VHDL을 통해 구현한 Counter

소개글

"VHDL을 통해 구현한 Counter"에 대한 내용입니다.

목차

1. 목적(Purpose)

2. 배경이론(Background)
1) FSM(Finite State Machine, 유한상태기계)
2) Moore machine
3) Meanly machine
4) Counter
5) Gray code
6) 실습에서 사용할 알고리즘
7) reference 및 확장방향

3. Source & Results
1) VHDL Source
2) TestBench Source

4. Results Analysis
1) Wave form
2) Time(Truth) Table

5. Discussion

본문내용

1.목적(Purpose)
이번실습은 지난번 실습에서 배운 FlipFlop을 이용하여 3bit의 counter를 설계하는 실습이다. 유한상태기계(FSM)에 대한 개념을 알고, Moore machine과 Meanly machine의 작동방식을 알아보고, 차이점을 생각해 본다. 그리고 실습으로는 Counter을 설계해 본다. Counter는 gray code와 binary code를 count하는 두가지 방식으로 설계한다. Mode를 1비트의 변수로 입력하여, mode가 0일때와 1일때의 동작이 달라지도록 설계한다. Counter의 방식은 숫자가 1씩 커지는 상향식 counter이다. 또한 이번에는, process 를 두개 설정하여 하나는 reset과 clk를, 나머지 하나는 mode와 입력값에 의해 달라지는 상태를 설정한다.

2. 배경이론(Background)
1)FSM(Finite State Machine, 유한상태기계)
순차논리회로의 일종으로, 래치, 플립플롭, 레지스터, 메모리 등의 소자로 구성되어, 상태(state)를 저장할 수 있는 회로이다. 한 번에 하나의 state만을 가질 수 있고, State간 이동을 input에 따라 지정할 수 있으며, 각 상태마다 input값에 의한 output 값도 지정할 수 있다. FSM에는 두가지 방식이 존재하는데, Moore machine(무어머신), 과 Meanly machine(밀리머신) 방식이다. 아래 그림은 코인으로 작동하는 회전문을 설계한 FSM이다. 상태가 있고, 주어지는 입력에 따라 다른 상태로 천이한다.

그림1,2. FSM을 이용한 제품의 diagram

2)Moore machine
FSM의 한 종류로, state가 출력값을 가지고 있는 머신을 의미한다. 즉, 출력값이 현재상태에 의해서만 결정되는 머신이다. 아래는 예시로 어떤 이진수가 들어왔을 때, 그 이진수에서 101을 검출하면 1을 출력하는 머신을 설계한 것이다.

참고 자료

https://en.wikipedia.org/wiki/Finite-state_machine -FSM에 대한 설명
https://en.wikipedia.org/wiki/Moore_machine -무어머신에 대한 설명
https://en.wikipedia.org/wiki/Meanly_machine -밀리머신에 대한 설명
http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=3810 -gray code
https://en.wikipedia.org/wiki/Gray_code -gray code
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B3%84%EC%88%98%EA%B8%B0 -counter
http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=leeyunghuk1&logNo=220990704042 -counter 그림
http://ehyun.biz/bbs/content.php?co_id=business015 – counter의 활용방안 그림
https://www.etnews.com/200902250249?m=1 -자판기 그림
https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=syen124&logNo=220692229412&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F – 게임에서의 FSM이용
fundamentals of logic design, Charles, Larry L Kinney 7th