KR20000007308A - Synchronizing type modulo n counter using d flip-flop - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 D 플립플롭을 이용한 동기식 모듈로 N 카운터 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a synchronous module N counter circuit using a D flip-flop.
모듈로 N 카운터(modulo N counter) 또는 주파수 분주기(frequency divider)는 N 입력 펄스마다 출력 펄스를 제공하는 이진 카운터이다.A modulo N counter or frequency divider is a binary counter that provides an output pulse for every N input pulses.
종래의 일반적인 모듈로 N 카운터(modulo N counter) 회로는 JK 플립플롭을 사용하여 구성되었다. 그러나 JK 플립플롭은 다수의 게이트(gate)들로 구성되어 있어서 JK 플립플롭을 포함하는 모듈로 N 카운터 회로의 사이즈가 커지는 단점이 있다.A conventional modulo N counter circuit is constructed using a JK flip-flop. However, since the JK flip-flop is composed of a plurality of gates, a module including the JK flip-flop has a disadvantage of increasing the size of the N counter circuit.
따라서, 본 발명의 목적은 보다 간단한 하드웨어 구성을 갖는 모듈로 N 카운터 회로를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a modular N counter circuit with a simpler hardware configuration.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동기식 모듈로 3 카운터 회로를 보여주는 회로도; 그리고1 is a circuit diagram showing a synchronous modular three counter circuit according to a preferred embodiment of the present invention; And
도 2는 도 1에 도시된 동기식 모듈로 3 카운터 회로의 타이밍 도이다.FIG. 2 is a timing diagram of the synchronous modulo 3 counter circuit shown in FIG. 1.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 카운트 업 회로 12, 14 : 앤드 게이트10: count up circuit 12, 14: end gate
20, 30 : 디 플립플롭20, 30: the flip-flop
상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 동기식 모듈로 N 카운터 회로는: 입력 신호를 카운트 업(count up)하여 출력하는 수단 및; 클럭 신호에 동기되어 상기 카운트 업 수단으로부터 입력되는 신호를 출력하는 적어도 두 개의 래치(latch) 수단들을 포함하되, 상기 래치 수단들의 출력은 상기 카운트 업 수단으로 피드백(feedback) 되고, 상기 카운트 업 수단은 상기 래치 수단들로부터 입력되는 신호가 이진수 (N-1) 인 경우 0으로 카운트한다.According to a feature of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, the synchronous modulo N counter circuit comprises: means for counting up and outputting an input signal; At least two latch means for outputting a signal input from the count up means in synchronization with a clock signal, the output of the latch means being fed back to the count up means, the count up means being If the signal input from the latch means is a binary number (N-1), it counts as zero.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 동기식 모듈로 N 카운터 회로는 소정의 리셋 신호에 의해 동작을 개시한다.In a preferred embodiment, the synchronous modulo N counter circuit initiates operation by a predetermined reset signal.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 래치 수단은 D 플립플롭(D flip-flop)으로 구성된다.In a preferred embodiment, the latch means consists of a D flip-flop.
(실시예)(Example)
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 신규한 동기식 모듈로 N 카운터는 입력 신호를 카운트 업(count up)하여 출력하는 수단 및 클럭 신호에 동기되어 상기 카운트 업 수단으로부터 입력되는 신호를 출력하는 적어도 두 개의 D 플립플롭들로 구성된다. 상기 D 플립플롭들의 출력은 상기 카운트 업 수단으로 피드백(feedback) 되고, 상기 카운트 업 수단은 상기 D 플립플롭들로부터 입력되는 신호가 이진수 (N-1) 인 경우 0으로 카운트한다. 동기식 모듈로 N 카운터 회로에 JK 플립플롭 대신 D 플립플롭을 구성함으로써 전체적인 하드웨어 구성을 간단하게 할 수 있다. 그 결과, 하드웨어의 구성 면적이 줄어들고, 전력 소모량이 감소된다.The novel synchronous modulo N counter of the present invention comprises a means for counting up and outputting an input signal and at least two D flip-flops for outputting a signal input from the countup means in synchronization with a clock signal. do. The output of the D flip-flops is fed back to the count up means, and the count up means counts to zero if the signal input from the D flip-flops is binary (N-1). The synchronous module simplifies the overall hardware configuration by configuring D flip-flops instead of JK flip-flops in the N counter circuit. As a result, the construction area of hardware is reduced, and power consumption is reduced.
동기식 모듈로 3 카운터(synchronous modulo 3 counter)는 0부터 카운트를 개시하여 3 으로 나눈 나머지의 값보다 작은 범위 내에서 카운트한다. 즉, 0부터 2까지 1씩 증가하는 것을 반복하는 카운터를 말한다.A synchronous modulo 3 counter starts counting from zero and counts within a range less than the remainder divided by three. That is, the counter repeats incrementing by 1 from 0 to 2.
