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- 어떻게 Sequential Logic Circuits을 만들지 다뤄보겠다.
JK Filp flop 복습
- 심볼
- 진리표
- 더 풀어서 쓴 진리표
여가표 (Excitation table)
- input과 output으로 보는 진리표와 달리 상태의 변화에 따라 JK의 input이 무엇이어야 하는지 나타내는 표이다.
- Finite-state Machine : 우리가 Sequential Logic Circuits을 쓸 때 state를 가지고 있는데 그 state를 표현할지에 대해서 어떻게 표현할 지 보여주기 때문에
- Design Process of Sequential Logic Circuits
Finite-state Machine(FSM)
- 프로그래밍 할 때도 많이 사용된다.
- 현재 내가 짜고싶은 알고리즘을 표현 할 수 있다.
- 한정된 상태를 가진 계산 모델이다.
- state가 변화하는 걸 state transition 이라고 부른다.
- 보통 FSM은 state transition table or a state diagram 2가지로 표현이 된다.
State transition table (~ truth table)
- 별명 : Characteristic table
- 예시 : 문
State diagram (~ directed graph)
- 상태가 노드이고
- 상태의 변화가 선이다. 방향
- 방향성이 있기 때문에 directed 그래프이다.
또 다른 예시
Design process
1. Define a state transition table or a state diagram
- 요구사항을 가지고 state transition table 이나 다이어그램을 만들면
- state 가 몇개인지 알수가 있다.
- 또한 불 필요한 것들을 줄일 수 있다.
2. Select flip-flops and derive their excitation table.
- 내가 사용할 플립플랍을 결정한다.
- 그 플립플랍의 excitation table을 그린다.
- 보통 필요한 플립플롭의 갯수는 로그 n이다.
- 보통 상태가 5개면 3개의 플립플롭이 필요하다.
- 보통 카운터 타입을 만들 때는 jk플립플롭이 선호된다.
- 보통 레지스터 같이 저장하는 타입을 D플립 플롭이 선호된다.
3. Design flip-flop input signals using the K-map.
- excitation table을 이용해서 K-map을 그려준다.
2비트 동기 카운터 예시
- 카운터는 로직 서킷인데 상태가 숫자로 되어있고 특정한 이벤트의 횟수를 저장하는 논리 회로이다.
- 보통 특정한 이벤트를 클럭 시그널의 라이징 엣지를 많이 이야기 한다.
State diagram
- 상태의 갯수는 4개, 2비트로 표현 할 수 있고
- 상태 자체가 output이 된다.
Excitation table
- 2개의 JK-flip-flop을 이용해 구현 할 것이다.
입력 신호 설계
- 입력 신호 Excitation table
구현
- QA와 QB가 output이다.
3비트 동기 카운터 예시
State diagram
- 상태 : 8개
- 따라서 상태는 비트 3개로 표현이 가능하다.
Excitation table
- 3개의 JK flip-flops이다.
Input signal design(꼭 해보기!!)
Implementation
재밌는 부분은 2비트 동기 카운터가 있다.
4비트 동기 카운터 예시
빈칸 채울 수 있어야 합니다.
k map 해보기
결과 도출 식
구현
- 중첩 되는 구조가 인상적이다.
왜 jk flip-flops는 쉽게 카운터를 구현 할 수 있을까?
카운터의 비트 변환을 보면 jk 플립 플롭이 쉬워서
D-flip-flop 사용하는 2비트 카운터 예시
- 이런식으로 AND되서 사라지는 것도 없이 복잡해지기만 한다.
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