
논리회로설계실험 3주차 Adder 설계
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논리회로설계실험 3주차 Adder 설계
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2023.09.12
문서 내 토픽
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1. 1-bit Full Adder이번 실습에서는 1-bit full adder를 dataflow modeling과 gate-level modeling 두 가지 방법으로 직접 구현해 보았습니다. truth table과 Karnaugh map을 이용해 구한 Boolean expression을 바탕으로 구현하였으며, 이를 통해 adder의 작동 방식을 더 깊이 이해할 수 있었습니다.
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2. 4-bit Full Adder1-bit full adder를 이용하여 4-bit full adder를 구현하였습니다. 4개의 1-bit full adder를 연결하여 A[3:0]와 B[3:0]을 입력받고, 이전 1-bit full adder의 Cout을 다음 1-bit full adder의 Cin으로 입력하는 방식으로 구현하였습니다. 이를 통해 더 복잡한 adder 회로를 설계할 수 있는 기반을 마련하였습니다.
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3. Modelsim 시뮬레이션구현한 1-bit half adder, 1-bit full adder, 4-bit full adder를 Modelsim 시뮬레이션을 통해 검증하였습니다. 입력에 따른 출력 파형을 확인하여 이론값과 일치함을 확인할 수 있었습니다. 이를 통해 adder 회로의 정상 작동을 검증할 수 있었습니다.
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4. Boolean Expression 최적화과제 조건상 AND, OR, NOT, XOR 게이트만 사용할 수 있었기 때문에, Boolean expression을 간단히 정리하여 코드를 더 간결하게 작성할 수 있었습니다. 이를 통해 논리회로 설계 시 Boolean expression 최적화의 중요성을 배울 수 있었습니다.
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5. 실습 의의이번 실습을 통해 1-bit adder와 4-bit adder에 대한 기본 개념을 더욱 깊이 이해할 수 있었습니다. 다양한 구현 방식을 경험하고, Modelsim 시뮬레이션을 통해 검증하는 과정에서 논리회로 설계에 대한 이해도가 높아졌습니다.
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1. 1-bit Full Adder1-bit Full Adder는 디지털 회로 설계의 기본 구성 요소로, 두 개의 1-bit 입력과 1-bit 출력을 가지고 있습니다. 이 회로는 두 입력 비트를 더하고 합과 자리올림 비트를 출력합니다. 이는 더 복잡한 산술 회로를 구축하는 데 필수적인 기능을 제공합니다. 1-bit Full Adder의 설계와 구현은 디지털 회로 설계의 기본 개념을 이해하는 데 도움이 되며, 이를 통해 학생들은 더 복잡한 회로 설계 기술을 배울 수 있습니다.
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2. 4-bit Full Adder4-bit Full Adder는 1-bit Full Adder를 확장한 것으로, 4-bit 입력과 4-bit 출력을 가지고 있습니다. 이 회로는 4-bit 숫자를 더하고 합과 자리올림 비트를 출력합니다. 4-bit Full Adder는 8-bit, 16-bit 등의 더 큰 비트 폭을 가진 산술 회로를 구축하는 데 사용될 수 있습니다. 4-bit Full Adder의 설계와 구현은 학생들에게 더 복잡한 디지털 회로 설계 기술을 익힐 수 있는 기회를 제공합니다. 또한 이를 통해 학생들은 실제 응용 분야에서 사용되는 산술 회로의 기본 구조를 이해할 수 있습니다.
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3. Modelsim 시뮬레이션Modelsim은 VHDL 및 Verilog와 같은 하드웨어 기술 언어로 작성된 디지털 회로를 시뮬레이션하는 강력한 도구입니다. Modelsim을 사용하면 회로의 동작을 실제 하드웨어에 구현하기 전에 검증할 수 있습니다. 이를 통해 설계 오류를 조기에 발견하고 수정할 수 있어 개발 시간과 비용을 절감할 수 있습니다. Modelsim 시뮬레이션은 학생들에게 디지털 회로 설계 및 검증 프로세스를 실습할 수 있는 기회를 제공하며, 이는 실제 산업 현장에서 요구되는 중요한 기술입니다.
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4. Boolean Expression 최적화Boolean Expression 최적화는 디지털 회로 설계에서 매우 중요한 기술입니다. 복잡한 Boolean 식을 최소화된 논리 게이트 수로 구현하면 회로의 크기와 복잡도를 줄일 수 있습니다. 이를 통해 회로의 속도, 전력 소비, 비용 등을 개선할 수 있습니다. Boolean Expression 최적화 기술을 익히면 학생들은 더 효율적이고 성능이 좋은 디지털 회로를 설계할 수 있습니다. 또한 이 기술은 실제 산업 현장에서 널리 사용되므로 학생들의 취업 경쟁력을 높일 수 있습니다.
