
논리회로설계실험 9주차 counter설계
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논리회로설계실험 9주차 counter설계
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2023.09.12
문서 내 토픽
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1. Ripple counter (D flip flop)Ripple counter의 기본 구조는 D flip flop을 이용하는 것이다. 출력 값 OUT[3:0]은 0000에서 시작하여 clk의 positive edge마다 2진수 1씩 증가하는 형태로 변화한다. 이를 통해 structural modeling으로 ripple counter를 구현할 수 있다.
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2. Ripple counter (JK flip flop)JK flip flop을 이용한 ripple counter의 경우, 가장 왼쪽의 JK flip flop에서 OUT[0]이 input k로, OUT_BAR[0]이 input j로 입력된다. 이후 각 flip flop의 clk은 이전 flip flop의 OUT_BAR가 입력된다. 이를 통해 structural modeling으로 ripple counter를 구현할 수 있다.
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3. Ring counter (D flip flop)Ring counter는 D flip flop을 이용하여 구현할 수 있다. 가장 왼쪽의 첫번째 flip flop에는 OUT[3]이 input D로 입력되고, 출력되는 OUT[0]은 다음 flip flop의 input D로 입력된다. 이를 반복하면 0001 -> 0010 -> 0100 -> 1000 -> 0001의 순서로 출력이 변화한다.
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4. Verilog 코드 수정강의자료에 제공된 D flip flop을 이용한 ripple counter 코드에서 RESET = 1일 때 0000이 출력되지 않는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 always 구문에 posedge rst 조건을 추가하여 RESET 신호가 변경될 때마다 동작하도록 수정하였다.
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5. Simulation 결과수정된 코드로 Modelsim 시뮬레이션을 수행한 결과, D flip flop과 JK flip flop을 이용한 ripple counter, 그리고 D flip flop을 이용한 ring counter가 모두 정상적으로 동작하는 것을 확인할 수 있었다. RESET 신호에 따라 출력이 정상적으로 변화하는 것을 확인하였다.
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1. Ripple counter (D flip flop)Ripple counters using D flip-flops are a simple and efficient way to implement digital counters. They work by cascading multiple D flip-flops, where the output of one flip-flop becomes the input of the next. This creates a ripple effect as the count propagates through the chain. The advantages of a ripple counter with D flip-flops include its simplicity, low power consumption, and ease of implementation. However, the propagation delay through the cascaded flip-flops can limit the maximum counting speed, and the counter may not be suitable for high-frequency applications. Overall, ripple counters with D flip-flops are a practical choice for many digital circuit designs where speed is not the primary concern.
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2. Ripple counter (JK flip flop)Ripple counters using JK flip-flops offer some advantages over those using D flip-flops. JK flip-flops have the ability to toggle their output on each clock pulse, which allows for more efficient counter designs. Ripple counters with JK flip-flops can achieve higher counting speeds and are less susceptible to propagation delays compared to D flip-flop-based designs. Additionally, JK flip-flops provide more flexibility in terms of counter behavior, as the J and K inputs can be used to control the counting direction and other advanced features. However, JK flip-flops are generally more complex and may require more transistors, leading to increased power consumption and circuit complexity. The choice between D and JK flip-flop-based ripple counters will depend on the specific requirements of the application, such as speed, power, and complexity trade-offs.
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3. Ring counter (D flip flop)Ring counters using D flip-flops are a unique type of digital counter that create a circular shift register. In a ring counter, the output of the last flip-flop is connected back to the input of the first flip-flop, forming a closed loop. This allows the count to cycle continuously through a predefined sequence of states. The advantages of a ring counter with D flip-flops include its simplicity, deterministic behavior, and the ability to generate a unique pattern of outputs. Ring counters are often used in applications such as clock dividers, sequence generators, and control logic where a repeating pattern of states is required. However, the fixed sequence and limited number of states can be a limitation in some applications. Overall, ring counters with D flip-flops are a versatile and efficient solution for certain digital circuit design challenges.
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4. Verilog 코드 수정Modifying Verilog code is a crucial skill for digital circuit designers and engineers. Verilog is a hardware description language (HDL) used to design and simulate digital systems, and the ability to understand, analyze, and modify Verilog code is essential for tasks such as bug fixing, performance optimization, and feature enhancement. When modifying Verilog code, it's important to have a thorough understanding of the design's functionality, the language syntax and semantics, and the potential impact of changes on the overall system. Careful testing and verification are also crucial to ensure that the modified code still meets the design requirements and does not introduce new issues. With practice and a strong grasp of Verilog and digital design principles, engineers can become proficient in effectively modifying Verilog code to improve and adapt digital circuits to meet evolving needs.
