컴퓨터공학/디지털공학개론

디지털공학개론 13 - 2 동기식 카운터와 카운터의 설계

Arkeiyou 2021. 11. 20. 14:02

용어체크

1. 동기
(synchronous)

  • 서로 일정한 시간 관계를 갖는 사건들을 의미

2. 동기카운터
(synchronous counter)

  • 카운터 내부에 있는 모든 플립플롭이 공통의 클럭펄스에 의해 동시에 상태가 변하는 카운터

 

학습내용
  • 1. 동기식 카운터의 개념
  • 2. 2비트, 3비트 동기식 2진 카운터
  • 3. 카운터의 설계
학습목표
  • 1. 동기식 카운터의 개념을 비동식 카운터와 비교하여 설명할 수 있다.
  • 2. 2비트, 3비트 동기식 2진 카운터회로의 구성과 특징을 비동식 카운터와 비교하여 설명할 수 있다.
  • 3. JK플림플롭을 사용하여 간단한 카운터회로 설계를 수행할 수 있다.

 

 

 

 

 


비동기식 카운터와 동기식 카운터를 비교하여 설명해보세요.플립플롭에서 출력은 입력의 변화에 즉각적으로 변하지 못하므로 전파지연이 발생합니다. 또 플립플롭 n개를 종속 연결한 비동기식 카운터의 전체 전파지연은 nX 플립플롭 전파지연이 됩니다. 따라서 비동기식 카운터는 이러한 지연 때문에 고속으로 동작하는 응용분야에서는 적합하지 않습니다. 이 결점을 보완하려면 입력 클럭펄스를 모두 플립플롭에 공통으로 인가하는 동기식 카운터를 사용해야 합니다.


Quiz 01다음 상태도에서 필요한 플립플롭의 개수는 3개이다.
  • 1 O
  • 2 X
정답 :1
해설 :주어진 상태도는 일반적으로 3비트 2진 카운터회의 상태도이다. 카운터가 처음 상태에서 최종 상태까지 진행했다가 다시 처음 상태로 되돌아갈 때까지 매 클록마다 값은 변화한다.

 

Quiz 02동기식 카운터와 비동기식 카운터를 비교 설명한 것 중 맞는 것은?
  • 1 동기식 카운터는 비동기식 카운터에 비해 카운트 속도가 느리다.
  • 2 동기식 카운터는 각 플립플롭의 클럭에 동기되는 카운터이다.
  • 3 동기식과 비동기식 카운터는 플립플롭에 공통으로 클럭이 공급된다.
  • 4 동기식 상향 카운터는 기억소자로 응용될 수 있다.
정답 :2
해설 :동기식 카운터는 모든 플립플롭에 공통으로 클럭이 인가되며, 비동기식에 비해 카운트 속도가 빠르며, 디지털시계 또는 주파수 계수기에 사용된다. 비동기식 카운터는 전단의 출력이 다음 단의 클럭펄스로 인가되므로, 각 단의 누적된 전파지연으로 동기식에 비해 카운트 속도가 느리다.

 

Quiz 03입력 펄스에 따라 미리 정해진 순서대로 상태가 변화하는 레지스터로서 발생횟수를 세거나 동작순서를 제어하기 위한 타이밍 신호를 만드는데 가장 적합한 회로는?
  • 1 디코더
  • 2 카운터
  • 3 멀티플렉서
  • 4 범용레지스터
정답 :2
해설 :카운터에서 사용되는 플립플롭 개수와 플립플롭의 연결방법이 상태의 수를 결정하고, 또한 카운터가 사이클을 완성하는 동안 카운트하는 정의된 상태의 순서를 결정한다.

학습정리

1. 동기 카운터(synchronous counter)

  • 카운터 내부에 있는 모든 플립플롭이 공통의 클럭펄스에 의해 동시에 상태가 변하는 카운터

2. 동기식 카운터의 설계

  • 모든 플립플롭을 공통 클럭으로 구동하며 비동기식 카운터의 문제점인 누적된 전파지연 문제를 해결한 카운터
  • 동기식 카운터는 순서논리회로 설계방식으로 설계할 수 있음