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1. 디지털논리회로 개요
1.1. 디지털 시스템 설계 단계
디지털 시스템의 설계 과정은 크게 회로 설계 단계, 논리 설계 단계, 시스템 설계 단계, 실제적 설계 단계로 나뉜다.
회로 설계 단계는 논리 연산을 수행하는 논리소자를 만들기 위해 능동소자와 수동소자를 연결하는 단계이다.
논리 설계 단계는 조합논리회로 또는 순서논리회로를 만들기 위해 논리소자를 연결하는 단계이다.
시스템 설계 단계는 논리설계 단계에서 만든 조합논리회로나 순서논리회로와 기억장치 등을 연결하여 프로세서, 입출력 제어장치 등을 설계하는 단계이다.
실제적 설계 단계는 프린트 회로 기판이나 와이어랩 기판에 논리회로를 배치하는 단계이다.
이처럼 디지털 시스템의 설계 과정은 순차적인 단계를 거치며, 각 단계에서 수행해야 할 주요 작업이 정의된다.
1.2. 2진수 연산과 진법 변환
2개의 2진수 X=1010100과 Y=1000011이 주어진 경우, 2의 보수를 사용하여 X-Y, Y-X를 구할 수 있다. X의 2의 보수는 0101011이고, Y의 2의 보수는 0111101이다. 따라서 X-Y는 이들의 합인 1100000이 되고, Y-X는 0111101에 1을 더하여 1000000이 된다.
16진수 68BE를 2진수로 변환하면 0110100010111110이 된다. 그리고 이를 8진수로 변환하면 64276이 된다.
불 대수의 보수 연산 규칙을 이용하여 F의 보수를 구할 수 있다. 드 모르간의 법칙에 따라 F의 보수는 (X + Y' + Z) • (X + Y + Z')이 된다.
이와 같이 2진수 연산과 진법 변환은 디지털논리회로 설계에서 매우 중요한 기초 개념이다. 디지털 시스템을 설계할 때 2진수 기반의 연산과 표현법을 정확히 이해하고 활용할 수 있어야 한다. 특히 논리 회로 간소화, 최소항 표현 등 후속 단계의 설계를 위해 필수적인 기술이라 할 수 있다.
2. 논리 연산과 회로 설계
2.1. 불 대수와 논리 게이트
불 대수는 참과 거짓만을 나타내는 2진법을 기반으로 하는 수학의 한 분야이다. 불 대수에서는 논리적 연산을 나타내는 AND, OR, NOT 등의 논리 게이트를 사용한다. AND 게이트는 두 입력이 모두 참일 때만 출력이 참이 되며, OR 게이트는 입력 중 하나라도 참이면 출력이 참이 된다. 반면 NOT 게이트는 입력이 참이면 출력이 거짓이 되고, 입력이 거짓이면 출력이 참이 된다. 이러한 논리 게이트를 조합하여...