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5. Simulation 결과Simulation is a critical step in the digital circuit design process, as it allows engineers to validate the functionality and performance of their designs before implementing them in hardware. Analyzing simulation results is essential for identifying and addressing potential issues, such as timing violations, logic errors, or unexpected behavior. When reviewing simulation results, engineers should carefully examine the waveforms, logic states, and timing characteristics to ensure that the design is operating as intended. This may involve comparing the simulation output to expected or reference behavior, identifying and troubleshooting any discrepancies, and making necessary adjustments to the design or the simulation environment. Thorough analysis of simulation results can help catch and resolve issues early in the design cycle, ultimately leading to more robust and reliable digital circuits. The ability to effectively interpret and utilize simulation data is a valuable skill for digital circuit designers and engineers.
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서강대학교 21년도 디지털논리회로실험 9주차 결과레포트 (A+자료) - ROM, RAM, Dot matrix, key matrix 35페이지
디지털논리회로실험 9주차 실험 보고서목적- 메모리 소자들(ROM, RAM)의 동작 원리와 활용 방법을 이해한다.- Address decoding의 개념과 구현 방법을 이해한다.- ROM을 이용해서 임의의 기능을 수행하는 combinational logic을 구현하는 방법을 이해한다.- Dot matrix와 key matrix의 scanning에 의한 구동방법을 이해한다.이론2-1. ROM: Read Only MemoryROM이란, 메모리 소자 중 하나로, 일반적으로 n개의 address 신호와 b개의 data 신호를 갖는다.위의 그...2022.09.18· 35페이지 -
서강대학교 21년도 디지털논리회로실험 7주차 결과레포트 (A+자료) - Counter, State Machine, State Diagram 28페이지
디지털논리회로실험 7주차 실험 보고서목적- Counter의 구조와 동작 원리를 이해한다. (비동기/동기 counters)- State machine을 분석하고 설계할 수 있는 능력을 기른다. (Mealy and Moore machines)- ISE의 bus 구현에 대해 배운다.이론2-1. CountersCounter는 clock에 의해 cycle을 반복하는 순차 논리회로이다. 일반적으로 000->001->…->111->000과 같이 n-bit 숫자가 증가/감소하는 기능을 수행한다. counter는 여러 개의 flip-flop을 이용...2022.09.18· 28페이지 -
[서울시립대] 전자전기컴퓨터설계실험2 / Lab08(예비) / 2021년도(대면) / A+ 12페이지
Pre-reportPeripherals날짜 :학번 :이름 :1. Introduction가. 실험의 목적Verilog HDL 언어를 사용하여 7-segment, Piezo 등 주변 디지털 장치 제어를 실험하며 그의 controller를 설계한다. 또한 Behavioral level 모델링, Module instantiation을 이용한 Structural modeling 방법 등을 실험하고, 설계한 로직을 시뮬레이션하기 위한 테스트 벤치를 작성하고 장비로 동작을 확인한다.나. 실험 이론(1) 7-Segment Decoder- 7-Se...2022.07.16· 12페이지 -
서강대학교 디지털논리회로실험 레포트 7주차 26페이지
7주차 결과레포트Counter와 state machine 설계1. 실험 제목: counters와 state machine 설계2. 실험 목적:1) counters:-counter의 구조와 동작원리를 이해한다-비동기/동기 counters2) state machine design-mealy and moor machines를 구분하고 각각의 동작 특성을 이해한다.-state machine을 분석하고 설계할 수 있는 능력을 기른다.3. 이론3-1) countersCounter는 그림 1과 같이 clock에 의해 단일 cycle을 반복적으로...2020.08.12· 26페이지 -
논리회로실험_신호등(사거리) 레포트 17페이지
Traffic Controller Design실험일자 :학과 :과목명 : 논리회로실험 (1631)담당교수 :조 :학번 :이름 :1. 서론5가. 실험목적5나. 실험 내용5다. 실험방법52. 본론6가. 실험 설계 과정6나. 실험 결과143. 결론16가. 실험고찰16표 16표 26표 3 8표 4 8표 5 8표 6 NS_G(00)10표 7 NS_Y(01)10표 8 EW_G(10)11표 9 EW_Y(11)11그림 1 7그림 2 9그림 3 9그림 4 12그림 5 12그림 6 13그림 7 13그림 8 14그림 9 14그림 10 14그림 11 1...2022.05.31· 17페이지