А). Счетчик с последовательным переносом

На основе T-триггеров был синтезирован четырехразрядный счетчик на вычитание представленный на Рис. 1. После компиляции проекта, аппаратные затраты оказались: 4 логических элемента и 4 регистра, максимальная тактовая частота работы Fmax равна 360,1 МГц, время задержки появления сигналов на выходах счетчика относительно активного перепада на синхровходе tco 13,886 нс.

Рис.1 «Четырехразрядный счетчик на вычитание»

Временная диаграмма, демонстрирующая принцип работа счетчика с выходами Q4-Q1, и с выходами триггеров представлена на Рис. 2

Рис. 2 «Временная диаграмма четырехразрядного счетчика на вычитания с последовательным

переносом»

Для каждого выхода триггера действует своё время задержки – по причине последовательного включения триггеров.

Действительно задержка между фронтом импульса и формированием значения на последнем триггере составляет около 13,886 нс. Сигнал на последнем выходе триггера появляется с задержкой около 8,7 нс (13,9нс для выходна схемы), а период синхроимпульсов около 2,9 нс.

Однако работа на такой частоте возможна лишь при условии если в устройстве можно будет добавить отдельную задержку для считывания сигнала с выходов(после остановки счёта счётчику необходимо время для установки в правильное состояние).

На частоте в 340 Mhz в триггерах нет такого момента времени, когда на всех выходах одновременно есть необходимые сигналы.

Временная диаграмма при максимальной частоте работы при которой на выходе присутсвуют все значения одновременно до прихода следующего синхроимпульса (70 Mhz) см. Рис. 4

Отличие времен задержки, возможно, объясняется учётом программой Quatus II времени на распространение сигнала по проводникам между триггеров.