디지털 집적회로
디지털 회로
디지털 정보를 처리하는 디지털 시스템의 하드웨어 (hardware)
집적회로(IC : integrated circuit)
작은 실리콘(silicon) 칩 위에 저항, 커패시터, 다이오드, 트랜지스터
등의 전자부품을 여러 단계의 공정을 거쳐서 내부적으로 상호 연결한 것
IC 칩(chip)
디지털 동작을 수행하는 반도체 소자인 실리콘 반도체
설계/개발 과정
컴퓨터의 구조
Verilog
: Hardware Description Language(HDL) – 디지털 회로 설계 언어
verilog design=digital circuit design
프로그램 가능한 논리 디바이스
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FPGA (Field Programmable Gate Array)
하드웨어를 자유롭게 재구성할 수 있는 보드 -
HDL(Verilog/VHDL)
FPGA에 어떤 회로를 구현할지 기술하는 언어
디지털과 아날로그 신호의 특징
아날로그 신호 (Analog Signal)
연속적(Continuous)으로 변화하는 물리적인 양을 표현
ex. 온도, 습도, 소리, 빛, 연기
디지털 신호 (Digital Signal)
이산적(Discrete)으로 순간적으로 변화하는 물리적인 양을 표현
ex. 디지털 시계의 시, 분, 초
디지털 시스템과 아날로그 시스템
디지털 시스템
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이산적인 정보를 가공하고 처리해서 최종 목적으로 하는 정보를
출력하는 모든 형태의 장치 -
디지털 신호들을 입력으로 받아서 처리하고 다시 디지털 신호로
출력하는 부품들로 이루어진 장치
→ 아날로그를 정확하게 표현 불가
아날로그 시스템
- 연속적인 정보를 입력 받아 처리해서 연속적인 형태의 정보를
출력하는 장치 - 아날로그 신호를 받아서 처리하는 부품들로 구성된 장치
- 입력과 출력이 모두 아날로그 신호
→ 아날로그를 100% 디지털화 할 수 없음
디지털 시스템과 아날로그 시스템
디지털 시스템의 장점
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2진수 체계를 사용함으로써 신호의 불안정 및 외부 잡음에 의한 영향이 작음
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시스템 설계가 용이
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프로그래밍으로 전체 시스템을 제어할 수 있어서
규격이나 사양의 변경에 쉽게 대응 가능 -
디지털 정보의 이산적인 특징 때문에
정보를 저장하거나 가공하기가 쉬움 -
정보 처리의 정확성과 정밀도를 높일 수 있음
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반도체 기술의 향상에 따라 전체 시스템 구성을 소형화 가능,
대량 생산이 가능해 가격이 내려갈 수 있음
디지털 시스템의 한계
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아날로그 값을 디지털 데이터로 표현하는 데 사용될 수 있는 하드웨어의 한계로 인하여 디지털 데이터가 아날로그 값을 저확하게 표현 불가
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비트 수의 한계로 인한 오차 발생할 수 있음
디지털 시스템과 아날로그 시스템의 구조
디지털 정보의 표현
디지털 전압레벨
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디지털 정보를 표현하기 위해 2진수 체계를 사용
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2종류 digit : 0,1 사용
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binary digit = bit : 0 혹은 1
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0 : 0V, low,false (허용 전압 범위 0~1.5V)
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1: +5V, high,true (허용 전압 범위 3.5~5V)
디지털 정보의 표현 단위
- 1nibble = 4bit
- 1byte = 8bit
디지털 정보의 표현
주파수(frequency)
주기적인 파형이 1초 동안에 진동한 횟수를 의미
단위는 Hz
주기(Period)
주기적인 파형이 1 회 반복하는데 걸리는 시간을 의미
주파수와 주기와의 관계
주파수 f , 주기 T
