ForHosting KIT · 開発者向けツール

バイナリカウンタの最大値・状態数・法を計算

この計算機は、フリップフロップの段数を完全なバイナリカウンタの主要な限界値へ変換します。段数を入力すると、状態の総数、最大10進カウント、法、両端を含む範囲を確認できます。ビットと組み合わせの標準的な関係に基づくため、デジタル論理の演習、カウンタ選定、分周設計、HDL の確認、レジスタ容量の評価に役立ちます。

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段数とバイナリ状態を対応させます

各フリップフロップは1桁のバイナリ値を保持し、安定した論理状態はゼロと1の2通りです。段を組み合わせると可能性が乗算され、n段のカウンタには2のn乗個のパターンがあります。この値を number_of_states として返します。通常のアップカウンタでは、パターンをゼロから始まる連続した符号なし整数として扱います。4段なら0000、0001から1111までの16状態です。物理的な段数と表現可能な組み合わせ数を混同しないでください。クロック周波数や分周比ではなく、有効な段数を入力してください。JSON の数値を正確に保つため、1から52段までを受け付けます。

最大カウントと状態数を区別します

符号なしカウンタにはゼロが含まれるため、最大カウントは状態数より1小さくなります。2のn乗個の状態があれば、10進列は0から2のn乗マイナス1までです。4段には16状態がありますが、最大値は15です。端値を maximum_count、状態数を modulus として返します。完全なカウンタはその回数の遷移後に先頭へ戻るためです。16回のエッジでモジュロ16の1周期が完了します。最大値は最大のコード、法は周期長を示すため、両者は関連していても同じ意味ではありません。

実際の回路設計へ適用します

算出値を自然なバイナリカウンタの基準として、実際の回路要件と比較してください。リップル方式と同期方式のnビットカウンタは、タイミングが異なっても理想的な容量は同じです。一方、短縮カウンタは自然な最大値より前にリセットされます。例えば4個のフリップフロップを使う10進カウンタは10状態だけを使い、9で終了します。プリセット、イネーブル、非同期クリア、禁止状態、Gray、リング、Johnson方式も有効な列を変えます。本結果は完全な符号なしバイナリカウンタの容量です。計算は決定的で通信や保存を行いません。ブラウザでは無料で、API の各項目には $0.002 の基本料金が適用されます。

活用例

デジタル論理の演習を確認します

n段アップカウンタの状態数と最終10進値を、状態列の作図前に確認できます。

カウンタ幅を選定します

フリップフロップ列の自然容量と、制御回路や測定回路に必要な範囲を比較できます。

HDL カウンタの境界を検証します

Verilog または VHDL の比較器に使う符号なし最大値を確認し、ゼロ基準の誤差を防ぎます。

よくある質問

n個のフリップフロップの最大値はどう求めますか？

完全な符号なしバイナリカウンタでは、2のn乗マイナス1です。

n段のバイナリカウンタには何状態ありますか？

すべての組み合わせを使う場合、2のn乗個の異なる状態があります。

最大値が状態数より1小さいのはなぜですか？

列がゼロから始まるため、S個の状態は0からSマイナス1までになります。

この式は10進カウンタにも使えますか？

自然なバイナリ容量だけを示します。10進カウンタは10状態に短縮され、通常0から9まで数えます。

同期方式とリップル方式で容量は変わりますか？

変わりません。どちらも理想的には2のn乗状態ですが、タイミングと伝搬特性は異なります。

API 計算の料金はいくらですか？

API の各項目は公開基本料金 $0.002 です。同じ決定的計算をブラウザでは無料で実行できます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/counter-max-count

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/counter-max-count \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"stages":4}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/counter-max-count", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "stages": 4
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/counter-max-count",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "stages": 4
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/counter-max-count", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"stages":4}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"stages":4}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/counter-max-count", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "stages": 4
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.counter_max_count",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →