1. introduction

 

 

이번 단원에서 다룰 내용은 크게 어렵지 않다. 말 그대로 간략적인 소개를 하는 단원이다. electronic system의 구성요소와 게이트의 구분 그리고 작동방식 등이 소개되어있는 단원이다.

 

 

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 electronic system

 

 

electronic system은 크게 2가지로 분류할 수 있다. Hardware component와 Software component이다. 그럼 이 2가지 component는 어떻게 구성되어있는 것인가? 

 

Hardware 

-CPU(Central Processing Unit) or microprocessor or DSP Core

-Application processor

-Digital logic circuit ( modem, video codec, audio codec, multilier(증폭기))

-Analog circuit (ADC, DAC, analog amplifier, filter)

-RF circuits (Power amp, Low Noise amp)

-I/O circuit (USB, PIO, SIO)

 

Software

 

-OS (Operating System)

-Embedded system

-firmware

-Application

 

 

 

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 analog vs digital

 

 

 

우리가 접하는 신호는 크게 2가지로 분류할 수 있다. 자연에 존재하는 소리와 같이 아날로그적인 신호와 이산적인 정보와 같은 디지털이다. 2개의 신호가 갖는 특징은 어떤 것들이 있을까?

 

Analog

 

-연속적인 곡선 형태의 신호

-자연에 존재함

-원거리 전달 어려움

 

 Digital

- 이진접을 활용

-정확하고 대형 시스템에 적용가능

-A/D (Analog to Digital),  D/A (Digital to Analog) 변환이 필요

 

 

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1.1 Logic design 의 기본개념

 

 

design: 문제를 해결하기 위해 답을 논리적으로 찾는 과정 or 답을 구성해나가는  프로세스

 

system: 입력 데이터와 출력 데이터를 가지며 실행은 명시적으로 표현된 함수에 의해서 이루어진다.

 

 

inputs

 

↓

 

↓

 

outputs

 

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1.3 디지털 회로의 기본적인 요소

 

 

 

 

switch

 

 

A가 0이면 스위치가 열리며, A가 1이면 스위치가 닫힌다.

 

 

switch gate

 

 

 

switching circuit

 

 

 

 

And gate

 

2개의 스위치가 모두 닫혀야 전류가 흘러 회로가 구성된다. A,B가 모두 1로 구성되어야만 Z=1이 된다.

 

 

 

 

ANDgate

 

 

 

 

 

AND switch

 

 

 

X	Y	X AND Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

 

 

 

 

OR gate

 

 

입력 신호 중 1개만 연결되어도 회로에 전류가 흐른다. A, B 둘 중에 하나만 1이어도 Z=1을 만족한다.

 

 

OR gate

 

 

OR switch

 

 

 

 

X	Y	X OR Y
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

 

 

 

 

NOT gate

 

 

입력된 신호를 반대로 바꿔준다. 

 

 

 

NOT gate

 

 

 

X	NOT X
0	1
1	0

 

 

 

 

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Transistor 

 

논리회로의 기본적인 구성요소

 

 

MOS (Metal-Oxide-silicon) Transister

 

MOS는 크게 nMOS와 pMOS로 2개로 나뉜다. MOS는 gate, source, drain 3가지 terminal로 구성된다. 

 

 

nMOS와 pMOS

-nMOS transister

Gate VDD(1): source와 drain이 연결되어 전류가 흐른다.

Gate GND(0): source와 drain이 연결되어 전류가 흐르지 않는다. 

 

 

-pMos transister--> nMOS와 반대로 된다.

Gate VDD(1): source와 drain이 연결되어 전류가 흐르지 않는다. 

Gate GND(0): source와 drain이 연결되어 전류가 흐른다.

 

 

 

CMOS inverter

 

 

Combinatin of nMOS & pMOS transistor

 

 

CMOS Transistor

 

위의 그림은 NOT gate와 기능이 같으며 실제로 NOT gate를 회로로 구현할 때 위와 같이 한다.

 

 

 

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1.5 논리 설계 과정

 

 

구체화

↓

설계 단계

↓

실행단계

↓

디버깅 단계

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2단원부터는 실제로 회로를 그리고 설계하고 논리 연산을 다루는 방법 등을 소개하도록 하겠다.