
【计】 series-parallel counters
bunch; cluster; get things mixed; skewer; strand; string together
combine; equally
【计】 line counter; row counter
串并行计数器(Serial-Parallel Counter)是数字电路设计中结合串行与并行计数模式的混合型时序逻辑器件。其核心功能是通过分频机制实现高效的多位计数操作,在通信系统、频率合成和数字信号处理领域有广泛应用。
一、定义解析 中文术语“串并行计数器”对应英文“Hybrid Serial-Parallel Counter”,特指同时采用串行传输(逐位处理)和并行处理(多位同步)两种计数方式的电路结构。其设计平衡了纯串行计数器低速但低功耗,与纯并行计数器高速但高复杂度之间的矛盾。
二、典型结构组成
三、性能参数对照表 | 指标| 串行段| 并行段| |-----------|-----------|-----------| | 最大频率| 200MHz| 800MHz| | 功耗密度| 0.3mW/Gate| 1.2mW/Gate| | 传输延迟| 15ns| 4ns |
四、工程应用实例 在FPGA时序控制器中,Xilinx 7系列芯片采用CLB结构实现16位串并行计数器,其传播延迟公式为: $$ t{pd} = t{setup} + N cdot t{cq} + frac{M}{k} cdot t{comb} $$ 其中N为串行级数,M为并行位数,k为并行因子。该设计使计数器在150MHz时钟下功耗降低42%(来源:IEEE Transactions on Circuits and Systems I)。
五、技术演进趋势 最新研究通过电流模逻辑(current-mode logic)将工作频率提升至3.5GHz(来源:ISSCC 2024会议报告),同时采用FinFET工艺将功耗密度控制在0.05mW/Gate量级。
根据搜索结果和相关技术背景,“串并行计数器”的解释可分为以下部分:
计数器是一种能自动记录并输出数值的电子器件或程序模块,通过机械、光电、电磁等原理实现,广泛应用于计算机、工业控制等领域。
类型 | 处理方式 | 速度 | 资源占用 |
---|---|---|---|
串行 | 逐位顺序处理 | 慢 | 低 |
并行 | 多位同时处理 | 快 | 高 |
注:搜索结果未明确区分硬件计数器与软件计数器,实际实现可能结合具体技术(如Java中的并发累加需考虑线程同步)。
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