5급 공채 2차

2024년 5급 공채 기술 2차 디지털공학

문제 4개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (15점)

두 명의 학생 A와 B가 다음 그림과 같은 점수판을 이용하여 다트 게임을 해서 A가 이기는 경우에만 두 학생의 점수 차이만큼 기부금을 내기로 한다. 다음 설계조건에 따라 기부금(C_{{1}}C_{{0}})과 승패여부(D)를 출력하는 회로를 설계하고자 한다. 물음에 답하시오. (총 15점)
[그림]
<설계조건>
○학생 A의 점수는 2비트 입력 A_{{1}} A_{0}이다.
○학생 B의 점수는 2비트 입력 B_{{1}} B_{0}이다.
○기부금은 2비트 출력 C_{{1}} C_{0}이다.
○학생 A가 이기는 경우 1비트 출력 D는 1, 비기거나 지는 경우 D는 0이다.
○A_{1}, B_{1}, C_{1}이 최상위비트(MSB:Most Significant Bit)이다.
  1. (1) 회로의 진리표를 작성하시오. (6점)
  2. (2) 카르노 맵을 이용하여 출력 C_{1}, C_{0}, D에 대한 곱의 합(sum of products) 형태의 간략화된(minimized) 논리식을 구하시오. (6점)
  3. (3) 2)에서 구한 간략화된 논리식에 대한 회로도를 그리시오. (3점)

제2문 (15점)

다음 상태표로 표현되는 FSM(Finite State Machine) 회로를 설계하고자 한다. 물음에 답하시오. (총 15점)
[그림]
  1. (1) 상태축소 알고리즘을 이용하여 축소된 상태표를 유도하시오. (4점)
  2. (2) 축소된 상태표의 FSM이 Moore FSM과 Mealy FSM 중 어떤 유형에 해당하는지 제시하고 이유를 설명하시오. (3점)
  3. (3) 축소된 상태표에 대응하는 상태도를 작성하시오. (4점)
  4. (4) FSM의 회로도를 D 플립플롭을 이용하여 그리시오. (4점)

제3문 (10점)

다음 회로에서 {\mathrm{FA}}는 1비트 전가산기(full adder)이고 입력 A(A_{{3}} A_{{2}} A_{{1}} A_{{0}})와 B(B_{{3}} B_{{2}} B_{{1}} B_{{0}}) 및 출력 S(S_{{3}} S_{{2}} S_{{1}} S_{{0}})는 2의 보수 표현법을 사용하는 부호 있는(signed) 4비트 이진 정수이다. 이 회로는 제어 입력 S {ub}가 0이면 덧셈(S = A + B)을 수행하고 S {ub}가 1이면 뺄셈(S = A - B)을 수행한다. 물음에 답하시오. (총 10점)
[그림]
  1. (1) ㉠은 논리게이트 1개로 구현될 수 있다. 논리게이트의 이름이 무엇인지 제시하고 이유를 설명하시오. (5점)
  2. (2) 회로의 연산에서 오버플로우(overflow)가 발생하면 출력 Ov가 1이 되고, 그렇지 않으면 Ov는 0이 된다. ㉡에 들어갈 논리회로에 대한 진리표를 작성하시오. (3점)
  3. (3) ㉡은 논리게이트 1개로 구현될 수 있다. 논리게이트의 이름이 무엇인지 제시하고 이유를 설명하시오. (2점)

제4문 (10점)

다음 진리표로 주어진 4변수 부울 함수 F(A, B, C, D)를 4-to-1 멀티플렉서(multiplexer) 1개와 NOT 게이트 1개만을 사용하여 구현하시오. (10점)
[그림]