디지털논리설계 ( ) Introduction to Digital Logic Design

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1 디지털논리설계 (40090-04) Introduction to Digital Logic Design
강의 소개

2 교재 제목: 디지털논리회로 저자: 임석구, 홍경호 출판사: 한빛아카데미 출판년도: 2015년

3 강의 홈페이지

4 교재 목차 주교재: 디지털논리회로 Chapter 01: 들어가기 Chapter 02: 수(數)의 체계
Chapter 05: Bool 대수 Chapter 06: 논리식의 간소화 Chapter 07: 조합논리회로 Chapter 08: 플립플롭 Chapter 09: 동기 순서논리회로 Chapter 10: 카운터 Chapter 11: 레지스터 Chapter 12: 메모리와 프로그래머블 논리장치 Chapter 13: 논리회로 실험  Verilog 기초 (option)

5 Do you know what are the following symbols (figures)?
Q S (set) R (reset) 1/0 0/0 1/1 A B C D

6 Do you know what are the following terms?
Boolean algebra Binary, Decimal, Octal, Hexa-decimal NAND, NOR gates Minterms, Maxterms K(arnaugh)-maps Combinational/Sequential circuits Latch, Flip-flops Decoders, Encoders, Multiplexer, Adders, Registers, Counters, …

7 Boolean algebra

8 Logic Circuits for Digital Systems
Combinational Circuit Outputs are determined by the present applied inputs performs an operation, which can be specified logically by a set of Boolean expressions Sequential Circuit logic gates + storage elements (called flip-flops) Outputs are a function of the inputs & bit values in the storage elements state of storage elements is a function of previous inputs

9 Combinational Circuits
consist of input/output variables, logic gates, & interconnections n inputs: 2n possible combinations m outputs: circuit can be described by m Boolean expressions logic gate transforms binary information from input to outputs Combinational Circuit n inputs m outputs

10 예) Binary Adders Addition of 3 binary inputs, 'Full Adder'
Logic Diagram of Full Adder

11 Sequential Circuits sequential circuit
combinational circuit + storage elements storage elements store binary information state of the sequential circuit at given state Outputs = Function of the inputs & present state of the storage elements Next state of storage elements = Function of the inputs & the present state

12 Sequential Circuits Storage elements (Flip-flops) SR f/f JK f/f D f/f
T f/f

13 Sequential Circuits (예)
Clock D C R Y2 Z Y1 X Reset

14 Flip-Flops Characteristic Tables
logical properties of a Flip-Flop in tabular form define the next state as a function of the inputs and present state

15 Computer Architecture
Read Write CPU Input Device Memory Output Device

16 Computer Architecture
CPU Central Processing Unit 연산을 수행하는 부분 작업의 흐름을 제어하는 부분 Memory device 0/1로 표현된 정보(data, program)를 전자기적 형태로 저장 I/O device 컴퓨터와 인간 사이의 정보 변환 BUS 각 구성 요소들을 연결하는 데이터의 통로

17 Central Processing Unit
클럭 (Clock) 컴퓨터가 벽시계라면 시계추의 진동에 해당 중앙 처리 장치가 작업을 수행하는 단위 같은 종류의 CPU라면 초당 클럭 수가 많을 수록 속도가 빨라짐 예) 명령 읽기 해독 데이터 계산 수행 결과 저장

18 Main Memory 정보를 저장해 두었다가 필요할 때 읽어 들이는 저장소로 이용됨
명령어(프로그램)와 데이터를 저장 주소(address)를 통해 자료의 위치를 지정 8 / 16 / 32 / 64 비트 단위로 읽고 씀 *) 워드(word)라 불린다 읽기/쓰기/연산 단위인 워드의 길이에 따라 성능이 달라짐

19 Main Memory RAM (Random Access Memory) 지정한 주소를 바로 읽고 쓸 수 있다
전원이 끊어지면 내용이 지워진다 보조 저장 장치가 반드시 필요함 DRAM (Dynamic RAM) 충전된 전하를 정기적으로 재충전해 주어야 함 SRAM (Static RAM) Transistor로 구성 재충전 필요 없음, 빠른 속도, 전력 소모가 적음. 주로 Cache memory에 사용 expensive

20 Main Memory ROM (Read Only Memory) Special ROMs 주로 읽을 수만 있는 장치
전원이 끊겨도 내용이 보존됨 firmware를 저장해 두는 용도로 이용됨 예) 부트스트랩 프로그램의 저장 Special ROMs PROM: Programmable ROM EPROM: Erasable PROM EEPROM: Electrically EPROM

21 평가 중간고사: 40% 기말고사: 40% 퀴즈: 10% 출석 및 과제: 10% 퀴즈 3회 이상 불참시 F학점 부여
출석 상황이 좋지 않은 경우 출석 비중 높임 출석 비중: 최대 5% 과제: chapter 연습문제 주요 부분