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)
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| <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) 회로의 진리표를 작성하시오. (6점)
- (2) 카르노 맵을 이용하여 출력 C_{1}, C_{0}, D에 대한 곱의 합(sum of products) 형태의 간략화된(minimized) 논리식을 구하시오. (6점)
- (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)
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- (1) 상태축소 알고리즘을 이용하여 축소된 상태표를 유도하시오. (4점)
- (2) 축소된 상태표의 FSM이 Moore FSM과 Mealy FSM 중 어떤 유형에 해당하는지 제시하고 이유를 설명하시오. (3점)
- (3) 축소된 상태표에 대응하는 상태도를 작성하시오. (4점)
- (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)
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- (1) ㉠은 논리게이트 1개로 구현될 수 있다. 논리게이트의 이름이 무엇인지 제시하고 이유를 설명하시오. (5점)
- (2) 회로의 연산에서 오버플로우(overflow)가 발생하면 출력 Ov가 1이 되고, 그렇지 않으면 Ov는 0이 된다. ㉡에 들어갈 논리회로에 대한 진리표를 작성하시오. (3점)
- (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)
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