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디지털 논리 회로 - 조합회로 설계의 절차

 본 글은 컴퓨터시스템구조를 배우며 공부 및 복습 목적으로 작성되었습니다. 그러므로 방문자 분들에게는 적합하지 않을 수 있습니다!


하드웨어 : 컴퓨터의 모든 전자 부품과 주변 장치를 구성하는 전자기적 부품들

소프트웨어 : 컴퓨터의 다양한 정보 처리 작업을 수행하는 명령어와 데이터 들로 구성됨

프로그램 : 컴퓨터에서 연속된 명령어들

데이터 베이스 : 프로그램에 의해 조작되는 데이터

RAM : 랜덤 접근 장치, CPU가 이진 정보를 입력하거나 가져올 때 언제나 일정한 시간이 소요되기 때문에 임의 접근 기억장치 라고 부른다.

컴퓨터구조에서는 사용자의 입장에서 컴퓨터의 구조나 동작에 관심을 두고서, 정보의 형식이나 명령어 집합, 메모리 주소 기법 등을 연구한다.


디지털 컴퓨터에서 이진 정보는 물리량인  전압 신호를 사용해서 표현한다.

이진 정보 처리는 게이트 라 불리는 논리 회로에서 행해진다.


부울대수

부울 대수는 이진 변수와 논리 동작을 취급하는 대수이다. 변수는 A, B, x, y와 같이 문자로 표시한다.

부울 대수의 목적은 디지털 회로의 해석과 설계를 쉽게하는데 있다.

디지털 논리게이트디지털 논리게이트

De morgan 정리

(x + y)' = x'y'

(xy)' = x' + y'

부울대수의 기본관계부울대수의 기본관계

1.4 맵의 간소화

 진리표로부터 논리 표현식을 얻게된다.

맵 방법에는 Karnaugh 맵과 Veitch 다이어 그램이 있다.

진리표에서 변수의 각 조합을 민텀(minterm)이라 한다.


맵은 여러 개의 사각형의 구역으로 이루어지고, 각 사각형의 구역은 각각의 민텀을 표시하게 그려진다.

 인접 구역의 1을 가능한 크게 묶는데, 단 2, 4, 8개씩, 즉 2의 승수로 묶는다. 묶어낸 각각의 그룹은 대수항을 표시하고 이들의 논리합(OR)를 취하면된다. 

논리 곱의 논리합.


 경우에 다라서는 논리합의 논리곱을 쓰는 편이 유리할 때가 있다.

논리합의 논리곱의 경우 : 함수가 0이되는 민텀 구역에 0을 넣고 인접한 0을 크게 묶는다.

그럼 그것은 F'이 되고 한번더 '를 해주어 (F'') F를 얻는다.

팁 : 0을 묶은 것은 0을 묶은 것이기 때문에 '를 해주어 답을 얻는다.


Don't Care 조건

1이나 0이 되거나 관계없이 함수의 값을 갖는경우.

X로 집어넣고 묶을 때 1로 보거나 0으로 본다.

간소화 하기에 더 유리한쪽으로 생각해서 묶으면된다.


조합회로

입력과 출력을 가진 논리 게이트의 집합. 출력 값은 입력의 0과 1들의 조합의 함수이다.

이와 상반되는 순차회로!는 게이트 뿐만 아니라 플립플롭과 같은 기억회로를 포함한다.


조합회로 설계의 절차

  1. 문제가 제시된다.
  2. 입력과 출력 변수에 문자 기호를 붙인다.
  3. 입력과 출력 사이의 관계를 정의하는 진리표를 유도한다.
  4. 각 출력에 대한 간소화된 부울 함수를 얻는다.
  5. 논리도를 그린다.

반가산기

 비트 두 개를 산술 적으로 서로 가산하는 조합회로.

전가산기는 밑에 자리로 부터 올라오는 carry까지 고려한다. 그러므로 두 개의 반가산기로 전가산기가 구성된다.

순차회로

모든 디지털 시스템들이 조합 회로를 가지지만 대부분의 경우 순차 회로로 구현되는 저장요소를 필요로한다.

대부분의 순차회로는 불연속적인 특정 시각에만 저장요소에 영향을 주는 동기형 회로이다. 동기화는 클럭 펄스에 의해서 이루어진다.

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