논리회로실험 2014 Flip Flop

1. Purpose
1) Flip-Flop왿� Shift Register의 작동 원리를 이해한다.
2) Flip-Flop을 이용하여 Shift Register를 설계한다.
3) 내부 신호왿� 클럭을 이용하는 방법을 공부한다.

2. Background
1) Latch 왿� Flip-Flop
기본적으로 래치왿� 플립플롭은 두 개의 출력 상태 중에서 하나의 상태를 가질 수 있고, 그 출력을 바꿀 수 있게 하는 입력을 가지는 기억 소자이다. 래치는 클럭 입력을 가지지 않는 기억소자로 입력에 의해서만 출력이 변화하는 기억소자이다. 래치의 종류로는 RS latch, JK Latch 등이 있다.

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우리가 설계할 shift register는 3가지의 shift를 선택할 수 있는 회로를 설계하는 것이다.. Mode 입력에 따른 Circular, Logical, Arithmetic shifter를 설계해야 하는데, 이 세 가지의 shift의 작동원리를 이해하여 올바르게 작동되는 shift register를 설계한다.
shift register 논리회로는 비동기 reset을 갖는다. 이 회로의 모든 input 가운데 가장 큰 우선순위를 갖는 것으로, reset이 0이 되면 바로 output이 0을 갖도록 하는 input이다. clk의 동작과 관계없이 가장 우선적으로 동작을 제어하게 되며 Asynchronous reset 이라고도 한다. reset pin 다음으로 회로 동작 제어에 있어서 우선순위를 갖는 것은 clk이다. reset의 입력이 0이 아니라면 회로는 clk의 제어를 받아서 clk의 변화에 따라서 동작을 하게 된다. 그 다음 고려되는 요소는 enable으로 mode나 direction보다 높은 우선순위를 갖고 회로의 동작을 제어한다.

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이번 실험은 D-FF을 이용하여 Circular, Logical, Arithmetic기능을 수행하는 쉬프트 레지스터를 설계하는 실험을 했다. 설계하는 동안 몇 가지 어려움이 있었는데 첫 번째로는 &연산자를 이용한 concatenation 기능을 이용하는 점이었다. 처음 사용했기 때문에 &연산자의 사용법에 대해서 능숙하지 못하였다.