[디지털 공학(3)] 기본 논리 연산

 

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안녕하세요.

이번시간에는 디지털 회로에서 사용되는 기본 논리 연산자에 대해 알아 보겠습니다.

이런 논리 연산자는 Gate로 불립니다.

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※1. 기본 논리 연산자

▶1. 기본 논리 연산

 

▶2. 회로 - 게이트

➀ AND 게이트 IC

=> 7408 IC ( 74 : TTL(IC)를 나타냄 08 : AND게이트를 나타냄)

- 4회로에는 4개의 AND게이트가 존재한다.

 

➁ OR 게이트 IC

=> 7432 IC ( 74 : TTL(IC)를 나타냄 32 : OR게이트를 나타냄)

- 4회로에는 4개의 AND게이트가 존재한다.

 

➂ NOT 게이트 IC

=> 7404 IC ( 74 : TTL(IC)를 나타냄 04 : NOT게이트를 나타냄)

- 4회로에는 4개의 AND게이트가 존재한다.

 

 

 

※2. 디지털 시스템 및 논리소자

▶1. 시스템에서의 기능

➀ 기본 시스템의 기능

- 기본게이트 AND, OR, NOT을 결합하여 여러 기능의 논리를 만들 수 있다. ex) 비교기능, 가산기(+, -, X)

 

➁ 인코딩과 디코딩의 기능

(1) 인코딩 : 정보의 형태나 형식을 기계가 사용할 수 있는 코드로 변환시켜준다.(디지털화 -> 10진수=>2진수)

(2) 디코딩 : 인코딩 되기 전 상태로 되돌려준다.(아날로그화 -> 2진수=>10진수)

 

➂ 데이터 선택기능

(1) 멀티플렉서 : 입력된 여러개의 신호 중 어느 하나를 선택하여 출력한다.

(2) 디멀티플렉터 : 한 채널로 들어온 신호를 여러 군데로 출력한다.

<과정>

여러 신호가 입력되었다. -> 멀티플렉서가 여러 신호 중 하나만 선택하여 전달한다. -> 디멀티플렉서가 하나의 신호를 받은 후 여러 군데로 나누어 출력한다.

 

➃ 계수기능

계수 : 레벨변화나 펄스로 표현되는 사건의 수

- 클럭 펄스를 세어 수치를 처리하기 위한 기능이다.

(+프로그램 속에서 수치를 저장한다.)

 

➄ 저장기능

- 일정 시간 동안 2진 데이터를 유지하는 기능

(1) 플립플롭 : 한번에 1이나 0중 하나의 비트만 저장할 수 있는 쌍안정(2개의 안정상태)논리회로

(2) 레지스터 : 몇 개의 플립플롭을 결합하여 구성한 회로

(시프트 레지스터 구성 - 병렬,직렬)

(3) 반도체 메모리 : ROM,RAM 등

(4) 자기 메모리 : HDD,FDD 등

 

 

 

▶2. 고기능 IC의 집적도

➀ SSI : 최고 12개의 등가 게이트 회로를 포함한다.

기본게이트와 플립플롭 등이 이에 속한다.

➁ MSI : 12~100개의 등가 게이트가 포함된다.

인코더, 디코더, 카운터, 레지스터, 멀티플렉서, 산술회로, 소형 메모리 등이 이에 속한다,

➂ VSI : 100~10000개의 등가 게이트를 포함한다.

메모리 등이 이에 속한다.

➃ VLSI : 10000~100000개의 등가 게이트를 포함한다.

➄ ULSI : 100000개 이상의 등가 게이트를 포함한다.

대용량 메모리, 복잡한 마이크로프로세서, 복잡한 단일칩 컴퓨터 등이 이에 속한다.

 

 

 

▶3. 시험 및 계측 장비

➀ 오실론스코프 : 시간에 따른 입력 전압의 변화를 화면에 출력하는 장치이다.

➁ 논리 분석기 : 여러 채널의 디지털 신호를 동시에 관측하거나 디지털 파형을 동기화하여 관측할 때 사용하는 장비이다.

➂ 디지털 멀티미터 : 3종류(전압,전류,저항)을 측정하여 사용하는 장치이다.

 

 

 

 

▶4. 프로그램 가능한 논리 소자

=>프로그램이 가능한 논리소자, 회로 변경이 불가능한 일반 반도체와 달리 용도에 맞게 회로를 다시 만들어 넣을 수 있다.

 

- PLD : 프로그램 가능한 논리 소자 (고정기능의 소자에 반대되는 의미)

특징) - 특정 기능을 위해 프로그램 되는 소자를 의미한다.

- 일반적으로 보드의 크기와 저가를 구현하기 사용한다.

- FPGA : 가장 집적도가 높으며, 프로그램이 가능한 입,출력 블록으로 구성된다.