다음 [표 1]은 상기 동기식 모듈로 3 카운터의 출력을 보여주고 있다.[Table 1] shows the output of the synchronous modulo 3 counter.
[표 1]TABLE 1
상기 표에 나타난 바와 같이 동기식 모듈로 3 카운터의 출력은 2 진수 00, 01, 10, 00 으로 변화한다. 즉, 10 진수 0, 1, 2, 0 순으로 출력 값이 변화된다.As shown in the table above, the output of the synchronous modulo 3 counter changes to binary 00, 01, 10, 00. That is, the output value changes in the order of decimal 0, 1, 2, 0.
상기 표 1에서 A와 B를 현재 상태(current state)로 하고 A'과 B'을 다음 상태(next state)로 하여 입출력 관계식을 표로 정리하면 [표 2]와 같다.In Table 1, when A and B are current states and A 'and B' are next states, the input and output relations are summarized in Table 2 as follows.
[표 2]TABLE 2
상기 [표 2]는 현재 상태의 A 및 B가 카운트 업 회로(10)로 입력되면 D 플립플롭들(20, 30)로 다음 상태 A' 및 B'가 출력됨을 의미한다.[Table 2] means that the next state A 'and B' are output to the D flip-flops 20 and 30 when A and B of the current state are input to the count-up circuit 10.
상기 [표 2]를 참조하여 현재 상태 A 및 B를 기준으로 다음 상태 A' 및 B'의 관계식을 구하면 다음과 같다.With reference to the above [Table 2], the relational expression of the next state A 'and B' based on the current state A and B is as follows.
상기 관계식에 따라 논리 회로를 만들고 다음 상태 A' 및 B'을 각각 D 플립플롭(flip-flop)으로 입력하면 클락 신호의 라이징 에지(rising edge)에서 카운터의 출력이 각 D 플립플롭에서 출력된다. 보다 상세한 설명은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.When a logic circuit is formed according to the above relation and the next states A 'and B' are input to D flip-flops, respectively, the output of the counter is output at each D flip-flop at the rising edge of the clock signal. A more detailed description will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동기식 모듈로 3 카운터 회로를 보여주는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a synchronous modular three-counter circuit according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 동기식 모듈로 3 카운터 회로는 카운트 업(count up) 회로(10)와, 두 개의 D 플립플롭(20, 30)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, the synchronous modulo 3 counter circuit includes a count up circuit 10 and two D flip-flops 20 and 30.
카운트 업 회로(10)는 상기 관계식에 따른 논리 회로로, 두 개의 인버터(12, 14)와 두 개의 앤드 게이트(AND gate)(16, 18)로 구성된다. 카운트 업 회로(10)에서는 A 및 B의 입력에 따라 A' 과 B'이 출력된다. 상기 카운트 업 회로(10)에 구성된 두 개의 앤드 게이트(16, 18) 각각의 출력은 D 플립플롭들(20, 30)로 입력된다.The count up circuit 10 is a logic circuit according to the above relation, and is composed of two inverters 12 and 14 and two AND gates 16 and 18. In the count up circuit 10, A 'and B' are output according to the input of A and B. As shown in FIG. The output of each of the two AND gates 16, 18 configured in the count up circuit 10 is input to the D flip-flops 20, 30.
