Transcript SR 플립-플롭
디지털공학 Ch. 5 순차 논리회로 - 조합논리회로는 회로의 이전 상태에 상관없이 현재의 입력상태에 의해서만 출력이 결정되는 회로 - 순차논리 회로는 이전의 결과가 현재의 결과에 영향을 미치는 점이 다르다 - 순차논리 회로는 기억능력을 갖는 플립-플롭(flip-flop)이라는 기억소자를 사용 디지털공학 2 플립 – 플롭 (flip – flop) - 플립-플롭은 1비트의 정보를 기억할 수 있는 소자 - 구성형태에 따라 레벨 트리거(level trigger) 플립-플롭, 주종(master- slave) 플립-플롭, 에지 트리거(edge trigger) 플립-플롭 등으로 구분 - 동작특성에 따라 S-R플립-플롭, J-K플립-플롭, T플립-플롭, D플립-플롭 으로 구분 - 에지 트리거(edge trigger) 플립-플롭 : “Racing" 그림 17의 ②부분 (PGT:Positive Going Transition) 또는 ③부분(NGT:Negative Going Transition)에서만 동작하도록 설계 디지털공학 3 S-R 플립 - 플롭 디지털공학 4 J–K 플립 - 플롭 디지털공학 5 T 플립 - 플롭 디지털공학 6 T 플립 - 플롭 디지털공학 7 비동기 입력 클럭펄스나 입력조건에 관계없이 독립적으로 플립-플롭의 상태를 “0” 또는 “1” 의 상태로 조정할 수 있는 경우의 입력을 비동기 입력이라 하며, “CLR" 과 "PRE"의 2가지가 사용된다 디지털공학 8 S-R 에서 D 플립-플롭으로의 변환 * 입력 D=0 일 때 : 입력 S=0, R=1 : S-R 플립-플롭의 출력은 “0” 이 되므로 이는 D 플립-플롭의 입력이 “0” 일 때 출력이 “0” 이 되는 경우와 같다. * 입력 D=1 일 때 : 입력 S=1, R=0 : S-R 플립-플롭의 출력은 “1” 이 되므로 이는 D 플립-플롭의 입력이 “1” 일 때 출력이 “1” 이 되는 경우와 같다. 디지털공학 9 S-R 에서 J-K 플립-플롭으로의 변환 디지털공학 10 카운터 카운터(계수기:Counter)는 플립-플롭을 직렬 또는 병렬로 연결하여 2진수를 셈하는 회로로 순차논리 회로의 특성을 이해하는데 유용하게 사용 비동기식 카운터 : 사용하는 플립-플롭을 직렬로 연결하여 클럭 펄스를 첫 번째 플립-플롭에만 공급하고 다음 플립-플롭의 클럭 펄스는 앞단에서의 출력을 사용. 회로가 간단한 반면 각 단에서의 전달지연 시간이 누적되어 전체 회로의 속도가 떨어져 고속의 카운터 구성에는 어려움 동기식 카운터 : 각각의 플립-플롭에 클럭 펄스를 별도로 공급하는 병렬형으로 구성되어 고속 동작이 가능하나 이에 따른 부가회로가 상대적으로 복잡 디지털공학 11 비동기식 카운터 설계 ① 사용할 플립-플롭의 종류를 결정 : 대부분의 경우, J-K, T 플립-플롭의 토글(Toggle) 특성을 이용 ② 카운터의 MOD 수에 따라 플립-플롭의 개수를 결정 : 예를 들어, MOD 4 인 경우에는 22=4 이므로 2개의 플립-플롭이, MOD 7 인 경우에는 23=8 이므로 3개의 플립-플롭이 필요 ③ 사용되는 플립-플롭을 직렬로 연결한 후, 첫 단에는 클럭 펄스를 연결하고 둘째 단부터는 앞단의 출력을 클럭 펄스로 사용 ④ MOD 수가 2n의 수가 아닐 경우에는 비동기 입력 “CLR" 나 ”PRE" 를 사용 하여 회로를 구성 ⑤ 구성된 회로에 대한 출력파형을 그려, 결과를 확인 디지털공학 12 비동기식 카운터 설계 [예제 5-2] M0D-4 의 비동기식 카운터를 설계하시오. 디지털공학 13 비동기식 카운터 설계 [예제 5-3] M0D-8 의 비동기식 카운터를 설계하시오. 디지털공학 14 비동기식 카운터 설계 [예제 5-5] M0D-5 의 비동기식 카운터를 설계하시오. 디지털공학 15 비동기식 카운터 설계 [예제 5-7] M0D-7 의 비동기식 카운터를 설계하시오. 디지털공학 16 동기식카운터 설계 동기식 카운터의 설계는 다음과 같은 절차를 따르게 된다. ① 사용할 플립-플롭의 종류를 결정한다. ② 사용할 플립-플롭의 수를 결정한다. ③ 카운터의 계수 순서에 따라 각 클럭펄스에서의 현재 상태와 다음 상태를 표시하는 상태표를 작성한다. ④ 상태표에 의해 각 플립-플롭의 입력조건을 결정한다. ⑤ 카르노도를 이용하여 각 플립-플롭 입력의 결선조건을 간략화 한다. 이때 카운터의 상태에서 빠져있는 입력조건은 무정의항으로 처리한다. 디지털공학 17 동기식카운터 설계 표 27. 플립플롭의 출력변화에 따른 플립플롭 입력 (× : 무정의항) 디지털공학 18 동기식카운터 설계 [예제 5-9] 0→1→2→3→4 의 순서로 카운트되는 동기식 카운터를 S-R 플립 -플롭, J-K 플립-플롭, T 플립-플롭을 이용하여 설계하시오. (1) SR 플립-플롭 디지털공학 19 동기식카운터 설계 디지털공학 20 동기식카운터 설계 디지털공학 21 동기식카운터 설계 (2) JK 플립-플롭 디지털공학 22 동기식카운터 설계 디지털공학 23 동기식카운터 설계 디지털공학 24 동기식카운터 설계 (3) T 플립-플롭 디지털공학 25 동기식카운터 설계 디지털공학 26 동기식카운터 설계 [예제 5-13] 0→2→4→6 의 순서로 카운트되는 동기식 카운터를 S-R 플립 -플롭, J-K 플립-플롭, T 플립-플롭을 이용 하여 설계하시오. (1) SR 플립-플롭 디지털공학 27 동기식카운터 설계 디지털공학 28 동기식카운터 설계 디지털공학 29 동기식카운터 설계 (2) JK 플립-플롭 디지털공학 30 동기식카운터 설계 디지털공학 31 동기식카운터 설계 디지털공학 32 동기식카운터 설계 (3) T 플립-플롭 디지털공학 33 동기식카운터 설계 디지털공학 34