同步计数器：这是一种数字电路，它借助触发器和所有同时触发的触发器执行二进制数的计数。
给定计数序列的同步计数器设计过程：
- 标识计数序列所需的触发器(FF)，输入和输出的数量。
- 选择要使用的FF类型。
- 构造状态表，其中包含计数器的当前状态和下一个状态以及所使用的FF的激励表。
- 查找FF的每个输入的方程式或表达式。在这里，我们可以使用提供最小化表达的K-map方法。
- 现在，根据步骤4中获得的表达式在FF和所使用的门之间建立连接。
示例–首先，我们将使用T-FF实现4位同步递增计数器。因此，我们需要4个FF，分别是FF0，FF1，FF2和FF3。可以从0到15(16个数字)进行计数。以下是使用T-FF激励表的该计数器表，
|
Current state |
Next state |
Input to FFs |
|||||||||
| Q3 | Q2 | Q1 | Q0 | Q3 | Q2 | Q1 | Q0 | T3 | T2 | T1 | T0 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
使用K-map，我们可以找到T0，T1，T2和T3的布尔表达式。
因此， T0 = 1
T1 = Q0，
T2 = Q0.Q1，
T3 = Q0.Q1.Q2，
4位同步串行进位计数器：对于上面的示例，我们可以使用此链接(文章)来实现串行进位计数器。并且在该串联进位计数器中，所有使用的与门的扇入值(输入数)为2，并且该值是固定的。
为什么我们需要同步并行进位计数器而不是同步串行进位计数器? 如果我们在上述示例中看到了串行进位计数器的实现，则其“与”门将使用其他一些“与”门的输出。如上述获得的表达，其产生Q0.Q1.Q2与门可以使用的AND门的输出产生Q0.Q1，或我们可以写出T3 = T2.Q2。相同的方法可以应用于更高计数的序列。这种布置可以导致计数器电路的电平的增加。高电平意味着电路稳定状态需要更多时间。我们在上面的链接中也可以看到，计数增加一的延迟取决于FF的数量。因此，我们使用同步并行进位计数器来减少电路的电平。
4位同步并行进位计数器：
对于上面给出的例子
逻辑图-
时序图
这里，
T clk > = t ff + t g ，n> = 3 ………………。 (一种)
在哪里
- T clk-使用的时钟时间段。
- t ff — FF完成其操作所需的时间。
- t g-任何门完成操作所需的最长时间。
- n —使用的FF数。
并行进位计数器背后的想法–在本设计中，我们尝试实现仅具有2级电平的电路。保留给FF的第一级，第二级用于执行电路中使用的门。无论计数顺序如何，并行进位计数器始终保留在2级电路中，但是随着计数数量的增加，串行进位计数器会增加电平。我们可以说同步并行传送计数器比同步串行传送计数器要快得多。
优点：在公式(a)中，时间段与FF的数量或计数数量无关(如果n> = 3)。因此，无论计数序列的大小如何，时钟的时间段都将保持不变。但是，在串联进位计数器的情况下这是不可能的。这是同步并行进位计数器相对于同步串行进位计数器的主要优点。
缺点：计数器使用的与门的扇入值(输入数量)随FF数量线性增加。对于计数器中n个FF，我们需要扇入值为2到n-1的AND门。而且实际上不存在扇入值更高的门。因此，对于较少的计数序列大小，并行进位计数器比连续计数的计数器好得多，但对于较大的计数序列大小则不是。
上例中有关同步并行进位和串行进位计数器的一些事实
- 我们可以看到，对于相同的计数数字，两个计数器所需的门数相同。
- 在两个计数器上方都使用了与门，但可以根据计数顺序更改门的类型。这完全取决于我们在过程的步骤4中为FF的所有输入获得的最小化表达式。例如，环形计数器是一个同步计数器，但是不使用任何与门或其他门。
最大限度地减少并行进位和串联进位计数器的缺点的策略
我们可以通过组合以上两个计数器的功能来制作一个计数器。例如，我们可以使用新的门，它在串联进位计数器中使用其他门的一些值，但是它的扇入值比并行进位计数器中使用的与之相对应的门少。例如，一个具有n个FF且n更高的计数器，串联进位计数器将具有n-1个电平(对于FFs为1，对门为n-2)，而并行进位计数器将具有一个2级电路，现在我们可以实现一个用于计数器的电路，该计数器的电平接近n / 2。如给定示例，此策略适用于类型的计数序列。