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전기전자 · 디지털과 제어

플립플롭과 디지털 상태 저장

플립플롭은 이전 상태를 저장하는 순차 논리 소자입니다. D 플립플롭은 정해진 클록 에지에서 입력을 받아 출력 상태를 갱신합니다.

관련 실험: 플립플롭과 카운터 →
플립플롭과 카운터
플립플롭과 카운터 실험 장면 →

개념과 작동 원리

조합 논리의 출력이 현재 입력으로 정해지는 것과 달리 순차 논리에는 저장된 상태가 있습니다. 같은 입력이어도 과거 상태에 따라 결과가 다를 수 있습니다.

상승 에지 D 플립플롭은 클록이 0에서 1로 바뀌는 시점의 D를 저장합니다. 에지 사이에는 D가 바뀌어도 출력 상태를 유지하는 이상 모형입니다.

관계식과 성립 조건

에지에서 Qnext=D입니다. 4비트 이진 카운터는 0부터 15까지 표현하므로 16번 증가하면 원래 상태로 돌아옵니다.

실제 회로에는 설정·유지 시간과 전파 지연이 있습니다. 금지 상태와 메타안정성은 지연 없는 0·1 모형만으로 모두 설명할 수 없습니다.

가상 실험에서 읽을 변화

D 플립플롭은 상승 에지에서만 입력을 저장하고 4비트 카운터는 16클록마다 돌아와요.

실제 메타안정성과 전파 지연은 생략해요. SR 금지 상태는 정상 논리값으로 해석하지 않아요. 실제 전원·콘센트·고전압으로 따라 하지 말고 화면에서 실험해요.

핵심 관계와 기호

D-FF: Qnext = D (↑CLK) · counter = (Q₀+n) mod 16

공식에 쓰인 기호와 단위
기호뜻단위
D, Q데이터 입력·저장 출력0 또는 1
↑CLK클록의 상승 에지사건

예시로 확인하기

D 플립플롭 Q=1·D=0에서 클록이 1→0으로 내려갈 때 Q는?

1

자주 헷갈리는 점

  • 상승 에지 플립플롭의 출력이 클록이 1인 동안 계속 입력을 따라가는 것은 아닙니다.

이 개념을 실험으로 확인하기

참고 자료

OpenStax · University Physics Volume 2 (영어)