Juwon Cha

Done Is Better Than Perfect

📚디지털 시스템

📄시스템

  • 검은상자형 시스템
    입력과 출력이 있는 검은 상자로 정의됩니다. 입력과 출력에 대해서만 관심을 갖습니다.

  • 구성요소의 집합으로서의 시스템
    검은상자 내부에 관하여 규정한 것 입니다. 시스템의 목적을 달성하기 위해 상호작용하는 구성요소의 집합으로 정의됩니다.


📄아날로그와 디지털

  1. 데이터의 근사적 표현
    • 아날로그 표현 방식: 연속적인 값
    • 디지털 표현 방식: 비연속적인 값

  2. 아날로그 시스템과 디지털 시스템
    • 아날로그 시스템
      입력과 출력이 아날로그 데이터인 시스템입니다. 현존하는 거의 모든 자연 시스템이 여기에 속합니다.

    • 디지털 시스템
      입력과 출력이 디지털 데이터인 시스템입니다. 디지털 시계, 온도계, 컴퓨터 등이 있습니다.

  3. 디지털 시스템의 장점
    • 편리성
    • 융통성
    • 단순성
    • 안정성
    • 견고성
    • 정확성



📄디지털 시스템의 설계 및 논리회로

  1. 디지털 시스템의 설계
    • 회로 설계 단계
      논리회로의 기본소자인 게이트나 단위기억소자인 플립플롭 같은 논리소자를 만들기 위해 능동소자와 수동소자를 연결하는 단계입니다.

    • 논리 설계
      조합논리회로 또는 순서논리회로를 만들기 위해 논리소자를 연결하는 단계입니다.

    • 시스템 설계
      조합논리회로, 순서논리회로, 기억장치 등을 연결하여 프로세서, 입출력 제어장치 등을 설계하는 단계입니다.

    • 실제적 설계
      부품을 프린트 회로 기판 또는 와이어랩 기판에 배치하는 단계입니다.

  2. 디지털 논리회로의 개요
    2진 디지털 논리를 논리게이트로 구현한 것이 디지털 논리회로이며 디지털 시스템의 기본소자가 됩니다.
    저장 요소의 유무에 따라 조합논리회로와 순서논리회로로 구분됩니다.

    • 조합논리회로: 저장요소가 없는 가장 간단한 형태의 논리회로입니다.
    • 순서논리회로: 저장요소가 있는 논리회로입니다. 저장요소는 주로 1비트의 데이터를 저장할 수 있는 플립플롭을 이용합니다.




📚컴퓨터 구성

📄컴퓨터 시스템

컴퓨터는 전자식 데이터 처리 시스템이라고 할 수 있습니다. 하드웨어, 소프트웨어, 데이터, 프로시저, 사람 등 다섯 가지 구성요소를 갖는 컴퓨터 시스템 모델을 생각해볼 수 있습니다.

📄컴퓨터 하드웨어 구성

  1. 입력장치
  2. 기억장치
  3. 연산장치
  4. 제어장치
  5. 출력장치


📄디지털 컴퓨터의 구성

디지털 컴퓨터는 기본적으로 앞에서 다룬 컴퓨터 하드웨어 구성을 따릅니다.

  • 입력장치로는 키보드, 마우스, 스캐너 등이 있습니다.
  • 기억장치로는 하드디스크드라이브, SSD, 자기테이프 등이 사용될 수 있습니다.
  • 출력장치로는 프린터, 모니터 등이 활용되고 있습니다.
  • 연산장치와 제어 장치를 묶어서 처리기 또는 프로세서라고 부릅니다.




📚집적회로

📄개요

집적회로는 디지털 게이트의 기능을 수행하는 전자소자를 포함하는 작은 실리콘 반도체 크리스털로서 칩이라고도 합니다.


📄집적회로의 집적도

집적도란 단위 실리콘칩에 집적할 수 있는 게이트의 수를 말합니다. 쉽게 말해, 실리콘 칩에 넣을 수 있는 게이트 수를 말합니다.

  1. 소규모 집적
    내장 게이트 수는 대체로 10개 이하입니다. 입출력이 패키지 핀에 직접 접속되어 있습니다.

  2. 중규모 집적
    단위 패키지 내에 대략 10개에서 100개의 게이트를 내장하고 있습니다. 디코더, 가산기, 레지스터 등의 기능을 수행합니다.

  3. 대규모 집적
    단위 패키지당 수백에서 수천 개의 게이트를 내장하고 있습니다. 프로세서, 기억장치칩 등이 있습니다.

  4. 초대규모 집적
    단위 패키지 내에 수천 개의 게이트를 내장하고 있습니다. 대규모 기억장치배열, 마이크로컴퓨터칩이 여기에 속합니다.


📄집적회로의 특성

  1. 팬-아웃, 팬-인
    팬-아웃은 게이트의 출력에 연결될 수 있는 최대 입력게이트의 수입니다. 논리계열의 팬-인은 논리게이트가 가질 수 있는 최대입력수를 말합니다.

  2. 전력소모
    게이트가 동작할 때 필요한 전력을 말합니다.

  3. 전파지연시간
    2진 신호가 값이 바뀌었을 때 입력에서 출력까지 신호의 변화가 전달되는데 걸리는 평균시간을 말합니다.

  4. 잡음여유
    회로의 기능을 정상적으로 수행할 수 있는 잡음전압의 최대값입니다.


📄양논리와 음논리

게이트의 입출력에서 2진 신호는 상태가 변하지 않으면 두 값 중 한 값을 가집니다. 이 신호값을 논리값 0, 1로 표시합니다. 두 논리값 0, 1에 대한 두 신호값 H, L을 할당하는 방법이 두가지가 있습니다.

  • 양논리 시스템
    높은 신호값을 H로 표시, 낮은 신호값을 L로 표시할 때, H를 논리값 1로 하고 L을 논리값 0으로 할당합니다.

  • 음논리 시스템
    반대로, 낮은 신호값 L을 논리값 1, 높은 신호값 H를 논리값 0으로 할당합니다.

양논리와 음논리
출처: https://www.electroniclinic.com/logic-gates-in-digital-electronics-complete-guide/

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