
서강대학교 디지털논리회로실험 4주차 - Multiplexers, Three-state devices and Exclusive-OR
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서강대학교 디지털논리회로실험 4주차 - Multiplexers, Three-state devices and Exclusive-OR
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2024.08.17
문서 내 토픽
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1. MultiplexerMultiplexer는 여러 입력신호 중 하나를 선택해 단일 출력신호로 내보내는 회로로서 간단하게 MUX라고 하기도 한다. 그리고 보통 2^n개의 입력을 가지고 있어 n-to-1 mux라고도 한다. 이러한 Multiplexer를 이용하면 선택적으로 필요한 여러 입력신호들 중 하나를 단 하나의 bus를 이용해 옮길 수 있게 된다. 그리고 하나의 bus를 통해 받은 신호는 Demultiplexer를 통해 원하는 곳에 신호를 전달할 수 있다.
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2. Three-state devicesThree-state device는 말 그대로 두 가지가 아닌 세 가지 state를 출력으로 가질 수 있는 소자를 말한다. 일반적인 논리 회로의 출력은 High와 Low, 이 두 가지로 나누어지지만, 이 소자의 경우 floating state, 다른 말로는 high-impedance라는 제 3의 상태를 가질 수 있다. 이 floating state에서는 Low와는 또 다르게 조금의 leakage current를 제외하곤 회로가 끊긴 것처럼, 혹은 high-impedance라는 이름과 같이 저항이 무한히 커진 것처럼 작동하게 된다.
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3. Exclusive-ORXOR gate는 두 개의 입력신호가 같으면 0, 다르면 1을 출력하는 gate이다. 가장 기본적인 gate는 아니지만, 실질적인 활용도가 매우 높다. 그리고 XOR gate를 직렬로 연결하면 입력신호들 중 XOR gate 특성상 high의 개수가 홀수인지 짝수인지 알아낼 수 있는데, 이걸 이용해 데이터 전송시 발생할 수 있는 1-bit error를 확인할 수 있다.
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1. MultiplexerA multiplexer is a digital circuit that selects one of several analog or digital input signals and forwards the selected input into a single output line. Multiplexers are widely used in various electronic systems, including computers, telecommunications, and control systems, to efficiently manage and transmit data. They play a crucial role in optimizing the use of limited resources, such as communication channels, memory, and processing power. Multiplexers allow multiple input signals to be transmitted over a single line, reducing the number of required connections and simplifying the overall system design. They are particularly useful in applications where multiple data sources need to be combined or where a single output needs to be selected from a larger set of inputs. The ability to selectively choose and route data makes multiplexers an essential component in modern digital systems, enabling efficient data management and communication.
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2. Three-state devicesThree-state devices, also known as tri-state devices, are electronic components that can assume three different output states: high, low, and high-impedance (or high-Z). This unique capability allows them to be connected to a common bus or data line, enabling multiple devices to share the same communication channel. The high-impedance state is particularly important, as it allows the device to be effectively disconnected from the bus without causing any interference or conflicts with other connected devices. This feature is crucial in digital systems where multiple components need to access shared resources, such as memory or input/output ports, without creating data collisions or bus contention issues. Three-state devices are commonly used in microprocessor-based systems, memory interfaces, and bus-based communication architectures, where they provide a flexible and efficient means of managing and coordinating data flow. The ability to selectively enable or disable the output of a device through the high-impedance state is a fundamental aspect of three-state logic, making it an essential building block in the design of complex digital systems.
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3. Exclusive-ORThe Exclusive-OR (XOR) gate is a fundamental digital logic gate that performs a unique logical operation. Unlike the standard OR gate, which outputs a '1' if either or both of its inputs are '1', the XOR gate outputs a '1' only if one and only one of its inputs is '1'. This means that the XOR gate will output a '1' if the two inputs are different (one is '1' and the other is '0'), and a '0' if the two inputs are the same (both '0' or both '1'). The Exclusive-OR operation has numerous applications in digital electronics and computer science. It is widely used in error detection and correction algorithms, cryptography, and digital communication protocols. In error detection, the XOR operation is used to identify and locate errors in data transmission by comparing the received data with the expected data. In cryptography, the XOR operation is a fundamental component of the one-time pad, a theoretically unbreakable encryption scheme. Additionally, the XOR gate is a building block for more complex digital circuits, such as adders and multipliers, making it an essential component in the design of digital systems. The unique behavior of the Exclusive-OR gate, combined with its versatility, makes it a crucial element in the field of digital electronics and computer science.
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[A+, 에리카] [A+] 2021-1학기 논리설계및실험 Flip-Flops, Latch 실험결과보고서1. Flip-Flop Flip-Flop은 클럭(CLK) 입력을 받아 그에 따라 상태를 바꾸는 기억소자입니다. 실험에서는 74LS112를 활용하여 JK Flip-Flop의 동작을 확인하였습니다. JK Flip-Flop은 SR Flip-Flop, D Flip-Flop과 달리 negative edge일 때 출력이 바뀌며, J와 K가 둘 다 1인 경우에는 출력값...2025.05.01 · 공학/기술
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디지털 회로 실험 및 설계 - Multiplexer, DeMultiplexer 실험, JK Flip Flop 순차회로 실험 21. Multiplexer (MUX) 4-to-1 MUX를 구성하고, S1과 S0의 입력신호에 따른 출력 Y를 실험한 결과, 이론값대로 잘 나왔으며 전압 레벨도 High는 4.36V, Low는 0.16V로 잘 측정되었다. 이를 통해 여러 입력 데이터 중에서 하나를 선택하는 조합 논리회로인 MUX를 잘 활용한 실험 결과였다. 2. Demultiplexer (...2025.05.16 · 공학/기술
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[A+, 에리카] [A+] 2021-1학기 논리설계및실험 Decoder, 7segment 실험결과보고서1. Decoder Decoder는 2진수 입력값을 10진수 값으로 변환하여 출력하는 회로입니다. 입력값 a, b를 받아 d3, d2, d1, d0의 값으로 출력하며, 총 4개의 minterm을 만듭니다. and 게이트와 not 게이트를 이용하여 논리회로를 구성할 수 있습니다. 2. 7segment 7segment는 LED 7개와 dp가 복합적으로 연결된 ...2025.05.01 · 공학/기술
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[A+보장]한양대에리카A+맞은 레포트,논리회로설게및실험,Decoder & 7-segments 실험1. Code Code는 컴퓨터에서 사용하는 정보들을 정해진 특정 형태로 나타내는 규칙을 간단히 의미한다. 2. Decoder 디코더는 n bit input code에서 m bit output code로의 변환이다. n개의 2 진 정보들을 서로 다른 2^m개의 최대 정보로 바꾸어 출력하는 조합회로이다. Decoder은 Encoder가 한 일의 암호화 또는 ...2025.01.15 · 공학/기술