본문 바로가기
  • 감각 기록.
Maker life/CS

[디지털논리회로] 헷갈리는 용어 정리

by (주)양말 2023. 10. 23.

공부하다가 헷갈려서 간단히 정리해보는 용어들

  1. 반도체 소자
  2. 트랜지스터
  3. 집적회로
  4. 플립플롭
  5. 레지스터
  6. 카운터

 
1. 반도체 소자(Semiconductor device)

  • 반도체 물질의 특성을 이용하여 만들어진 전자 회로 부품
  • 소자(device)란 어떤 기능을 가진 물체를 말한다.
  • 집적도(intergration)를 기준으로 개별소자와 IC(집적회로)로 분류할 수 있다.
    • 개별소자란 한 개의 소자이다.
    • IC는 두 개 이상의 반도체 소자 그룹이다.

2. 트랜지스터(Transistor)

  • 반도체를 이용하여 전자 신호 및 전력을 증폭하거나 스위칭하는(on/off하는) 데 사용되는 반도체 소자
  • 현대 전자 기기를 구성하는 굉장히 흔한 기본 부품 중 하나이다.
  • 세 개 이상의 전극이 있다.

3. 집적회로(Integrated Circuit, IC)

  • 칩(Chip)이라고도 한다.
  • 두 개 이상의 반도체 소자를 집적해서 하나의 칩으로 만든 것으로 전자회로를 이루고 있다.
  • 매우 많은 수의 작은 트랜지스터가 들어있다.
    • 집적회로는 여러 독립된 요소를 집적해서 하나의 칩으로 만든 것인데 각각의 트랜지스터 칩을 이용해서 회로로 만들 때보다 훨씬 작게 만들 수 있다. 집적회로는 손톱 수준의 크기에 수십억 개의 트랜지스터나 다른 전자부품이 들어갈 수 있을 정도로 조밀하게 만들 수 있다.

4. 플립플롭(Flip-Flop)

  • 한 비트의 2진 정보를 저장할 수 있는 장치
  • 순서논리회로의 기본 요소이다. 플립플롭은 이전 상태를 계속 유지하여 저장한다. 디지털 시스템 설계에서의 회로를 구성할 때, 조합논리회로와 결합하여 순서논리회로의 기능을 구현하는 중요한 요소이다.
  • 정보는 전원이 있을 때만 보관, 유지되며 전원이 차단되면 정보는 사라진다.
  • 플립플롭은 클록 신호를 필요로 한다. 클록 펄스에 의해 출력을 저장하는 동기 순서논리소자이다.
    • 클록 펄스(Clock Pulse): 일종의 트리거(trigger) 신호로서 같은 시스템 내에서 동작하는 각 구성 요소의 모든 동작을 동기화하기 위해 사용되는 전자적 펄스
    • 펄스(Pulse): 매우 짧은 동안만 흐르는 전류. 펄스의 유무를 두 값으로 대응시킴으로써 정보 전달의 수단으로 사용할 수 있음.
  • 플립플롭에는 여러 종류가 있으며, 각각의 차이점은 그들이 가진 입력의 개수와 상태를 변화시키는 방법에 있다.

5. 레지스터

  • 데이터를 일시 저장하거나 전송하는 장치
  • 컴퓨터에서 계산된 결과 데이터를 임시로 보관하는 임시기억장치, 2진수의 보수를 구하거나 곱셈 또는 나눗셈의 연산 등에 다양하게 사용된다.
  • 여러 개의 플립플롭을 연결한 플립플롭의 그룹으로 이루어진다.
  • 1개의 플립플롭은 한 비트의 2진 정보를 저장하는 기억소자이므로, 여러 개의 플립플롭이 연결된 레지스터는 2진 정보를 저장할 수 있는 2진 기억소자들의 집합체가 된다. 따라서 n비트 레지스터는 n개의 플립플롭으로 구성되고, n비트의 2진 정보를 저장할 수 있다.
  • 레지스터는 여러 비트를 일시적으로 저장하거나, 배열된 비트를 좌우로 자리 이동을 시키는 데 사용할 수 있다. 따라서 레지스터는 데이터 적재 레지스터와 시프트 레지스터로 구분할 수 있다. 또한 입출력 방식에 따라 직렬입력-직렬출력 레지스터, 직렬입력-병렬출력 레지스터, 병렬입력-직렬출력 레지스터, 병렬입력-병렬출력 레지스터의 네 가지 기본 형태로 분류된다. 그리고 데이터의 자리 이동 방식에 따라 왼쪽 시프트(left shift) 레지스터, 오른쪽 시프트(right shift) 레지스터, 양방향 시프트(bidirectional shift) 레지스터로 분류된다.

6. 카운터

  • 입력되는 클록 펄스의 적용에 따라 미리 정해진 순서를 밟아 가는 특수한 형태의 레지스터
  • 플립플롭을 사용하는 순서논리회로로서 클록 펄스가 입력될 때마다 미리 정해진 일련의 순서에 따라 상태가 변한다.
  • 카운터에서는 외부에서의 입력이나 출력이 없으며, 상태 변화는 클록 펄스를 통해서 수행된다.
  • 이러한 카운터를 구성하는 플립플롭은 여러 종류가 사용될 수 있지만 토글 상태가 있는 T 플립플롭이나 JK 플립플롭이 흔히 사용된다.

 
출처