디지털 시스템
- 시스템의 정의
- 검은 상자형 시스템 : 입력과 출력을 갖는 검은 상자로 표현, 입출력에만 관심을 가짐
- 구성요소 집합으로서 시스템 : 상자 내부에 관해 규정. 시스템에 부여된 목적을 달성하기 위해 상호작용하는 구성요소들의 집합
- 디지털논리회로에서는 ‘구성요소 집합으로서의 시스템’에 대하여 배움
- 데이터의 표현 방법
- 아날로그 방식 : 데이터를 연속적인 값으로 표현
- 디지털 방식 : 연속적인 값을 근사하여 이산적인 값으로 표현
- 디지털 시스템의 장점
- 편리성 : 데이터가 숫자로 입,출력
- 융통성 : 실행순서의 조정이 가능
- 단순성 : 시스템 설계가 단순
- 안정성 : 0과 1로 유지되므로 높은 안정성
- 견고성 : 잡음 등에 강함
- 정확성 : 논리적인 처리로 정확한 결과 도출
- 디지털 시스템의 설계
- 회로 설계 단계 : 능동소자와 수동소자를 연결시키는 단계
- 논리 설계 단계 : 논리회로를 만들기 위해 논리소자들을 연결시키는 단계
- 시스템 설계 단계 : 논리회로들을 연결하여 프로세서, 입출력 제어장치 등을 설계하는 단계
- 실제적 설계 단계 : 시스템 설계단계의 부품들을 PCB나 와이어 랩 기판에 배치시키는 단계
디지털 논리회로
- 2진 디지털 논리를 논리 게이트로 구현한 것
- 디지털 시스템을 구현하는 기본 요소
- 디지털 시스템의 논리설계 단계에서 설계 됨
- 디지털 논리회로는 저장요소의 유무에 따라 구분
- 조합논리회로 : 저장요소가 없음 (ex.가산기, 디코더 등)
- 순서논리회로 : 저장요서가 있음 (ex. 레지스터, 카운터 등)
컴퓨터 구성
- 컴퓨터 시스템
- EDPS : 전자식 데이터 처리 시스템
- 하드웨어 / 소프트웨어 / 데이터 / 프로시저 / 사람
- 디지털 시스템에서는 위의 5가지 중 하드웨어에 대해 배움
- 컴퓨터 하드웨어 구성
1) 입력장치 : 외부로부터 데이터를 입력
2) 기억장치 : 데이터를 기억하고 저장
3) 연산장치 : 데이터에 대한 산술, 논리연산을 수행
4) 제어장치 : 데이터 처리를 위한 구성요소들을 제어
5) 출력장치 : 처리된 결과를 외부로 출력
집적 회로(IC)
- 디지털 게이트의 기능을 수행하는 전자소자를 포함한 작은 실리콘 반도체 크리스털
- 칩(chip)이라고 함
- 칩 내부에 있는 여러 가지 게이트들은 회로의 목적에 부합되도록 상호 연결
- 집적도 : 단위 실리콘 칩에 집적할 수 있는 게이트 수
- 소규모 집적 (SSI) : 몇 개의 독립된 게이트를 내장
- 중규모 집적 (MSI) : 대략 10~100여 개의 게이트를 내장 (디코더, 레지스터)
- 대규모 집적 (LSI) : 수백~수천 개의 게이트를 내장 (프로세서, 기억장치 칩)
- 초대규모 집적 (VLSI) : 수천 개 이상의 게이트를 내장 (마이크로 컴퓨터 칩)
- 디지털 논리계열
- 디지털 논리회로는 집적회로로 구성
- 기본 회로설계를 공유하는 집적회로의 그룹 : 논리계열
- 각 논리계열의 기본적인 회로는 NAND 게이트 또는 NOR 게이트
- 대표적인 디지털 논리 계열 : TTL / ECL / MOS / CMOS
양논리와 음논리
- 게이트의 입력과 출력에 대한 2진신호는 두 값 중에 한 값을 갖는다
- 두 논리값(0,1)에 대한 두 신호값(H,L)을 할당하는 방법
- 양논리 시스템 : 높은값 H를 1로 하고, 낮은 값 L을 0으로 하는 시스템
- 음논리 시스템 : 낮은 값 L을 1로 하고, 높은값 H를 0으로 하는 시스템
