HDL및실습_State Machine상태머신 이해하기_횡단보도제어기_BCD_GRAY_10진_16진 카운터 설계하기

소개글

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목차

1 State Machine(상태 머신) 개요
2 case 구문을 사용한 BCD Counter 만들기
3 case 구문을 사용한 GRAY Code Counter 만들기
4 case 구문을 사용한 Dual Counter 만들기
5 횡단보도 제어 시스템 설계하기
6 ADC(아날로그 -> 디지털 컨버터) Controller 설계하기
7 ADC MODEL 설계하기

본문내용

1. State Machine(상태 머신) 개요

디지털 회로에서 상태머신은 설계 가능 논리 소자, 프로그래머블 로직 컨트롤러, 논리 회로 그리고 플립플롭 또는 전자계전기를 사용하여 구축될 수 있다. 하드웨어적 응용에는 상태 변수를 저장할 프로세서 레지스터, 상태 전이 함수를 결정할 여러 가지 논리들과 상태머신의 출력을 결정할 논리들이 필요하다. 주어진 상태 천이표와 상태 다이아그램 등을 이용하여 적절한 상태머신을 설계한다.

상태머신의 특징
1. State Machine으로 모델링 되는 시스템은 유한한 개수의 State 를 갖게 된다.
2. 외부의 Input(입력) 에 따라서 이 State Machine 은 한 상태에서 다른 상태로 Transition(천이)하게 된다.

상태머신의 구분
- Mealy Machine : 출력이 현재 상태 및 현재 입력에 따라 결정
- Moore Machine : 출력이 현재 상태만으로 결정

상태를 천이 시키는 순차논리 회로와 출력을 결정하는 조합논리 회로로 구성되는 것을 목표로 한다. 회로의 운용/동작 순서를 정의하여 효율적인 동작을 할 수 있도록 구성하는데 효과적인 설계 방식이다.
Case 구문을 이용한 상태 머신 설계를 통해 상태천이를 정의하는 순차논리회로를 설계하는 것을 목표로 하였다.

아래의 6가지 회로를 case구문을 사용해 설계를 하면서 state machine을 이해하는 것을 목표로 한다.

1. BCD Counter
2. Gray Code Counter
3. 10/16 Dual Counter
4. Crosswalk Controller 횡단보도 제어기
5. ADC Controller
6. ADC MODEL

2. case 구문을 사용한 BCD Counter 만들기

15줄 : 0부터 9까지를 하나로 묶어 state_type으로 선언했다. state_type을 새로운 signal로 정의하였다.(총 10까지 상태)
18줄 : process 구문에서 상태 천이 조건을 만들었다. (클락이 들어가면 다음조건으로 넘어가는 동기 시스템이다.)
process 밖과 안은 clock에 할당하는 값이 한 클락 지연되는 효과가 나온다.

참고 자료

없음