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論理 回路 - 위키百科, 우리 모두의 百科事典

論理 回路 ( 英語 : logic gate )는 불 臺數 를 物理的 裝置에 具現한 것으로, 하나 以上의 論理的 入力값에 對해 論理 演算 을 遂行하여 하나의 論理的 出力값을 얻는 電子回路 를 말한다. AND , OR , NOT 의 基本 불 代數를 遂行하며, 이 基本 불 臺數들의 結合으로 複合的인 論理 機能을 遂行한다.

文脈에 따라서 理想的인 論理 回路 라는 말을, 인스턴스에 對해서 上昇 時間 이 없고 無制限의 팬아웃 이라고 解釋하거나 非以上的 物理裝置라고 解釋한다. [1]

論理 回路의 設計

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論理 回路의 設計는 論理式 이나 眞理表 가 使用된다. 좀 더 回路圖的인 表記 手段으로 MIL 記號 等 論理 素子 記號가 使用되었다.

1960年代에 標準 論理 IC ( 텍사스 인스트루먼트 의 7400 시리즈)가 登場하자 아날로그 回路 設計와 論理 設計를 分離하여 單純하게 具現할 수 있게 되었다.

작은 規模에서는 論理 素子 記號로 設計할 수 있지만 規模가 커지면 힘들어진다. 그렇기 때문에 1990年代부터 大規模 回路 設計에는 하드웨어 技術 言語 가 使用되고 있다. 그리고 集積 回路 技術의 發展에 對應할 수 있도록 다양한 모델에 適用이 可能한 獨立的인 모델(動作 技術)을 使用하여 設計한다.

1990年代 後半에는 開發品의 境遇 論理 回路 프로그램을 利用하여 PLD , CPLD, FPGA을 使用하였다. 量産品이나 높은 性能이 要求될 境遇 ASIC 를 使用했다.

組合 回로

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入力 信號만으로 出力이 決定되는 回路이다.

論理 게이트

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AND , NOT , OR , XOR 等 基本이 되는 論理 演算 을 遂行하는 것이다. 덧붙여서 一般的인 論理 回路 設計를 하는 技術者는 數學의 論理 演算 記號와 다른 記號를 使用하여 論理式을 記述하는 境遇가 많다.

論理 論理式 回로 記號(MIL 記號)
NOT    
OR    
AND    
XOR    
NOR    
NAND    

應用 回로

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順次 回로

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以前 狀態의 信號와 外部 入力 信號에 따라 出力이 決定되는 回路이다. 以前狀態 가 繼續 維持되려면 出力을 入力에 反映하는 되먹임 論理回路 構造를 갖는다.

래치와 플립플롭

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制御 信號에 따라, 現在의 入力 信號가 貯藏되거나 以前의 入力 信號를 保管 維持하는 것이다.

래치와 플립플럽의 差異 는 入力이 들어왔을 때, 出力에 反映하는 方式이 다르다.

  • 래치?: 入力이 들어왔을 때, 條件이 맞으면 바로 反映된다. 單, EN 信號가 있을 境遇, 이 條件이 滿足해야 한다.
  • 플립플럽?: 入力이 들어왔을 때, 클럭(CLK, CK, clock)의 同期 信號에 依해 入力이 反映된다.

플립플럽 은 入力을 反映하는 時點이 上昇에지(클럭에서 論理 L에서 H로 바뀌는 瞬間)나 下降에지(클럭에서 論理 H에서 L로 바뀌는 瞬間)에서 反映한다. 이 反映時點 動機를 위해 래치보다 回路가 複雜하다.

플립플롭 (Flip - Flop)

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플립플롭 은 클럭(CLK, CK 等으로 表記) 信號에 동기화되면서 入力 값(D, S, J 等)을 出力한다. 이 값들은 다음 클럭이 入力되기 前까지 保存된다.

  • D 플립플롭
  • J-K 플립플롭
  • T 플립플롭
  • A 플립플롭

完全 同期式 回로

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全體가 同一한 클럭 으로 動作되는 回路이다.( 動機클럭 設計 ) 特히 大規模 回路에서 넓게 使用되고 있다.

  • 設計할 때 大規模 回로 시뮬레이션이 빠르다.
  • 製造할 때 모든 래치의 1, 0 變化 테스트를 하는 벤치 프로그램 製作이 쉽다.

카운터

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레지스터와 게이트로 構成되어서 順序에 따라서 一定한 出力이 나오고, 일정한 週期가 되면 元來 狀態로 되돌아간다.

  • 필드 코드 카운터(Filled Code Counter): 모든 出力의 狀態가 使用되는 것.
    • 2 비트 코드 카운터
    • 그레이 코드 카운터
    • 李瑱 카운터
  • 言필드 코드 카운터(Unfilled Code Counter): 出力의 一部만 使用되고, 그 밖에는 알 수 없는 狀態가 되는 것.
    • 3 비트 以上의 코드 카운터
    • 링 카운터
    • M系列 發生機 (LFSR: Linear Feedback Shift Register)

入力 信號에 따라서 카운터, 레지스터, 게이트 等으로 製作된 回路가 年産 및 一連의 動作을 하는 것이다.

循次回路에서 狀態度를 活用한 設計 技法

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循次回路에서의 設計에서 많이 使用 方法 中의 하나가 狀態 技法이다.

  • 狀態도 活用?: 設計 目的을 具現하기 위해 動作 狀態를 抽象化 하여 狀態度를 그린다. 이 狀態道에 入力과 出力을 標示하고 論理回路를 利用하여 回路化 하면 된다.

活用도

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컴퓨터 , 프로그래머블 로직 컨트롤러 (PLC, 工業用 制御 프로세서), 디지털 信號 處理裝置 等은 論理 回路를 利用해 만들어진다.

各州

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  1. Jaeger, Microelectronic Circuit Design, McGi5'osex raw-Hill 1997, ISBN  0-07-032482-4 , pp. 226-233

같이 보기

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