[Pdf] 임베디드 시스템 초보자를 위한 디지털 Ic의 구조와 동작

현대 하드웨어의 대부분은 마이크로컴퓨터나 CPLD,

FPGA 등 고기능으로 프로그래머블한 IC와 단기능 디지털

IC의 조합으로 되어 있다.

사용 간편성을 더 높이기 위해 버퍼, 보호회로를 내장한

마이크로컴퓨터나 PLD도 많이 탄생하였으며 속도 등이 요

구되지 않는다면 IC의 단순 조합작업으로 간단하게 시스템

을 만들 수 있는 시대가 됐다.

옛날에는 납땜 인두를 잡고 눈앞에서 실제 동작하고 있

는 회로와 접하며 물품을 제작했지만 오늘날에는 소프트웨

어 개발이나 HDL 프로그래밍 등 PC의 키보드만 두드리

는 작업이 대부분이다. IC 속에서 어떠한 소자가 어떻게 동

작하고 있는가 등을 생각해보지 않은 사람도 많을 것이다.

어셈블러를 알고 있는 사람이 기술한 C＋＋ 프로그램과

알지 못하는 사림이 기술한 C＋＋ 프로그램에서는 완성된

프로그램의 크기나 스피드가 다르다. 하드웨어를 설계할

때에도 디지털 IC의 내부 동작을 이해하고 있는가의 여부

에 따라 완성된 시스템의 성능이나 신뢰성이 크게 변한다.

그래서 새삼스럽지만, 순정 제품의 아날로그 회로 시뮬

레이터 PSpice(평가판)를 사용하여 단기능 디지털 IC의

내부동작을 시뮬레이션하고 그 아날로그 동작을 이해하고

자 한다.

디지털 IC는 1과 0의 세계에서 동작하고 있는

것이 아니다

그림 1은 AND 회로와 입력, 출력의 관계이다. 진리값

표와 같이 입력 A와 B가 모두“H”일 때에만 출력 Y가“H”

로 된다. 입력이 그 이외일 때에는“L”이 출력된다. 이

AND 회로의 2가지 입력 A와 B에 그림 1(c)와 같은 신호

를 입력했을 경우를 상정해본다. 입력신호는, 시각 0~tA인

동안은 A＝“H”, B＝“L”, 시각 tA에서 동시에 반전한다.

교과서대로 AND 회로가 동작하면 출력 Y는 변동되는

일 없이“L”상태로 된다. 그러나 실제로 만들어 실험해보
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