조합 및 순서, 논리회로

디지털 논리회로

회로의 종류

1. 아날로그 회로

   • 아날로그 전기 신호(연속적 신호)를 처리하는 전자회로

2. 디지털 논리회로

   • 디저털 신호(불연속적 신호)로 나타낸 정보를 처리하는 회로
   • 논리연산(1또는 0에 의한 연산)을 하는 회로
   • 기본적인 논리회로 : NOT회로, AND회로, OR회로

디지털 논리회로의 종류

1. 조합(combinational) 논리회로

   • 출력 값: 입력 값에 의해서만 결정

2. 순차(sequential) 논리회로

   • 출력 값 : 회로의 상태(기억된 정보)와 입력 값에 의해 결정
   • 플립플롭 (Flip Flop)
   • 입력 I(t) -> 조합 논리회로 H(t) <= (loop) => 기억소자 F/F (Clock) -> 출력 O(t)

조합 논리회로

• 출력 값이 그 시점의 입력 값에 의해 결정되는 회로
• 메모리를 갖지 않는 회로
• n Input Variable => Combinational Circuirts => m Ouptut Variable

조합 논리회로의 종류 : (얼마나 간소화 할 수 있을지가 포인트)

NOT회로 : NOR회로 (NOT + OR)
AND회로 : NAND회로 (NOT + AND)
OR회로 : XOR회로 NOT(OR)
반가신기 : 전가산기 (자리 올림수 유무)
디코더 : 인코더
멀티플렉서 : 디멀티플렉서

조합 논리회로의 설계 방법

1. 입력과 출력 조건에 적합한 진리표를 작성함
2. 진리표를 가지고 카르노 도표를 작성함
3. 간소화된 논리식을 구함
4. 논리식을 기본 게이트로 구성함

가산기

• 두 개이상의 입력을 이용하여, 이들의 합을 출력하도록 하는 조합 논리회로
• 반가산기 (자리올림 X), 전가산기 (자리올림 O)

반가산기

• 두 개의 입력과 출력 합(Sum)과 올림수(Carry)가 사용

전가산기

• 두 입력과 하나의 올림수를 사용하여 덧셈 수행

멀티플렉서

• 여러 개의 입력선 중 하나의 입력선 만을 출력에 전달해주는 조합 논리회로

디멀티플렉서

• 멀티플렉서의 역기능을 수행
• 선택선이 N개인 경우 2^N개의 출력선이 존재

순차 논리회로

• 조합 논리회로와 Flip flop을 가지고 구성된 회로
• 출력 값을 입력 값과 회로의 내부 상태에 의해 결정
  • 기억 소자인 Latch나 Flip flop을 사용함
  • 1비트의 기억 능력을 가짐

순차 논리회로 종류

• R-S 플립플롭 (Reset - Set)
• J-K 플립플롭 (R-S 플립플롭 단점 보안)
• D 플립플롭 (Delay)
• T 플립플롭 (Not)

플립플롭이란?

• 1비트를 저장할 수 있는 기억 소자
• Pulse에 의해 주어진 입력과 상태에 따라 현재의 2진 정보를 변경
• 전원 소멸시 정보가 사라지는 휘발성 기억 소자
• 컴퓨터의 주기억장치 RAM, 캐쉬기억장치, 레지스터를 구성하는 기본 회로

R-S 플립플롭

• R(reset)과 S(set)의 두 입력을 받아 Q(현 상태)와 Q’(다음 상태)를 출력
• NAND 게이트를 이용한 RS 플립플롭의 논리회로

진리표 -> 값을 기억함

D 플립플롭

• R, S에 동시에 1이 입력되는 것을 회로적으로 차단
• 입력신호 D가 클록펄스에 의해서 변화 없이 그대로 출력에 전달
  • D 플립플롭의 “D”: 데이터(Data)전달, 지연(Delay) 의미

T 플립플롭

• 두 개의 입력을 하나로 묶어 입력 0이면 Q가 출력, 입력 1이면 Q의 보수 값 출력

J-K 플립플롭

• 입력이 동시에 1이 입력되면 출력은 bar(Q)