
논리회로설계실험 7주차 Flip flop 설계
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논리회로설계실험 7주차 Flip flop 설계
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2023.09.12
문서 내 토픽
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1. JK Flip Flop이번 실험에서는 Behavioral modeling과 Structural modeling 방법으로 JK flip flop을 구현하였습니다. JK flip flop은 SR flip flop과 유사하지만, 입력이 (1, 1)인 경우 출력 Q와 Q_BAR가 서로 토글되는 특징이 있습니다. 코드 구현 시 이 부분을 반영하였고, Modelsim 시뮬레이션을 통해 정상 작동을 확인하였습니다.
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2. T Flip FlopT flip flop은 입력 T가 1일 때 출력이 토글되고, T가 0일 때 이전 출력을 유지하는 특징이 있습니다. Behavioral modeling과 Structural modeling으로 T flip flop을 구현하였고, 시뮬레이션 결과 이러한 동작 특성을 정확히 구현하였음을 확인하였습니다.
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3. Behavioral ModelingBehavioral modeling은 flip flop의 동작 원리를 코드로 구현하는 방식입니다. 이번 실험에서는 always 구문과 if-else 조건문을 사용하여 JK flip flop과 T flip flop의 Behavioral modeling 코드를 작성하였습니다.
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4. Structural ModelingStructural modeling은 flip flop을 구성하는 논리 게이트들의 연결 관계를 코드로 표현하는 방식입니다. 이번 실험에서는 SR flip flop을 기반으로 JK flip flop과 T flip flop의 Structural modeling 코드를 작성하였습니다.
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5. Testbench실험 결과를 검증하기 위해 testbench 코드를 작성하였습니다. testbench에서는 클록 신호와 입력 신호를 생성하고, Behavioral modeling과 Structural modeling으로 구현한 flip flop의 출력을 관찰하여 정상 동작을 확인하였습니다.
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1. JK Flip FlopThe JK flip-flop is a fundamental sequential logic circuit that is widely used in digital electronics. It is a versatile flip-flop that can be used for a variety of applications, such as counters, shift registers, and state machines. The JK flip-flop has two inputs, J and K, and two outputs, Q and Q-bar. The behavior of the JK flip-flop is determined by the values of the J and K inputs, and it can be used to implement various logic functions, such as toggling, setting, and resetting the output. The JK flip-flop is an important building block in digital systems and is often used in the design of complex digital circuits.
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2. T Flip FlopThe T flip-flop is another fundamental sequential logic circuit that is widely used in digital electronics. It is a type of flip-flop that has a single input, T, and two outputs, Q and Q-bar. The behavior of the T flip-flop is determined by the value of the T input, and it can be used to implement various logic functions, such as toggling the output on each clock pulse. The T flip-flop is often used in the design of counters, shift registers, and other digital circuits that require a simple toggling behavior. It is a versatile and efficient circuit that is commonly used in a variety of digital systems.
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3. Behavioral ModelingBehavioral modeling is a powerful technique used in digital circuit design to describe the functionality of a circuit without specifying its internal structure. This approach focuses on the high-level behavior of the circuit, rather than its low-level implementation details. Behavioral modeling is particularly useful for complex digital systems, as it allows designers to quickly and efficiently explore different design alternatives and evaluate their performance without getting bogged down in the details of the underlying hardware. By using behavioral modeling, designers can focus on the overall system requirements and functionality, and then refine the design as needed. This approach can lead to more efficient and effective digital circuit design, as it allows for rapid prototyping and testing of different design concepts.
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4. Structural ModelingStructural modeling is a complementary approach to behavioral modeling in digital circuit design. While behavioral modeling focuses on the high-level functionality of a circuit, structural modeling is concerned with the underlying hardware implementation. Structural modeling involves describing the circuit in terms of its individual components, such as gates, flip-flops, and interconnections. This level of detail is essential for accurately representing the physical implementation of the circuit and for ensuring that the design meets all the necessary performance and reliability requirements. Structural modeling is particularly important for complex digital systems, where the interactions between different components can have a significant impact on the overall system behavior. By combining behavioral and structural modeling, designers can create digital circuits that are both functionally correct and efficiently implemented.
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5. TestbenchA testbench is a critical component in the digital circuit design process, as it allows designers to thoroughly test and verify the functionality of their designs. A testbench is a simulation environment that provides a set of input stimuli and expected output responses, which are used to exercise the circuit under test and ensure that it behaves as expected. Testbenches can be used to test both the behavioral and structural aspects of a digital circuit, and they are essential for identifying and addressing design flaws early in the development process. By using a well-designed testbench, designers can ensure that their digital circuits meet all the necessary requirements and are ready for implementation in hardware. Testbenches are a crucial tool in the digital circuit design workflow, and their effective use can lead to more reliable and robust digital systems.
