[디지털 공학(26)] Memory(메모리)

 

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안녕하세요.

디지털 공학 카테고리의 마지막으로 메모리 회로 설계에 대해 알아보고 직접 설계해볼수 있도록 준비하였습니다. 마지막 메모리 설계에 대한 답은 가렸습니다. 직접 진행해보시고 해답이나 솔루션 필요시 답글주세요.

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회로설계에 대한 부분은 블러 처리 할테니 직접 진행해보세요.

질문이나 솔루션 필요시 답글에 달아주세요!!

 

 

※1. bit, byte의 개념

 

 

 

※2. Memory Addressing

 

 

※3. Memory의 종류

(1) RAM : 휘발성(전원이 켜져 있을 때만 저장가능)

Read, Write가 가능

(2) ROM : 비휘발성(전원이 꺼져있어도 저장가능)

Read만 가능

 

 

※4. Memory Controller 설계

문제| 아래의 Memory controller 회로를 설계하고 그 내용을 설명하시오.

 

Solution)

 

 

 

▶1. Address Generator Symbol 제작

⓵ Address Generator (4진 2bit카운터 제작) 회로

=> 여기표(Excitation table)를 사용하지 않고 직관적인 방법으로 간단하게 설계가 가능하다.

+ ) => 비동기 카운터

=> FF 2개 사용 => 4진 카운터

=> Clock에 버블 붙지 않음 => Raising edge에서 동작

=> Q‘의 출력을 입력 받음 => Up카운터

 

 

⓶Address Generator의 타이밍도

=> 0~3을 반복하는 카운터를 제작 하였다.(RST이 0일 때 Reset)

 

 

⓷ Address Generator Symbol

=> CNT로 심볼화 하였다.

 

 

 

 

 

▶2. Address Decoder Symbol 제작

⓵ Address Decoder 회로

=> 2비트 신호를 각각의 경우에 맞추어 입력이 00일 때

Y0=1 / 01일 때 Y1=1 / 10일 때 Y2=1 / 11일 때 Y3=1을 출력한다.

 

 

⓶ Address Decoder의 타이밍도

=> 2개의 입력으로 들어오는 데이터를 받아 4개의 출력 회선 중 그 숫자에 해당하는 곳에 출력을 내보내는 회로

ex) Y1에 출력에 1이 출력되면 1를 의미

 

 

⓷Address Decoder Symbol

=> Dex2x4로 심볼화 하였다.

 

 

 

 

▶3. Byte organized Memory array Symbol 제작

 

⓵ Byte organized Memory array 회로

AA를 2진수로 나타내면 1010 1010 이고 가장 왼쪽 F/F이 MSB 이므로 0101 0101을 각각의 F/F에 입력

BB를 2진수로 나타내면 1011 1011 이고 가장 왼쪽 F/F이 MSB 이므로 1101 1101을 각각의 F/F에 입력

CC를 2진수로 나타내면 1100 1100 이고 가장 왼쪽 F/F이 MSB 이므로 0011 0011을 각각의 F/F에 입력

DD를 2진수로 나타내면 1101 1101 이고 가장 왼쪽 F/F이 MSB 이므로 1011 1011을 각각의 F/F에 입력

 

 

⓶ Byte organized Memory array의 타이밍도

=> CK가 Raising Edge일 때 다음 신호로 바뀌어 지는 것을 볼수 있다.

 

 

⓷ Byte organized Memory array Symbol

=> 심볼 화 하였다.(RST를 가장 하단으로 뻇으면 더 편리했을 것이다....)

 

 

 

▶4. MUX 4*1_8bit Symbol 제작

⓵ MUX 4x1_8Bit 회로

- 지정된 시간 순서로 여러 입력 라인의 디지털 데이터를 단일 출력 라인으로 전환하는 논리회로

- 데이터 입력선의 선택은 선택 입력(SEL)에 의해 결정됨.

- n개의 선택 입력(SEL)의 경우 2^n개까지 입력 신호에 관한 회로 구성이 가능하다.

 

=> Sel이 00=>AA 01=>BB 10=>CC 11=>DD를 출력하는 기능을 가진 Multiplexer를 설계하였다.

 

 

⓶ MUX 4x1_8Bit 타이밍도

=> Sel이 00=>AA 01=>BB 10=>CC 11=>DD을 출력하는 결과나 나왔다.

 

 

⓷ MUX 4*1 8Bit Symbol

=>MUX4*1 8Bits로 심볼화 하였다.

 

 

 

 

|Result!!|

⓵ Memory controller 회로

(=>Memor의 RST입력단자를 아래로 뺏으면 좀 더 깔끔한 회로가 구성되었을 것이다.)

 

 

 

⓶ Memory controller 타이밍도

 

 

 

 

⓷ Result!!

=> 최종적으로 처음으로 변환되는 00의 신호를 제외하고는 Clock신호가 Rasing Edge 일 때BB-CC-DD-AA-BB-CC-DD-AA....가 반복되는 회로를 구상할 수 있었다. (원래 AA가 나와야하는 처음의 변동 신호에는 불안정으로 다른 값이 나온 것임)