[CS] 플립플롭(Flip-Flop)이란?

 

디지털 회로에서 계산만큼 중요한 것이 바로 "기억(Memory)"입니다.
컴퓨터가 값을 계산해도 그걸 저장하지 못한다면 의미가 없겠죠.
오늘 소개할 플립플롭(Flip-Flop)은 1비트의 정보를 저장하는 기본 회로로, 레지스터, 메모리, 카운터 등 모든 저장장치의 뿌리라고 할 수 있어요.

 

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💡 플립플롭의 기본 개념

플립플롭은 이전 상태를 기억할 수 있는 논리 회로입니다.
일반적인 게이트 회로와 달리, 입력에 따라 출력이 유지되거나 바뀌며, 일종의 상태(state)를 가집니다.

• 📌 특징: 순차 회로(Sequential Logic) — 입력뿐 아니라 이전 상태(기억)에 따라 출력이 결정됨
• 📌 기본 기능: 1비트 정보 저장 (0 또는 1)

 

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🔄 플립플롭의 주요 종류

플립플롭은 동작 방식에 따라 여러 종류가 있지만, 가장 기본적인 4가지를 소개할게요

이름	기능요약	주요입력
SR 플립플롭	Set / Reset (값 설정 / 초기화)	S, R
D 플립플롭	Data 입력 → 클럭에 맞춰 저장	D, CLK
JK 플립플롭	SR 개선형 (J=Set, K=Reset), 토글 기능 포함	J, K, CLK
T 플립플롭	Toggle (입력 있을 때마다 반전)	T, CLK

 

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🔧 가장 기본적인 형태: SR 플립플롭

✔ 구성

• NOR 게이트 또는 NAND 게이트 2개를 교차 연결

✔ 진리표 (NOR 기반)

S	R	Q(출력)	상태
0	0	유지	이전 상태 유지
0	1	0	Reset
1	0	1	Set
1	1	무효(불안정)	금지 상태

❗ S=1, R=1인 경우는 불안정 상태가 되기 때문에 사용에 주의가 필요해요.

 

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🕒 D 플립플롭 (Data 플립플롭)

SR 플립플롭의 단점을 보완해서 만든 가장 널리 쓰이는 플립플롭입니다.

✔ 특징

• 입력 D(Data)를 클럭 신호(Clock)에 맞춰 저장
• 클럭이 "상승 에지(rising edge)"일 때 입력값을 출력으로 저장

✔ 진리표

CLK	D	Q (출력)
↑	0	0
↑	1	1
-	X	유지

‘↑’는 클럭의 상승 에지(0→1 변화)를 의미합니다.

 

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🧩 다른 플립플롭들은 언제 쓰일까?

• JK 플립플롭: SR 플립플롭의 불안정 상태를 해결, 다양한 제어 가능
• T 플립플롭: 간단한 상태 반전용 (ex: 카운터 회로)

 

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📦 플립플롭은 어디에 쓰일까?

플립플롭은 디지털 시스템 내에서 "기억"과 "상태 제어"의 모든 기반입니다.
주요 활용 예시는 아래와 같아요:

• ✅ 레지스터(Register): 여러 개의 D 플립플롭으로 구성, CPU에서 연산 결과 저장
• ✅ 카운터(Counter): 상태가 바뀔 때마다 수를 셈 (ex: T 플립플롭 사용)
• ✅ 메모리 셀: SRAM 등의 저장 장치 내부
• ✅ FSM (유한 상태 기계): 상태를 저장하고 전이 제어

 

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플립플롭은 디지털 회로에서 가장 작은 기억의 단위입니다.
단순한 1비트 저장이지만, 이것이 모여 레지스터가 되고, 메모리가 되고, 컴퓨터가 되는 거예요.
앞으로 레지스터나 FSM, 카운터 등을 배울 때도 플립플롭이 그 기반이 되니,
이 개념을 정확히 잡아두면 디지털 논리의 많은 퍼즐이 풀릴 겁니다.

읽어주셔서 감사합니다 🙌
궁금한 부분이나 더 깊이 알고 싶은 내용이 있다면 댓글로 편하게 남겨주세요!

 

 

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