아날로그 및 디지털회로설계실습 11장 결과보고서

문서 내 토픽

1. 비동기식 카운터

비동기 카운터는 첫 번째 Flip-Flop에만 클록이 입력되고, 이후 FF는 이전 FF의 출력을 입력으로 사용한다. 이 때문에 delay가 발생되고, glitch나 ripple 현상이 일어나게 된다. 두번째 FF부터는 이전단의 출력을 입력으로 사용하므로 한 stage를 거칠수록 Qn값의 주기가 2배씩 늘어나며 이것을 '분주회로'의 특성으로 볼 수 있다. 때문에 각 stage의 결과값을 이진법기준으로 한자리씩 할당하였을 때, 그 결과값은 clk가 한 주기 지날때마다 1(2)씩 증가하는 결과를 출력할 수 있다.
2. 동기식 카운터

동기 카운터는 모든 FF가 동일한 clk 신호를 공유한다. 하나의 clk signal을 공유하기 때문에 앞선 비동기식 카운터에서 발생하는 문제점인 delay를 해결할 수 있다. 다만 J와 K 입력은 이전 플립 플로의 출력의 상태에 영향을 받는다. 세번째 stage 부터는 이전단의 Q 출력과 그 이전단의 Q 출력값을 AND한 결과값을 J와 K입력으로 대입한다. 이렇게 되면 각 stage의 결과값을 이진법기준으로 한자리씩 할당하였을 때, 그 결과값은 clk가 한 주기 지날때마다 1(2)씩 증가하는 결과를 출력할 수 있다.

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1. 비동기식 카운터

비동기식 카운터는 동기식 카운터와 달리 여러 스레드가 동시에 접근하여 값을 변경할 수 있는 특징이 있습니다. 이로 인해 경쟁 상태(race condition)가 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위한 동기화 메커니즘이 필요합니다. 비동기식 카운터는 주로 병렬 처리 환경에서 사용되며, 성능 향상을 위해 사용됩니다. 하지만 동기화 메커니즘을 잘못 구현하면 데드락이나 라이브락과 같은 문제가 발생할 수 있으므로, 주의 깊게 설계해야 합니다. 또한 비동기식 카운터는 동기식 카운터에 비해 구현이 복잡하고 디버깅이 어려울 수 있습니다. 따라서 비동기식 카운터를 사용할 때는 이러한 단점을 고려하여 신중하게 접근해야 합니다.
2. 동기식 카운터

동기식 카운터는 한 번에 하나의 스레드만 접근할 수 있는 특징이 있습니다. 이는 경쟁 상태(race condition)를 방지할 수 있어 안전성이 높습니다. 동기식 카운터는 주로 단일 스레드 환경에서 사용되며, 구현이 비동기식 카운터에 비해 상대적으로 간단합니다. 또한 디버깅이 용이하고 성능 저하가 적습니다. 하지만 동기식 카운터는 병렬 처리 환경에서 성능이 저하될 수 있습니다. 따라서 동기식 카운터는 단일 스레드 환경이나 성능이 중요하지 않은 경우에 적합합니다. 반면에 병렬 처리 환경에서는 비동기식 카운터를 사용하는 것이 더 효과적일 수 있습니다.

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