플립플롭의 여기표

여기표 (excitation table)는 현재 상태에서 다음 상태로 변했을 때 플립플롭의 입력 조건이 어떤 것인지를 나타내는 표 입니다. 플립플롭의 여기표는 순서논리회로를 설계할 때 이용하게 됩니다.

특성표는 현재 상태와 입력값이 주어졌을 때 다음 상태의 변화 값을 나타내던 표 입니다.

플립플롭의 여기표는 플립플롭의 특성표를 이용해서 구할 수 있습니다.

SR 플립플롭 여기표

다음은 SR 플립플롭의 특성표를이용하여 여기표를 작성하는 그림입니다.![]

이미지 출처 (여기표 동일)
https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/conversion-of-flip-flops/

X 표시는 1과 0 중 어떤 값이 와도 상관하지 않는 무관항을 나타냅니다.

JK 플립플롭 여기표

D 플립플롭 여기표

D 플립플롭은 현재 상태와 상관없이 다음 상태는 D 입력과 동일합니다.

T 플립플롭 여기표

입력이 1인 경우 T 플립플롭은 보수를 취하고 0인 경우 상태가 변화하지 않습니다.

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동기 순서논리회로의 설계

동기 순서논리회로를 설계할 때는 다음 8단계 과정을 거칩니다.

1. 회로 동작 기술 (상태도 작성)
2. 정의된 회로의 상태표 작성
3. 필요한 경우 상태 축소 또는 할당
4. 플립플롭의 수와 종류 결정
5. 플립플롭 입출력, 상태에 문자 부여
6. 상태표를 이용한 여기표 작성
7. 간소화 방법을 이용한 출력함수 및 플립플롭 입력함수 유도
8. 순서논리회로도 작성

위 순서에 맞춰서 설계를 해보도록 하겠습니다.

1. 상태도 작성
   

• 회로의 동작 기술을 명확히 정의하고 상태도를 작성합니다.
• 위와 같은 상태도를 가지고 설계합니다.
  • 입력 변수가 있고 출력 변수가 없는 상태에서 상태변화가 일어나는 회로입니다.

    화살표에서 슬래시를 기준으로 슬래시 앞의 이진수는 입력값, 뒤의 이진수는 출력값을 나타냅니다.
    여기서는 슬래시 뒤의 수가 없으므로 입력 변수가 있는 상태에서만 변화가 일어남을 알 수 있게 됩니다.

2. 상태표 작성
   

• 위 상태도로부터 상태표를 작성합니다.

3. 플립플롭의 수와 형태 결정

• 플립플롭의 수는 회로의 가능한 모든 상태에 따라 결정됩니다.
  • ex1) 상태 수가 4개면 플립플롭은 2개 필요.(2^2 = 4)
  • ex2) 상태 수가 6개면 플롭플롭이 3개 필요하지만 2가지 상태는 무관항이 된다.
• 4 가지 플립플롭의 특성을 확인해보고 회로의 성격에 맞는 플립플롭을 선택합니다. 여기서는 JK 플립플롭을 선택하여 설계합니다.
• 이후 각 입력 상태, 플립플롭에 이름을 부여합니다.

4. 상태 여기표 유도

• JK 플립플롭을 사용하기로 했으므로 위의 상태표와 JK 플립플롭의 여기표를 이용하여 상태 여기표를 유도합니다.

5. 플립플롭 입력 함수, 함수 출력 함수 유도

• 4에서 유도된 상태 여기표를 이용하여 입출력 함수를 불 함수로 표현합니다.
• 이때 카르노 맵 등으로 간소화할 수 있다면 간소화해줍니다.

6. 논리회로 구현
   

• 간소화된 함수를 기반으로 회로를 구현합니다.