Was ist ein Ringzähler?

In einem Computersystem ist die Standard-Ringzählerform ein Zählertyp, der aus einem Schieberegister besteht, einem anderen Zählertyp, der in der sequentiellen Logikform existiert. Diese Art von Logik wird durch vorherige Eingaben und den vorherigen Datenverlauf beeinflusst und bestimmt. Die Register erzeugen diskrete Verzögerungen von Wellenformen oder digitalen Signalen, die mit bestimmten Funktionen durch eine diskrete und variable Anzahl von Stufen in einem Schieberegister synchronisiert sind. Diese Stufen werden entweder als Flip-Flops vom Typ "D" oder als Flip-Flops vom Typ "JK" bezeichnet. Die Schieberegister dienten einmal als digitaler Speicher eines Computers und waren bis zu Hunderten von Stufen lang.

Bestimmte Schieberegister können zu Ringzählern werden, wenn die Ausgangsdaten eines bestimmten Schieberegisters in dessen Eingang zurückgeführt werden. Bei der Ausführung dieser Aktion wird dieser Registertyp nun als Ringzähler betrachtet, bei dem die endgültigen Flip-Flop-Ausgangsdaten zu den anfänglichen Flip-Flop-Eingangsdaten des Registers werden. Die Daten im Zähler werden kontinuierlich weitergeleitet, zirkulieren und wiederholen die Daten innerhalb dieses geschlossenen Kreislaufs. Diese Art von Zähler wird als gerader Ringzähler oder Overbeck-Zähler bezeichnet.

In einem geraden Ringzähler, der aus 4 Bits besteht, arbeitet die Schaltung durch Binärcode, wobei jedes Bit entweder auf 1 oder 0 gesetzt ist, wobei Sätze von Funktionen jedes Bit bei jedem Flip-Flop zurücksetzen. Wenn auf diese Weise das erste Bit auf 1 gesetzt wird, werden alle anderen Bits auf 0 gesetzt. Bei jedem aufeinanderfolgenden Flip-Flop wird das nächste folgende Bit auf 1 gesetzt, während das zuvor auf 1 gesetzte Bit auf 0 gesetzt wird Der Vorgang wird in diesem Zähler für 4 Flip-Flops fortgesetzt, bis das letzte Bit erreicht ist und von vorne begonnen wird. Die Bewegung, die dieser Zähler aufweist, wird aufgrund seiner Kreisform als „Rotation“ bezeichnet.

Eine andere Art von Zähler wird als Twisted-Ring-Zähler bezeichnet, der auch als Johnson-Ring-Zähler oder Moebius-Zähler bezeichnet wird. Die Rückkopplungsdaten dieses Zählertyps sind dem Overbeck-Zähler ähnlich, mit der Ausnahme, dass die endgültigen Flipflop-Ausgangsdaten invertiert und in den anfänglichen Flipflop-Eingang zurückgeführt werden. Dieser Zähler ist vorteilhaft, da er die Hälfte der Flip-Flops benötigt, die ein Overbeck-Zähler möglicherweise benötigt. In einigen Fällen kann dieser Zählertyp sogar doppelt so schnell arbeiten, wodurch die Betriebszeit verkürzt wird. Der Twisted-Ring-Zähler ist als Standardform von TTL- oder CMOS-IC erhältlich.