도 2는 도 1에 도시된 동기식 모듈로 3 카운터 회로의 타이밍 도이다.FIG. 2 is a timing diagram of the synchronous modulo 3 counter circuit shown in FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 D 플립플롭들(20, 30)은 리셋(Reset) 신호(e)가 하이(High; H)일 때 로우(low; L)를 출력한다. 상기 리셋(Reset) 신호(e)가 L가 됨에 따라 상기 D 플립플롭들(20, 30)이 입력 신호(a, b)를 출력단자로 출력하는 카운트 동작이 개시된다. 상기 D 플립플롭들(20, 30)의 출력이 모두 L 일 때 앤드 게이트들(16, 18) 각각의 출력은 H, L 이므로, 상기 D 플립플롭들(20, 30)로부터 출력되는 신호들(b, d)은 H, L이 된다. 상기 D 플립플롭들(20, 30)은 클럭(Clock) 신호의 라이징 에지 에서 상기 H, L 신호들(b, d)을 출력한다. 상기 D 플립플롭들(20, 30)의 출력 신호들(b, d)은 카운트 업 회로(10)로 피드백(feedback)된다. 카운트 업 회로(10)는 상기 D 플립플롭들(20, 30)로부터 피드백된 신호들(b, d)을 입력하여 카운트 업(count up)한 L, H를 출력한다. 카운트 업된 출력 신호들(a, c)은 각각 D 플립플롭들(20, 30)로 입력된다. 상기 D 플립플롭들(20, 30)의 출력 신호들(b, d)은 카운트 업 회로(10)로 다시 피드백된다. 카운트 업 회로(10)는 상기 D 플립플롭들(20, 30)로부터 피드백된 신호들(b, d)이 각각 L, H 이므로 L, L로 카운트하여 출력한다. 상기 L, L의 출력 신호들(a, c)은 각각 D 플립플롭들(20, 30)로 입력된다.1 and 2, the D flip-flops 20 and 30 output a low L when the reset signal e is high. As the reset signal e becomes L, a count operation in which the D flip-flops 20 and 30 output the input signals a and b to the output terminal is started. Since the output of each of the AND gates 16 and 18 is H and L when the outputs of the D flip-flops 20 and 30 are all L, the signals output from the D flip-flops 20 and 30 ( b and d) become H and L. The D flip-flops 20 and 30 output the H and L signals b and d at the rising edge of the clock signal. The output signals b and d of the D flip-flops 20 and 30 are fed back to the count up circuit 10. The count up circuit 10 inputs the signals b and d fed back from the D flip-flops 20 and 30 to output L and H counted up. The counted up output signals a and c are input to the D flip-flops 20 and 30, respectively. The output signals b and d of the D flip-flops 20 and 30 are fed back to the count up circuit 10. The count up circuit 10 counts and outputs L and L since the signals b and d fed back from the D flip-flops 20 and 30 are L and H, respectively. The output signals a and c of L and L are input to D flip-flops 20 and 30, respectively.
상술한 바와 같이, D 플립플롭들(20, 30)의 출력은 클럭 신호의 라이징 에지 에서 각각 L L, H L, L H, L, L로 출력된다. 상기 D 플립플롭들(20, 30)로부터 출력되는 신호 A, B는 각각 클럭 신호 주파수의 1/3인 동기식 모듈로 3 카운터 출력 신호가 된다.As described above, the outputs of the D flip-flops 20 and 30 are output to L L, H L, L H, L and L at the rising edges of the clock signal, respectively. Signals A and B output from the D flip-flops 20 and 30 become synchronous modulo three counter output signals, one third of the clock signal frequency, respectively.
동기식 모듈로 3 카운터 회로의 모든 플립플롭에는 동일한 클럭(Clock) 신호가 입력되므로 누적되는 전파 지연(accumulative propagation delay)에 의한 불명확한 상태(ambiguous states)가 존재하지 않으며 높은 주파수의 클럭에서도 동작한다.The same clock signal is inputted to all flip-flops of the synchronous modulo 3 counter circuit, so there is no ambiguous state due to cumulative propagation delay, and it operates at a high frequency clock.
상술한 바와 같은 방법을 확장하여 카운트 업 회로(10)의 구성을 변경하여 사용하면 동기식 모듈로 3 카운터뿐만 아니라 동기식 모듈로 N 카운터에도 적용이 가능하다. N의 값이 커지면 상태(state)의 수가 증가하므로 카노프 맵(Kanaugh map)을 이용하여 입력 형태 로직의 리던던시(redundancy)를 줄이고 이 결과값을 D 플립플롭의 입력으로 연결하면 된다.When the configuration of the count-up circuit 10 is changed by using the above-described method, it is applicable to not only the synchronous modulo 3 counter but also the synchronous modulo N counter. As the value of N increases, the number of states increases, so the Kanaugh map can be used to reduce the redundancy of the input type logic and connect this result to the input of the D flip-flop.
이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the circuit according to the present invention are shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. .
이상과 같은 본 발명에 의하면, 동기식 모듈로 N 카운터 회로에 JK 플립플롭 대신 D 플립플롭을 구성함으로써 전체적인 하드웨어 구성을 간단하게 할 수 있다. 그 결과, 하드웨어의 구성 면적이 줄어들고, 전력 소모량이 감소된다.According to the present invention as described above, the overall hardware configuration can be simplified by configuring the D flip-flop instead of the JK flip-flop in the N counter circuit with the synchronous module. As a result, the construction area of hardware is reduced, and power consumption is reduced.
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KR1019980026587A KR20000007308A (en) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | Synchronizing type modulo n counter using d flip-flop |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100418574B1 (en) * | 2002-03-28 | 2004-02-14 | 주식회사 하이닉스반도체 | Loadable up/down counter circuit |
-
1998
- 1998-07-02 KR KR1019980026587A patent/KR20000007308A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100418574B1 (en) * | 2002-03-28 | 2004-02-14 | 주식회사 하이닉스반도체 | Loadable up/down counter circuit |
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