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홍익대학교 디지털논리실험및설계 7주차 예비보고서 A+1. S-R Latch와 S'-R' Latch S'-R' Latch는 일종의 메모리 역할을 할 수 있는 device라고 볼 수 있습니다. 즉, 두 가지 상태 (Set, Reset)를 Q에 쓰기도 하고 그 상태를 저장할 수도 있습니다. S-R Latch의 경우 Active HIGH 입력을 가지기 때문에 S'-R' Latch와 반대의 논리 레벨을 사용한다는 점...2025.05.04 · 공학/기술
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홍익대_디지털논리회로실험_7주차 예비보고서_A+1. S-R Latch와 - Latch Latch는 1비트의 정보를 저장할 수 있는 회로이다. S-R Latch의 경우 S, R의 값이 1,1일 때 결과값이 invalid하고 0,0이면 이전 결과값을 그대로 출력한다. 입력이 1,0이면 Q와 에 1,0을 출력하고 입력이 0,1이면 Q와 에 0,1을 출력한다. - Latch는 S-R Latch와 작동원리는 같...2025.01.15 · 공학/기술
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홍익대_디지털논리회로실험_9주차 예비보고서_A+ 6페이지
디지털 논리실험 및 설계 9주차 예비보고서실험 준비1.1 8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164의 datasheet를 확인하고 의 역할에 대하여 설명하시오. 왜 입력이 A와 B로 나누어져 있는지 설명하시오.MR은 ACTIVE LOW로 작동하며 HIGH가 입력될 경우 74164 칩은 Shift register의 본래 기능을 수행한다. LOW가 입력될 경우 다른 입력에 무관하게 Q0~Q7에 0이 출력된다. 그러므로 MR은 CLR 역할이라고 볼 수 있다.Logic DiagramA와 B는 ...2024.05.15· 6페이지 -
홍익대_디지털논리회로실험_8주차 예비보고서_A+ 7페이지
디지털 논리실험 및 설계 8주차 예비보고서실험 준비1.1 Gated D Latch의 동작에 대해 설명하시오.Gated S-R Latch와 매우 유사하다. S와 R에 1이 동시에 입력되는 것을 막기 위해 R에 인버터를 이용해 를 입력하는 Gated S-R Latch가 Gated D Latch라고 할 수 있다.( D Latch는 S 대신 D 사용) 그 이후 작동원리는 S-R Latch와 같다. EN이 0일 때는 NAND 게이트가 무조건 1을 출력하므로 Q의 출력 값이 변하지 않는 NC상태이다. EN이 1이고 D에 1이 입력되면 D를 입...2024.05.15· 7페이지 -
홍익대 디지털논리실험및설계 8주차 예비보고서 A+ 7페이지
디지털 논리실험 및 설계 8주차 예비보고서1. 실험 준비1.1 Gated D Latch의 동작에 대해 설명하시오.Latch는 Enable의 레벨(0또는 1)에 따라 1비트의 정보를 보관하고 유지할 수 있는 회로이다.Gated D Latch는 Gated S-R Latch와 유사하게 구성되어있다. S와 R에 동시에 1이 입력되면 invalid가 되는 부분을 보완하기 위하여 입력을 D 하나만 받는다. 그리고 하나의 입력은 D 그대로, 다른 하나는 D를 inverter로 변환시켜 입력받아 invalid한 상태가 일어나지 않도록 한다. NC...2023.09.18· 7페이지 -
부산대학교 기전실 학번 순차회로 9페이지
논리회로 및 기초전자전기실험으로 배운 지식을 활용하여 학번을 출력하는 순차회로를 설계하는 과정입니다. 이론과 직접 설계해 보는 것은 다르고, 설계가 잘못되었을 경우 실험실에서 모든 것을 처음부터 해야 하는 경우가 발생할 수도 있습니다. 주변에 학번 순차 회로부터 힘들어하는 친구들이 많아서 도움을 주고자 작성하게 되었습니다. 저희 분반의 경우 D Flip Flop을 사용한 회로와 JK Flip Flop을 사용한 회로 두 종류를 모두 설계하는 것이 예비 보고서였으며, 실험실에서는 둘 중 하나만 구현하는 것이 실습 과제였습니다. (...2021.07.18· 9페이지 -
홍익대 디지털논리실험및설계 9주차 예비보고서 A+ 5페이지
디지털 논리실험 및 설계 9주차 예비보고서1. 실험 준비1.1 8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164의 datasheet를 확인하고 MR’의 역할에 대하여 설명하시오. 왜 입력이 A와 B로 나누어져 있는지 설명하시오.8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164의 회로도이다. MR’는 D Flip-flop의 clear과 연결되어, 회로를 reset 시킨다. 즉, 강제로 0을 출력하게 한다. Active-LOW 이므로 MR’이 0이 되면 모든...2023.09.18· 5페이지