Digital logic circuit 9 -[Comparator & Decoder]

목표: 디지털시스템을 구성하는 연산회로들에 대한 동작원리 및 하드웨어적인
구성을 학습한다. – Comparator & Decoder

 

왜? : 디지털시스템이란 결국 설계자가 원하는 대로 입력을 가공하고 변환시켜 서 출력으로 내보내는 과정을 의미한다. 이러한 가공과 변환의 과정에는 반드시 사칙연산과 같은 각종 연산기가 존재한다. 이러한 연산회로가 어떻게 논리회로로 구성되고 어떻게 동작하게 되는지를 학습하는 것은 하드웨어의 동작을 이해하는 기본이 된다.

 

 

subtractor와 adder (뺄셈기와 덧셈기)

- HW에서는 뺄셈기 사용 x, 덧셈기 사용 (덧셈기로 뺄셈 구현)

- 즉, adder와 xor gate 있으면, 제어신호에 의해 + - 동작하는 HW 설계 가능 

*x (xor) 0 = x 

*x (xor) 1 = x'

 

 

Comparator (비교기)

(a) XOR 

(b) XNOR

 

 

 

N-bit comparator 

- 대소 비교 회로  

- N-bit comparator의 비교기는 MSB부터 각 bit 비교를 시작해야 한다.

- 장점: bit가 늘어나면, 하나의 module을 확장하면 됨 (설계시 편함)

 

Decoder (복호기)

- decoder는 input 신호에 의해 여러 output 선 중 하나를 선택하는 장치

=> 일반적으로, input은 n-bit binary이고 2n의 output 선이 존재

 

 

2-input active high decoder

 

 

2-input active low decoder

- 이전 회로에서 AND gate를 단순히 NAND gate로 변경

 

 

decoder의 응용

- 각각 고유의 address를 갖고 있는 많은 장치 중에서 하나를 선택하는 것
- address는 decoder의 input이 되고 하나의 output이 enable되면 그 address에 해당하는 하나의 장치를 선택

 

하나의 decoder로 선택할 수 있는 것보다 더 많은 장치가 있는 경우

- enable input을 이용하여 decoding

- 추가적인 decoder를 사용