[논리회로]VHDL을 이용하여 구현한 Binary to BCD Converter

소개

Binary 코드를 종종 BCD 코드로 변환해야할 필요가 있을 경우가 있다.
예를 들어 Binary값을 7 segment에 출력을 해야할 경우가 그런 예라고 할 수 있다.
Binary 코드를 BCD 코드로 변환하는데 있어서 가장 기본적인 아이디어는
Binary 4비트에서 10이상이면 6을 더해주는 것이다.
BInary 코드를 BCD로 코드로 변환함에 있어서 어려운 점은
위의 아이디어가 적용되는 범위가 10단위뿐이라는 것이다.
10~20까지의 숫자에서는 6을 더해주면 되나 20~30의 숫자는 12를 30~40숫자의 경우에는 18을 더해줘야한다.그러므로 4비트 이상의 Binary 코드를 BCD로 변환하는 하드웨어를 구현하기 위해서는 현재 값이 얼마인지를 비교하기 위한 여러개의 비교기와 , 더해야하는 값이 여러개가 존재하므로 그중 하나를 선택하기 위한 여러개의 먹스가 필요하게 된다.

이러한 문제점을 해결하고 큰 범위의 Binary값을 BCD로 변환하는데 사용되는 알고리즘으로 shift add3 이라는 알고리즘이 존재한다. 이 shift add3 알고리즘을 여러 비트에 적용하여 한 사이클에 값을 구하기 위해서는 다수의 shift add3 모듈이 필요하게 되는데 본 구현에서는 리소스 최적화를 위해 하나의 shift add3 모듈과 shift 레지스터 , 그리고 스테이트 머신을 이용하여 최적화를 수행하였다.
해당 첨부파일에는 이 shift add3 알고리즘과 스테이트 머신을 이용하여 16비트 Binary 코드를 BcD 코드로 변환하는 VHDL 코드가 들어가 있으며 이와 관련된 설명이 포함되어 있다. 현재 16비트로 구현되어 있으나 만약 더 많은 비트의 bcd값을 출력하고자 할 경우 수정이 용이하도록 되어 있다.

컴파일 실행환경

ISE, Modelsim

참고자료

· 본인 , 인터넷 서핑