2 ns y no los agregamos porque este es un contador síncrono. Supongamos que queremos encontrar la frecuencia de la señal del reloj para el correcto funcionamiento del contador. Entonces sería 1/8ns y no 1/2ns, ¿verdad? Como el retraso de propagación total sería de 8 ns porque se trata de un contador síncrono en serie.
El retraso de propagación es el tiempo entre el cambio de una entrada y la respuesta de la(s) salida(s), en este caso 2ns. Sin embargo (suponiendo un tiempo de configuración de 0 ns), el período de tiempo entre los relojes debe ser de al menos 8 ns o el contador no funcionará correctamente. Por lo tanto, la frecuencia de reloj máxima es 1/8ns = 125 MHz. Ejemplo práctico:- 74F160 Tpd CP->Q = 3,5 ns, frecuencia de reloj máxima 80 MHz = 12,5 ns
Según usted, "el retraso de propagación es el tiempo entre el cambio de una entrada y la respuesta de la salida". Entonces, ¿no debería ser max(2,3) = 3ns? Como la puerta AND tardará 3 ns en producir una salida después de un cambio en su entrada.
En cada reloj, las salidas Q cambian primero , luego cambian las puertas AND. Las puertas AND solo establecen las condiciones para el siguiente conteo y no tienen una participación directa en el retraso del reloj (entrada) a Q (salida).
Bien, entonces el retraso de propagación es el retraso con respecto a las entradas donde las entradas son solo relojes en el caso de los contadores, ¿verdad?
Sí. En un contador simple, el reloj es la única entrada, por lo que los retrasos de propagación deben ser relativos. Un dispositivo más complejo podría tener otras entradas que tengan sus propios retrasos de propagación.
Retardo de propagación en caso de contadores síncronos
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