Sequential logic

내부적으로 메모리가 있는 회로, output이 input뿐만 아니라 내부적인 state에 의존하는 회로

State

회로 내부에 있는 메모리소자의 현재 값

Synchronus Sequential Logic(SSL)

• Clock의 rising edge에서 state가 변하게 한다.

• SSL에는 크게 밀리머신(Mealy Machine)과 무어머신(Moore Machine)으로 나뉜다.

Mealy Machine

• Mealy Machine은 ouput이 외부 input과 현재의 state에 의해 결정된다.

Moore Machine

• 무어머신은 개념적으로 밀리머신에 속한다.
• 무어머신은 인풋이 아웃풋에 직접적인 영향을 주지 못하고 항상 state라는 간접적인 경로를 통해 아웃풋에 영향을 준다.

Mealy Machine Analysis

위의 회로를 분석해 보자

Input: x
Output: y
State: AB(두 개의 flip-flop을 사용하므로 2비트의 state가 결정된다)

SSL은 크게 3부분으로 나눌 수 있다. next state를 결정하는 flip-flop부분, state equation을 만들어 내는 부분, output equation을 만들어 내는 부분으로 나누어 볼 수 있다.

위의 회로는 ouput y가 외부 input x에 직접적인 영향을 받으므로 Mealy machine이다.

1. State Equations & Output Equations

• State equations

  • A(t+1) = A(t)t + B(t)t = Ax + Bx
  • B(t+1) = A'(t)t = A'x

• Output equation

  • y=(A+B)x'

2. State Table

1번의 Equation을 바탕으로 State Table을 작성한다.

3. State Diagram

State Table을 통해 State Diagram을 도출한다.

00, 01, 10, 11은 각각 state이다.

화살표는 다음 state로의 방향이다.

0/0은 input이 0, output이 1을 의미

State가 00이고 input이 0이면 output은 그 즉시 1로 바뀐다 (->밀리머신이기 때문) state는 output보다는 늦게 바뀐다(->clock의 rising edge에서 바뀌기 때문).

Moore State Diagram

무어머신의 경우 output이 state에만 의존하기 때문에 diagram에서 output을 state내부에 적어준다.

ex)

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Reference 상명대학교 정진우교수님 강의자료