[디지털논리회로] 1장 - 컴퓨터와 디지털 논리회로

1. 디지털 시스템

시스템 

• 검은 상자형 시스템
  • 입력과 출력을 갖는 검은 상자(Black box)로 표현
• 구성요소 집합으로서의 시스템
  • 검은 상자 내부에 관해 규정
  • 목적을 달성하기 위해 상호작용하는 구성요소들의 집합

 

아날로그와 디지털

• 데이터의 표현 방법
  • 아날로그 방식 : 데이터를 연속적인 값으로 표현
  • 디지털 방식 : 연속적인 값을 근사해 이산적인 값으로 표현
• 아날로그 시스템 : 입력과 출력이 아날로그인 데이터 (계시 시스템 등)
• 디지털 시스템 : 입력과 출력이 디지털인 데이터 (디지털 시계, 디지컬 텀퓨터 등)
  • 장점
    • 편리성 : 데이터가 숫자로 입출력. 사용자가 조작하는데 편리 제공
    • 융통성 : 실행순서 조정 가능
    • 단순성 : 시스템 설계가 단순함
    • 안정성 : 0과 1로 유지, 높은 안정성
    • 견고성 : 잡음 등에 강함
    • 정확성 : 논리적 처리로 정확한 결과 도출
  • 설계
    • 회로설계 단계 : 능동소자와 수동소자를 연결
    • 논리설계 단계 : 논리회로를 만들기 위해 논리소자들을 연결
    • 시스템 설계 단계 : 논리회로들을 연결. 프로세서, 입출력 제어장치 등 설계
    • 실제적 설계 단계 : 시스템 설계단계의 부품들을 PBC나 와이어 랩 기판에 배치

 

디지털 논리회로

• 개요
  • 2진 디지털 논리를 논리 게이트로 구현한 것
  • 디지털 시스템을 구현하는 기본 요소
  • 디지털 시스템의 논리설계 단계에서 설계됨
  • 종류 : 조합논리회로, 순서논리회로

 

2. 컴퓨터 구성

• 전자식 데이터 시스템 (EDPS)
• 컴퓨터 하드웨어 구성
  • 입력장치, 기억장치, 연산장치, 제어장치, 출력장치

 

3. 직접회로

• 디지털 회로는 직접 회로로 구성
• 집적회로 (IC)
  • 디지털 게이트의 기능을 수행하는 전자 소자를 포함한 반도체 크리스털
  • 칩(chip)
  • 칩 내부의 여러 게이트들은 회로의 목적에 부합되도록 상호 연결
• 집적도 : 단위 실리콘 칩에 집적할 수 있는 게이트 수
  • 소규모 집적 : 몇 개의 독립된 게이트 내장
  • 중규모 집적 : 약 10~100여 개의 게이트 내장
  • 대규모 집적 : 수백 ~ 수천 개의 게이트 내장
  • 초대규모 집적 : 수천 개 이상의 게이트 내장
  • 평가 : 팬-아웃, 팬-인 / 전력 소모 / 전파지연 시간 / 잡음 여유
• 디지털 논리계열 : 디지털 논리 회로는 집적회로로 구성
  • 논리 계열
    • 기본 회로 설계를 공유하난 집적회로의 그룹
    • 각 논리 계열의 기본적 회로 : NAND 게이트 또는 NOR 게이트
• 양논리/음논리
  • 게이트의 입력과 출력에 대한 2진 신호는 두 값 중 한 값을 가짐
  • 두 논리갑(0, 1)에 대한 두 신호값(H, L)을 할당
  • 양논리 시스템 : 높은 값 H를 논리값 1로 하고, 낮은 값 L을 0으로함
  • 음논리 시스템 : 낮은 값 L을 논리값 1로 하고, 높은 값 H를 0으로 함

 

 

 

 

 

 

내용 출처

-      

한국방송통신대학교

"디지털 논리회로" 강의 및 교재