한양대 디지털 IC 개요 및 조합논리회로

문서 내 토픽

1. 조합논리회로

조합논리회로는 현재 입력에 따라 출력이 항상 똑같이 결정되는 논리회로를 뜻한다. 이와 반대로, 순차논리회로는 현재 입력 뿐만 아니라 이전 입력에도 영향을 받는다. SOP (SUM OF PRODUCT)와 POS (PRODUCT OF SUM)의 차이도 알아야 한다. SOP는 곱의 합이고 POS는 합의 곱이다. 간략화된 곱의 합의 기능을 하기 위해서는 1. Algebraic(대수) 간략화 방식 2. K-MAP 3. Quine-McCluskey 방식이 있다. 1번은 정확하지만 한 눈에 보기 어려운 단점이 있고, 3번은 표를 이용하는 방식으로써 컴퓨터에서 실현하기 적합한 방식이기에 주로 2번 K-MAP을 사용한다. K-MAP은 불 대수에서 확장된 논리 표현인 함수를 단순화 시키는 방법으로 일정한 상호관계를 이용해야 한다. TRUTH TABLE을 이용해 K-MAP을 그려나간다. K-MAP에는 꼭 F=m ( ... )인 Minterm을 작성해주는 것을 유의해야 한다.
2. AND-OR 논리회로

출력값이 true 1인 것은 2번, 3번, 7번이므로 minterm Y=Z= 2,3번 묶으면 a'bc + a'bc' 이므로 a'b ( c+c' ) = a'b이다. m (2,3,7)을 작성한다. 또한, 3,7번 묶으면 a'bc + abc 이므로 bc ( a+a' ) = bc이다. 따라서, Y=Z=m (2,3,7) = a'b + bc 이다. Y=Z=m (2,3,7) = a'b + bc 이므로 AND-OR Logic Circuit에서 a에 NOT GATE를 추가한다. 그 후 a,b를 AND GATE로 묶어주고 b,c를 AND GATE로 묶어준 뒤 두 개의 논리 게이트를 OR GATE로 정리한다.
3. NAND-NAND 논리회로

Y=Z=m (2,3,7) = a'b + bc을 NAND-NAND Circuit로 구성할 수도 있다. NAND 회로로 구성한다면 74LS04, 74LS08, 74LS32 3개의 게이트가 하나의 게이트 74LS00 로 합쳐질 수 있다. 회로를 설계한 뒤, 2번 회로의 OUTPUT DATA와 4번 회로의 OUTPUT DATA가 같다는 것을 통해 같은 값을 출력한다는 것을 알 수 있다. AND-OR에서 NAND-NAND Logic Circuit로 바꾸게 되면, 게이트도 1개만 쓸뿐더러 복잡한 회로를 더 깔끔하게 설계할 수 있다는 장점이 있다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 조합논리회로

조합논리회로는 입력 신호에 따라 출력 신호를 생성하는 논리 회로입니다. 이 회로는 AND, OR, NOT 등의 기본 논리 게이트를 사용하여 복잡한 논리 기능을 구현할 수 있습니다. 조합논리회로는 디지털 시스템 설계에 필수적인 요소로, 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 예를 들어 컴퓨터 프로세서, 메모리 장치, 통신 장비 등에 사용됩니다. 조합논리회로는 입력 신호에 따라 즉시 출력 신호를 생성하므로 빠른 응답 속도를 가지고 있습니다. 또한 회로 구조가 단순하여 설계와 구현이 용이합니다. 그러나 메모리 기능이 없어 이전 입력 신호에 대한 정보를 저장할 수 없다는 단점이 있습니다. 따라서 순차논리회로와 함께 사용되어 보다 복잡한 디지털 시스템을 구현할 수 있습니다.
2. AND-OR 논리회로

AND-OR 논리회로는 조합논리회로의 대표적인 예로, AND 게이트와 OR 게이트를 조합하여 구현됩니다. 이 회로는 입력 신호들을 AND 연산하여 중간 신호를 생성한 후, 이를 OR 연산하여 최종 출력 신호를 생성합니다. AND-OR 논리회로는 다양한 논리 기능을 구현할 수 있어 디지털 시스템 설계에 널리 사용됩니다. 예를 들어 덧셈기, 곱셈기, 비교기 등의 산술 논리 장치에 활용됩니다. 또한 메모리 장치의 어드레스 디코더, 버스 중재기 등에도 사용됩니다. AND-OR 논리회로는 회로 구조가 단순하고 구현이 용이하다는 장점이 있습니다. 그러나 입력 신호의 수가 많아질수록 회로가 복잡해지는 단점이 있습니다. 따라서 대규모 디지털 시스템 설계에서는 다른 논리 회로 구조를 함께 사용하는 것이 일반적입니다.
3. NAND-NAND 논리회로

NAND-NAND 논리회로는 NAND 게이트를 사용하여 구현된 조합논리회로입니다. NAND 게이트는 모든 입력이 1일 때만 0을 출력하는 논리 게이트로, 이를 조합하여 다양한 논리 기능을 구현할 수 있습니다. NAND-NAND 논리회로는 AND-OR 논리회로와 유사한 기능을 수행할 수 있지만, 회로 구조가 더 단순합니다. 이로 인해 회로 설계와 구현이 용이하고, 집적도가 높아 소형화가 가능합니다. 또한 NAND 게이트는 NOT 게이트와 AND 게이트를 결합한 형태이므로, NAND-NAND 논리회로는 NOT 게이트와 AND 게이트를 사용하는 회로보다 더 효율적일 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 NAND-NAND 논리회로는 메모리 장치, 프로세서, 통신 장비 등 다양한 디지털 시스템에 활용됩니다. 다만 입력 신호의 수가 많아질수록 회로가 복잡해지는 단점이 있습니다.