홍익대 디지털논리실험및설계 10주차 예비보고서 A+
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2023.09.18
문서 내 토픽
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1. 비동기식 카운터와 동기식 카운터의 차이비동기식 카운터는 맨 앞의 하나의 Flip-flop에만 CLK가 연결되어 있어 앞의 Flip-flop의 출력이 뒤에 오는 CLK로 작동하므로 회로는 간단하지만 delay가 크다. 동기식 카운터는 모든 Flip-flop에 CLK가 연결되어 있어 동기화가 잘 되지만 회로가 복잡하다.
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2. Positive edge triggered D Flip-flop 회로 구현Positive edge triggered D Flip-flop은 negative edge triggered D Flip-flop의 CLK에 NOT 게이트를 결선한 것과 같다. 따라서 [그림1]과 다르게 CLK를 Q'와 연결하면 같은 결과를 얻을 수 있다.
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3. 십진 카운터 구현 원리 (1)4bit 카운터는 0000~1111까지 16진수를 나타내지만, 십진 카운터는 0~9까지의 숫자만 필요하므로 NAND 게이트를 이용하여 Q1과 Q3이 11이 되는 순간 Reset이 활성화되어 0000으로 돌아가도록 구현할 수 있다.
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4. 십진 카운터 구현 원리 (2)첫 번째 Flip-flop은 J, K가 HIGH로 고정되어 항상 toggle이 일어나고, 두 번째 Flip-flop은 Q0, Q3'가 1일 때 toggle이 일어나며, 세 번째 Flip-flop은 Q0, Q1이 1일 때 toggle이 일어나도록 AND 게이트를 이용하여 십진 카운터를 구현할 수 있다.
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1. 비동기식 카운터와 동기식 카운터의 차이비동기식 카운터와 동기식 카운터는 클럭 신호 사용 방식에서 차이가 있습니다. 비동기식 카운터는 각 플립플롭이 독립적으로 작동하여 클럭 신호에 동기화되지 않습니다. 반면 동기식 카운터는 모든 플립플롭이 동일한 클럭 신호에 동기화되어 작동합니다. 이로 인해 비동기식 카운터는 클럭 신호 지연으로 인한 오류가 발생할 수 있지만, 동기식 카운터는 이러한 문제가 없습니다. 하지만 동기식 카운터는 비동기식 카운터에 비해 회로가 복잡하고 전력 소모가 높습니다. 따라서 응용 분야와 요구사항에 따라 적절한 카운터 방식을 선택해야 합니다.
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2. Positive edge triggered D Flip-flop 회로 구현Positive edge triggered D Flip-flop은 클럭 신호의 상승 에지에 동기화되어 동작하는 기본적인 메모리 소자입니다. 이를 구현하기 위해서는 AND 게이트, OR 게이트, NOT 게이트 등의 논리 게이트를 사용하여 회로를 구성해야 합니다. 입력 신호 D와 클럭 신호 CLK를 조합하여 출력 신호 Q와 Q_bar를 생성하는 방식으로 동작합니다. 이러한 Positive edge triggered D Flip-flop은 디지털 회로 설계에서 매우 중요한 역할을 하며, 다양한 응용 분야에서 활용됩니다.
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3. 십진 카운터 구현 원리 (1)십진 카운터는 0부터 9까지의 숫자를 순차적으로 세는 디지털 회로입니다. 이를 구현하기 위해서는 4비트 바이너리 카운터와 디코더 회로를 사용합니다. 바이너리 카운터는 0000부터 1001까지의 숫자를 세며, 디코더 회로는 이 바이너리 값을 십진수로 변환합니다. 이 두 가지 회로를 조합하면 0부터 9까지의 십진 숫자를 순차적으로 출력할 수 있습니다. 이러한 십진 카운터는 디지털 시스템에서 매우 유용하게 사용되며, 다양한 응용 분야에 적용될 수 있습니다.
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4. 십진 카운터 구현 원리 (2)십진 카운터를 구현하는 또 다른 방법은 JK Flip-flop을 사용하는 것입니다. JK Flip-flop은 클럭 신호의 상승 에지에 동기화되어 동작하며, J와 K 입력에 따라 다양한 동작을 수행할 수 있습니다. 이를 이용하여 4개의 JK Flip-flop을 연결하면 0부터 9까지의 십진 숫자를 순차적으로 출력할 수 있습니다. 이 방식은 바이너리 카운터와 디코더를 사용하는 방식에 비해 회로가 간단하지만, 동작 원리가 다소 복잡합니다. 따라서 응용 분야와 요구사항에 따라 적절한 십진 카운터 구현 방식을 선택해야 합니다.
