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1. 서론
우리가 사용하는 텔레비전이나 핸드폰, 컴퓨터 등의 모든 전자기기에 집적회로라는 IC가 들어 있어 집적회로는 전자 공학에선 안될 아주 중요한 전자 부품으로 그 개념의 범위는 굉장히 넓고 복잡하다. 이 리포트의 주제에서 고정 기능 집적회로라는 것은 모노리딕 집적회로로서 한 개의 작은 실리콘 칩(chip)에 구현된 전자회로, 이 회로는 트랜지스터, 다이오드, 저항, 캐패시터 등으로 구성되어 있다. 또한 모놀리딕 집적회로는 한가지 물질로 이루어진 단성을 의미하여 하나의 얇은 실리콘 웨이퍼 위에 개별소자를 동시에 제작하는 방식이다. 이러한 디지털 공학은 신호 저장 후에 재생이 크게 유리하며 다양한 신호처리에 따른 다양한 응용이 가능하며 데이터는 계산에 사용될 수가 있다는 것이다. 이 리포트에서는 디지털 공학의 개념을 바탕으로 고정 기능 IC의 집적도에 따른 분류해 보고, 각 사용 용도를 나열해 보고 각 분류 별 사용 용도에 맞는 그림들을 찾아 첨부하여 설명해 보겠다.
2. 고정기능 IC의 집적도에 따른 분류
2.1. 저밀도 집적회로 SSI(Small Scale Integration)
저밀도 집적회로 SSI(Small Scale Integration)는 칩 1개에 집적된 기능소자 수가 100개 미만으로서 기본적인 디지털 논리 게이트를 포함하고 있다. 수십 개 이하의 트랜지스터들이 집적되는 소규모 IC로 최근에는 주로 기본적인 디지털 게이트들을 포함하는 칩으로만 사용된다.
SSI는 복잡하지 않은 디지털 IC 종류로서 100개 정도의 게이트로 구성된다. 기본적인 게이트 기능과 플립플롭이 여기에 해당한다. 주로 항공우주 분야와 미사일 양산에 적용되었으며, 양산제조 기술이 향상되어 가격이 저렴해지면서 새로운 수요가 생겨났다. 대체로 메인프레임 컴퓨터 등에 사용된다.
2.2. 중밀도 집적회로 MSI(Medium Scale Integration)
중밀도 집적회로 MSI(Medium Scale Integration)는 칩 1개에 집적된 기능소자 수가 100개에서 1,000개 사이인 집적회로를 의미한다. 이러한 MSI는 다음과 같은 용도로 사용된다.
인코더, 디코더, 카운터, 레지스터, 멀티플렉서 및 디멀티플렉서와 같은 조합 회로나 순차 회로를 포함하는 중복잡한 기능의 IC에 사용된다. 예를 들어 데이터 인코딩 및 디코딩, 데이터 선택 및 라우팅, 데이터 저장 등의 기능을 수행하는 회로가 MSI 집적회로에 포함될 수 있다.
또한 소형 기억장치와 같은 기본적인 메모리 블록을 구현하는 데에도 MSI가 사용된다. 이를 통해 보다 복잡한 메모리 시스템을 구축할 수 있다.
MSI는 SSI에 비해 더 복잡한 기능을 수행할 수 있지만, LSI나 VLSI, ULSI에 비해서는 상대적으로 단순한 편이다. 따라서 중간 수준의 복잡도를 요구하는 전자 시스템에 주로 활용되었다.
예를 들어 1970년대와 1980년대의 전자 기기에서 데이터 처리, 제어, 신호 처리 등의 기능을 구현할 때 MSI가 널리 사용되었다. 비록 현재는 더 발전된 LSI, VLSI 등이 보편화되었지만, 특정 애플리케이션에서는 여전히 MSI가 유용하게 활용되고 있다.
2.3. 고밀도 집적회로 LSI(Large Scale Integration)
고밀도 집적회로 LSI(Large Sca...