플립플롭, 레지스터, 카운터 및 단순 프로세서(1)

chelseey·2025년 6월 16일
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SR 플립플롭 기능 비교

NAND형 게이티드 SR 플립플롭

NOR형 게이티드 SR 플립플롭

SR 플립플롭 특성표

표를 채우는 법

  • (S,R)=(0,0) → Hold → Q(t+1)=Q(t)
  • (S,R)=(0,1) → Reset → Q(t+1)=0
  • (S,R)=(1,0) → Set → Q(t+1)=1
  • (S,R)=(1,1) → Invalid → “부정”

SR 플립플롭 특성 방정식

Q(t+1)=S+RQ(t)Q(t+1) = S + \overline{R}\,Q(t)

SR 플립플롭 상태도

원 : 다음 상태 Q(t+1)

에지 트리거(edge trigger) SR 플립플롭

기본 SR 플립플롭은 EN=1(Enable 활성) 동안 S/R 입력에 따라 계속 동작

하지만 EN=1 유지시간이 길면 내부 회로가 여러 번 작동하여,
예측 불가능한 상태가 될 수 있음
→ edge trigger 사용

에지 트리거

  • 클럭(또는 EN) 신호가 ‘0→1’로 변하는 상승 에지(positive edge) 또는‘1→0’로 변하는 하강 에지(negative edge) 순간에만
  • S·R 입력을 한 번 받아 내부 SR 래치에 전달하고, 그 이후에는 입력을 무시

에지 트리거(edge trigger) SR 플립플롭 구성

펄스 전이 검출기 (Pulse-Transition Detector)

EN(클럭)을 입력받아,
상승 에지(0→1) 또는 하강 에지(1→0)에만 짧은 펄스 CP를 생성

검출기 내부:

  • 인버터 한 개 + AND 또는 NAND 게이트 조합
  • EN이 ‘1’일 때(또는 ‘0’일 때)만 에지를 통과시킴

동작 원리:

  • 평상시 EN=0 이거나 CP=0 → 뒷단 SR 래치 입력이 “고정”
    → 상태 유지

  • 에지 순간 CP=1 → 앞단 게이티드 SR 래치에 S·R 동기 입력 전달
    → 단 한 번만 Q·Q̄ 갱신

  • 에지 지나면 CP=0 → 입력 차단 → 출력 고정

에지 트리거(edge trigger) SR 플립플롭의 논리기호와 진리표(NOR형)

상승에지 트리거 SR 플립플롭

하강에지 트리거 SR 플립플롭

  • (S,R)=(0,1) → Reset → Q(t+1)=0
  • (S,R)=(1,0) → Set → Q(t+1)=1

게이티드 D 플립플롭

SR 플립-플롭에서 “금지 상태”(S=R=1)를 없애고
단일 데이터 입력(D)만으로 1비트 정보를 저장·전달하도록 간소화

  • G₃는 D→S, G₄는 D̄→R 역할

D 플립플롭 동작 특성

상승에지 트리거 D 플립플롭

하강에지 트리거 D 플립플롭

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