아날로그 및 디지털 회로 설계 실습 결과보고서 - 4-bit adder 회로설계

본 내용은 " 아날로그 및 디지털 회로 설계 실습 결과보고서9 4-bit adder 회로설계 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.09.08

문서 내 토픽

• 1. 4-bit adder 회로 설계

  이번 설계 실습에서는 기본적인 전가산기를 설계한 후 이를 응용하는 실습을 진행하였다. 다만, 제목에서는 4bit adder의 회로였으나 실제 실습 시에는 A0A1 + B0B1을 실행하는 2bit adder를 구현하였다. 이 과정에서, carry bit로 인한 영향과, output으로 나타나는 덧셈 결과를 LED의 점등으로 확인하며 진행하였다. 실제로 실습을 진행하며 입력하는 값에 맞게 계산하여 출력을 예측하여 미리 진리표를 작성하고 실습을 진행하였는데, 실제 나타난 값 역시 이와 같은 값이 나타났다. 다만, 실습 진행시에 스위치의 접촉이 불안정하여 계속해서 값이 나타났다 안나타났다가 반복되었기에 스위치를 제거하고, 1입력 시 5V, 0입력시 ground를 연결하여 입력을 주었다. 실습 과정 중 0을 입력으로 주고 싶을 때에 어째서 ground를 입력하는 것이 아니라 그냥 open된 회로 상태로 유지하면 다른 값이 나타나는지 정확한 이유는 알 수 없었으나, 빵판 내부에서 점퍼선 간의 어느 한 부분이 접촉되어 short된 것으로 추측이 되었다. 그래서, 직접 입력단을 ground로 연결하여 0V를 인가하니, 예상과 같이 올바른 값이 나타났다. 실습은 전반적으로 오류없이 잘 나타났다. 다만, 이번 회로에서는 1일 때 LED에 걸리는 전압이 3V미만으로 나타났기에 저항 없이도 LED가 고장나지 않고 잘 작동하였으나, 다음 번 실험 시 LED에 더 큰 전압이 걸리게 된다면 이를 유의하여 진행할 예정이다.

• 2. 2-bit adder 회로 설계

  2-bit adder회로는 위와 같이 구현하였다. 2번 실험에서 구현한 adder를 두개 연결하여 구현하였다. 왼쪽LED부터 순서대로 S0, S1, Cout이다. 실습 과정에서 입력 값에 맞게 계산하여 출력을 예측하여 미리 진리표를 작성하고 실습을 진행하였는데, 실제 나타난 값 역시 이와 같은 값이 나타났다. 전원을 차단 후 재공급하여도 동일한 결과가 나타남을 확인하였다.

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• 1. 4-bit adder 회로 설계

  4-bit adder 회로 설계는 디지털 회로 설계의 기본 중 하나입니다. 이 회로는 4개의 1-bit 입력을 받아 4-bit 출력을 생성합니다. 이를 위해서는 4개의 1-bit 전가산기를 연결하여 구현할 수 있습니다. 각 전가산기는 2개의 1-bit 입력과 1개의 1-bit 출력, 그리고 1개의 캐리 출력을 가지고 있습니다. 이 4개의 전가산기를 연결하여 4-bit 입력을 받아 4-bit 출력을 생성할 수 있습니다. 이 회로는 간단하지만 중요한 디지털 회로의 기본 구성 요소입니다. 이를 이해하고 설계할 수 있는 능력은 디지털 회로 설계 분야에서 필수적입니다.

• 2. 2-bit adder 회로 설계

  2-bit adder 회로 설계는 4-bit adder 회로 설계의 기본이 되는 회로입니다. 이 회로는 2개의 1-bit 입력을 받아 2-bit 출력을 생성합니다. 이를 위해서는 2개의 1-bit 전가산기를 연결하여 구현할 수 있습니다. 각 전가산기는 2개의 1-bit 입력과 1개의 1-bit 출력, 그리고 1개의 캐리 출력을 가지고 있습니다. 이 2개의 전가산기를 연결하여 2-bit 입력을 받아 2-bit 출력을 생성할 수 있습니다. 이 회로는 간단하지만 디지털 회로 설계의 기본 구성 요소이며, 이를 이해하고 설계할 수 있는 능력은 디지털 회로 설계 분야에서 필수적입니다.