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제 9 장 시프트 레지스터
FF 응용소자 2
기본 시프트레지스터의 기능
직렬입력 시프트레지스터
병렬입력 시프트레지스터
양방향 시프트레지스터
시프트레지스터 카운터
집적회로
응용
9-1 기본 시프트 레지스터의 기능
시프트레지스터는 플립플롭으로 구성되며 디지털 시 스템에서 데이터를 저장하고 전송하는데 기본적인 역 할을 한다.
레지스터의 역할
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저장소자로의 역할 (D-FF응용)
클럭입력 인가 전까지 입력된 데이터를 저장
D FF 을 이용하여 데이터 저장
레지스터를 이용한 데이터의 이동
직렬이동 → 병렬이동, 병렬이동 → 직렬이동 가능
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데이터의 이동 : 직렬/병렬
직렬 이동
•한번에 하나
•근거리 이동
•적은비용
병렬 이동
•한번에 여러 개
•원거리 이동
•큰 비용
9-2 직렬입력 시프트 레지스터
직렬입력 레지스터는 데이터를 직렬로 즉 하나의
라인에서 한번에 한 비트씩 받아들인다.
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4비트 직렬 레지스터의 동작
초기상태(모드 CLR) CK1 입력 (0저장)
4비트 1010의 저장
CK1 입력 (10저장) CK1 입력 (010저장) CK1 입력 (1010저장)
4비트 직렬 레지스터의 동작
초기상태(1010저장) CK1 입력 (0출력)
4비트 1010의 출력
CK1 입력 (1출력) CK1 입력 (0출력)
CK1 입력 (1출력 ; 1010직렬출력)
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예제9-1 직렬 레지스터의 데이터 입/출력
입력방향
8비트 직렬 시프트레지스터
직렬입력/병렬출력 레지스터
디지털 시스템에서
• 직렬처리는 회로가 간단하고 (장거리 전송), 병렬처리는 속도가 빠 르다는 장점을 가지고 있다 (단거리 전송).
• 입력도구에 따라서 직렬입력을 받아서 병렬로 데이터를 처리해야
하는 경우가 발생한다 . (예) 키보드입력-프로세스 처리의 경우
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예제 9-2
직렬입력을 받아 병렬로 출력하는 4 비트 레지스터의 동작
9-3 병렬입력 시프트레지스터
PRset
CLR
PRset
CLR
PRset
CLR
PRset
CLR
CK
A B C D
A B C D 출력
입력
J
K
J
K
J
K
J
K
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병렬입력 시프트레지스터
예제 9-3
병렬입력 /직렬출력 레지스터
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병렬입력/병렬출력 레지스터
병렬 입/출력 레지스터의 동작
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9-4 양방향 시프트 레지스터
Data 는 직렬 입력선을 통해서 D 0 (D 3 )로 입력 RIGHT 활성일 때 D 0 로 오른쪽 시프트 동작 LEFT 활성일 때 D 3 를 통해서 왼쪽 시프트 동작
시프트 레지스터의 시프트동작
PRset PRset PRset PRset
A B C D
A B C D 출력
입력
J J J J
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양방향 시프트레지스터의 동작
9-5 레지스터 카운터
1 0 0 0 7
1 1 0 0 6
1 1 1 0 5
1 1 1 1 4
0 1 1 1 3
0 0 1 1 2
0 0 0 1 1
0 0 0 0 0
Q3 Q2 Q1 Q0 CK
레지스터의 카운터 응용
존슨 카운터 (링 카운터) 카운터란 반드시 수학적인 순서의 나열이 아 니라 특정한 순서간의 관계를 명확히 구분할 수 있으면 성립된다.
4 비트 존슨 순차
1 1 8
1 1 1 1 0 Q3
1 1
7
1 1
1 6
1 1
1 1 5
1 1 1 4
1 1 1 3
1 1 2
1 1
0 0
0 0 0
Q4 Q2
Q1 Q0 CK
5 비트 존슨 순차
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존슨카운터
4비트 존슨카운터의 타이밍도
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5비트 존슨카운터의 타이밍도
10비트 링 카운터
1 Q7
1 Q6
1 Q2
1 Q1 1 Q0
1 8
Q8
1 9
7 6
1 5
1 4
1 3
2 1 0
Q9 Q5
Q4 Q3 CK
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예제 9-6 10비트 링 카운터의 타이밍도
10비트 링 카운터의 초기상태가
1010000000 일 때 출
력파형은 1
1
초기상태
9-7 레지스터 응용
시간 지연:
직렬데이터의 입력을 기다릴 때 주 클럭의 주기의n배에 해당하는 지연을 발생시킬 수 있다.
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예제 9-7
• 500 kHz 주파수 동작시 시 간 지연의 발생
• 입력데이터는 클럭 한주기 마다 오른쪽 출력단으로 시 프트되어 Q7에 나타나게 된다.
직렬-병렬 데이터 변환기
직렬형태의 데이터: 1개의 전송선 (장거리 전송에 적합) 병렬형태의 데이터: n 개의 전송선 (단거리 전송에 적합)
0 1 0 0 1 0 0 1
결정상 비결정상
광디스크
트랙/피트
발광소자
수광소자
MO/CD/DVD/Bluray
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직렬-병렬 변환기의 동작 타이밍도
키보드 인코더
링카운터→행변환 (조건;전원/Lock)
열선택→닫힌 스위 치 (눌린 키패드) →