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5. 실습 의의디지털 회로 설계 실습은 학생들에게 매우 중요한 의미를 가집니다. 이를 통해 학생들은 이론적인 지식을 실제 구현으로 연결할 수 있습니다. 실습을 통해 학생들은 회로 설계, 시뮬레이션, 최적화 등의 실무 기술을 익힐 수 있습니다. 또한 문제 해결 능력, 창의성, 협업 능력 등 다양한 soft skill도 함께 향상될 수 있습니다. 실습은 학생들이 디지털 회로 설계 분야에 대한 흥미와 이해도를 높이는 데 도움이 될 것입니다. 이러한 실습 경험은 학생들의 취업 및 진로 선택에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.
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논리회로실험(VHDL 및 FPGA실습) 이론 및 실험결과 레포트 53페이지
[1] Adder & Subtracter 설계학번 / 이름:1. PurposeXilinx프로그램과 VHDL code를 이용해 기초적인 조합논리회로와 4 bit full adder & subtracter를 설계해 본다. 이를 통해 Xilinx프로그램과 VHDL code에 대해 익히고 4 bit full adder & subtracter의 작동원리에 대해 알아본다.2. Background1) Binary Representation이번 실험에서 구현할 4bit full adder & subtracter는 Binary Code를 이용해 연...2022.01.25· 53페이지 -
서강대학교 디지털논리회로실험 레포트 5주차 25페이지
5주차 결과레포트비교 및 연산 회로1. 실험 제목: 비교 및 연산 회로2. 실험 목표:(1) Exclusive-OR 회로를 이용한 비교회로의 구현 및 동작원리 이해(2) 기본 gates를 이용한 half-adder 및 full-adder의 구현 및 동작원리 이해(3) 연산회로의 동작 및 signed/unsigned numbers에 대한 이해3. 이론3-1) 비교회로(comparators)디지털 컴퓨터 시스템 및 장치의 설계과정에서 두 개의 이진수의 비교를 통해 프로그램 및 논리의 흐름을 결정하는 것은 매우 일반화된 동작이다. 두 이...2020.08.12· 25페이지 -
논리회로설계실험 BCD가산기 레포트 14페이지
논리회로설계 실험 설계과제 보고서주제 : #1 BCD 가산기 설계1. 설계 배경 및 목표1) 설계 배경컴퓨터는 2진법을 이용하여 계산을 한다. 그러나 사람이 볼 때에는 2진법 보다는 10진법의 수가 더 익숙하다. 따라서 우리가 보는 10진법의 수를 컴퓨터를 이용하여 빠르고 정확한 계산을 하기위해 2진법으로 표현하여 계산하고, 다시 우리가 알아보기 쉬운 10진법으로 바꾸는 BCD 코드를 이용한 가산기를 만든다.2) 설계 목표입력 받은 2개의 2자리 10진수를 BCD 가산기로 받아서 계산하고, 계산 결과를 3자리 10진수의 형태로 7 ...2021.10.09· 14페이지 -
[서울시립대] 전자전기컴퓨터설계실험2 / Lab02(결과) / 2021년도(대면) / A+ 9페이지
Post-reportSchematic Design with Logic Gates실험날짜 :학번 :이름 :1. Introduction가. 실험의 목적Verilog HDL 언어를 이용하여 디지털 회로를 디자인 하기에 앞서 Schematic 설계를 수행해 본다. Schematic 설계는 ISE가 제공하는 여러가지 종류의 logic gate 심볼을 직접 불러와서 배치하고 연결함으로써 디지털 회로를 디자인하고, Schematic 방식으로 설계한 logic을 최종적으로 FPGA Device Configuration까지 수행해서 동작을 확인한다...2022.07.15· 9페이지 -
논리회로실험 첫번째 프로젝트 BCD to 7segment 가산기 결과 10페이지
논리회로설계실험 프로젝트 #1BCD to 7 segment 가산기1. 설계 목표BCD, BCD 덧셈, 7 segment에 대해 조사해보고, BCD to 7segment adder를 어떻게 구성할 수 있을까 고민해본다. 그 후 BCD to 7segment adder의 구성요소들을 작성하여 schematic방법으로 합성한다. 그 다음 테스트 벤치에 주어진 문제들을 대입하여 결과를 확인해본다.2. 이론적 배경1)BCD- BCD(binary coded decimal) 란 십진수로 된 숫자를 표현할 때 한 자리의 숫자를 2진수로 표현하는 방...2021.10.01· 10페이지