1.1 강의소개
- 강의 개요 및 목표
- 논리회로 강의 개요, 진행 방식, 평가 방식, 교재 등에 대한 전반적인 소개가 이루어짐.
- 블렌디드 러닝(온라인 강의 + 오프라인 강의) 방식을 활용하여 온라인으로 이론을 수강하고, 오프라인에서 복습 및 팀 과제를 진행하는 방식.
- 학습 내용
- 논리회로의 주요 개념(불 대수, 논리 게이트, 조합회로, 순차회로, 멀티플렉서, 디코더 등)과 HDL(Verilog HDL)을 활용한 논리회로 설계 포함.
- 교재로 "디지털 논리 회로"를 사용하고, HDL 관련해서 3권의 부교재를 참고.
- 각 주차별 강의 계획과 학습 목표가 정리됨.
- 평가 방식
- 플랜 A: 중간고사 30%, 기말고사 30%, 팀워크 및 과제 10%, 설계 과제 30%.
- 플랜 B: 중간고사 20%, 기말고사 50%, 팀워크 및 과제 10%, 설계 과제 20%.
- 두 개의 평가 방식 중 더 높은 점수를 반영.
- 강의 특징
- 공학 인증(ABEEK) 학습 성과와 연계.
- 팀워크와 의사소통 능력(PO6, PO7)도 평가 대상.
- 강의 지원 시스템을 통해 자료 제공.
💡 보완 설명
- 논리회로의 중요성: 현대 디지털 시스템(컴퓨터, 스마트폰, 자동차 제어 등)의 근간을 이루는 분야로, 임베디드 시스템과 밀접한 연관이 있음.
- Verilog HDL의 필요성: 논리회로를 하드웨어적으로 구현하기 위한 하드웨어 기술 언어로, 실제 설계 및 FPGA 구현을 위해 필수적.
1.2 들어가기 분석 및 보완
- 아날로그와 디지털 신호 비교
- 아날로그 신호: 연속적인 값(온도, 소리, 빛 등)
- 디지털 신호: 이산적인 값(0과 1)
- 디지털 시스템의 장점
- 잡음에 강함
- 설계가 편리함
- 정보 저장 및 가공 용이
- 정확성과 정밀도 향상
- 소형화 및 가격 절감
- ADC와 DAC
- ADC (Analog to Digital Converter): 아날로그 신호 → 디지털 신호 변환
- DAC (Digital to Analog Converter): 디지털 신호 → 아날로그 신호 변환
- 변환 과정: 표본화(Sampling) → 양자화(Quantization) → 부호화(Encoding)
- 디지털 정보 표현
- 비트(Bit): 0과 1을 표현하는 가장 작은 단위
- 니블(Nibble): 4비트
- 바이트(Byte): 8비트 (1바이트 = 1캐릭터)
- 워드(Word): CPU마다 다름 (예: 16비트, 32비트)
- 정논리 vs 부논리
- 정논리: 5V → 1 (High), 0V → 0 (Low)
- 부논리: 5V → 0 (Low), 0V → 1 (High)
- 펄스와 주파수
- 펄스(Pulse): High와 Low가 반복되는 신호
- 주파수(Frequency, Hz): 1초 동안 반복되는 횟수
- 주기(Period, T): 한 사이클에 걸리는 시간 (주파수와 역수 관계)
- 논리회로의 분류
- 조합논리회로: 입력만으로 출력이 결정됨 (예: 덧셈기, 디코더)
- 순차논리회로: 현재 상태와 이전 상태에 따라 출력이 결정됨 (예: 플리플롭, 카운터)
- 논리소자의 패키징
- DIP(Dual Inline Package): 핀이 양쪽에 배치된 형태 (실습용)
- SMD(Surface Mount Device): 기판에 표면 실장 (소형화)
- 논리소자의 복잡도 분류
- SSI (Small Scale Integration): 100개 이하의 트랜지스터
- MSI (Medium Scale Integration): 100 ~ 1,000개
- LSI (Large Scale Integration): 1,000 ~ 10,000개
- VLSI (Very Large Scale Integration): 10,000 ~ 1,000,000개
- ULSI (Ultra Large Scale Integration): 1,000,000개 이상
- PLD (Programmable Logic Device)
- CPLD (Complex Programmable Logic Device)
- FPGA (Field Programmable Gate Array)
- HDL (Hardware Description Language): Verilog, VHDL 사용
💡 보완 설명
- ADC/DAC 추가 설명:
- ADC는 센서(마이크, 온도센서 등)에서 데이터를 받아 디지털 신호로 변환할 때 사용됨.
- DAC는 오디오 출력, 디지털 디스플레이에서 아날로그 신호를 생성할 때 필요.
- 샘플링 주파수가 높을수록 원본 아날로그 신호에 가까운 디지털 신호를 얻을 수 있음.
- 디지털 회로 설계의 중요성:
- 현대 전자기기의 기본이 되는 기술.
- 자동차, 모바일, AI 가속기, 임베디드 시스템 등에 필수적.
총평
- 강의 개요 및 진행 방식이 상세히 설명되었으며, 디지털 회로의 기본 개념을 충분히 다루었음.
- ADC/DAC, 신호 변환 과정, 논리회로 패키징 등의 내용을 보완하면 더욱 명확한 이해가 가능.
- 향후 Verilog HDL 및 FPGA 구현에 대한 학습이 필요할 것으로 예상됨.