20230905_TIL_CS책{ 조합논리, 순차논리 }

조합논리 

- 현재 입력으로 출력이 항상 똑같이 결정되는 논리회로

- ALU의 경우 수학적인 계산은 조합 논리로 구성하고 처리 순서를 조절하는 데는 순차 논리를 사용.

 

반가산기

- 두 비트를 더할 때는 반가산기로 충분

- 올림을 처리하려면 세번째 입력이 필요

 

전가산기

- 반가산기 2개를 사용하는 것 보다 시간 지연이 적음

 

리플 자리올림 가산기

4비트 가산기

- 올림 값이 다음 비트로 넘어감

- 비트 하나를 처리할 때마다 게이트 2개에 해당하는 출력 시간이 지연됨.

- 이를 해결하고자 올림 예측 가산기가 사용됨.

 

디코더

 

3:8 디코더

- 3개의 비트로 8개의 조합이 만들어짐

- 입력이 3개, 출력이 8개이므로 3:8 디코더임.

 

디멀티플렉서 (demultiplexer) - 디먹스(demux)

- 3개의 비트(s2,s1,s0)를 이용하여 디코더를 만들고,

  D_in 입력신호를 받아 8개의 출력을 만들어냄

- 입력 하나로 8개의 출력 중 하나를 표현할 수 있다는 의미

 

실렉터 (selector) - 멀티플렉서 (multiplexer) - 먹스(mux)

- 3개의 비트를 이용하여 디코더를 만들고,
  8개의 input 입력신호를 받아 1개의 output으로 출력을 만들어 냄

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순차논리

- 입력의 현재 상태와 과거 상태를 함께 고려하는 논리

- 조합논리로 흐름의 일부를 기억할 수 없음

- 시간을 만들어 내는 회로와 과거를 기억하기 위한 회로를 살펴봄

 

1. 시간을 만들어 내는 회로 : 발진자

- 인버터를 이용하여 주기를 만들어냄

- 크리스탈을 이용하면 피에조 전기 효과를 통해 주기를 계산할 수 있게 됨.

- 이러한 발진자는 컴퓨터에 클록을 제공함.

 

2. 과거를 기억하기 위한 회로 : 래치

 

- OR 게이트를 활용한 래치

- input이 1이 되면 feedback을 통해 1을 저장하게 됨.

- reset을 하지 못한다는 단점이 있음.

- 위 문제에서 reset을 못한다는 단점을 해결한 AND-OR 게이트 래치

- reset 입력신호를 인버터로 받고 AND 연산자를 통해 OR 게이트 래치로 넘어감

- reset 입력신호가 1이 되면 인버터로 인해 초기화 된다는 의미

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래치 이후에 플립플롭, 레지스터, 메모리에 대한 내용이 나옴

이후 해당 내용도 정리하고 다시 책을 정독할 예정.

 

reference site

1. 조합논리 위키백과

2. 가산기 이미지 위키백과

3. 디먹스와 먹스 이미지

4. 발진자와 래치 이미지