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こんにちは、トット です。

ある日の研修で、フリップフロップを学んだ際に、同期式カウンター・非同期式カウンターという言葉がでてきて

『同期式?非同期式?何が違うの?』 と混乱しました。
また、先輩に 『非同期式回路は FPGA の設計に向かない』 と教わったので、同期式カウンターおよび非同期式カウンターを比較してみました。

そもそも '同期式'、'非同期式' って何?

同期式、非同期式とはクロック制御方式です。
 • 同期式: レジスター同士が、同じクロックで動作すること
 • 非同期式: レジスター同士が、違うクロックで動作すること

同期式カウンター、非同期式カウンターの回路図

図 1 の同期式カウンターは、同じクロックに 3 つのレジスターが接続しています(赤矢印)。

図 1. 同期式カウンター

図 2 の非同期式カウンターは、各レジスターの出力がクロックに接続しています(黄矢印)。

図 2. 非同期式カウンター

同期式カウンター、非同期式カウンターの出力

同期式カウンターのレジスター出力を 図 3、非同期式カウンターのレジスター出力を 図 4 に示します。

図 3. 同期式カウンターにおける 3 つのレジスター出力
図 4. 非同期式カウンターにおける 3 つのレジスター出力

 • 同期式カウンター: データの変化点が全ビット同じタイミング
 • 非同期式カウンター: データの変化点が各ビット異なるタイミング

なぜ、非期式カウンターは、全ビット同じタイミングで変化していないのでしょうか?

理論編に続く・・・

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