책 소개
디지털공학은 스마트 IT 융합을 비롯한 디지털 전자장치를 요구하는 모든 전공에서 디지털 시스템을 구현하기 위한 기본이 되는 교과이다. 많은 전자장치는 아날로그 시스템에서 디지털 시스템으로 변화하고 있으며, 아날로그 시스템과 디지털 시스템을 혼용하는 시스템도 많다. 디지털 응용 시스템을 구현하기 위해서는 디지털 하드웨어 구성 능력이 필요하며, 그것에 대한 기본 지식을 알아야 전체 시스템을 구성할 수 있다. 본 교재는 디지털회로 또는 논리회로를 구성하기 위한 기본적인 내용을 포함하고 있다. 학생들이 학습할 때 기본 이론을 나열식으로 공부하는 것보다 이론과 함께 실습을 통해 그 이론을 이해하는 경우가 훨씬 많다. 본 교재는 기존 교재와 달리 논리회로 분석과 설계 실습을 많이 제공하여 이론을 이해해 가도록 하였다. 따라서 본 교재와 기존 교재를 같이 공부를 하면, 학습에 매우 도움이 되리라 생각한다. 본 교재는 디지털공학에 필요한 대부분을 포함하려고 했으나, 아날로그와 디지털과의 변환과 메모리 소자에 대해서는 제외하였다. 이 부분도 디지털공학에서는 필요하지만, 본 교재에서는 조합논리회로, 플립플롭, 순서논리회로(카운터)의 분석과 설계에 더욱 집중하였다. 그 이유는 디지털공학의 가장 기본적인 이해와 논리회로 설계 방법에 대한 많은 실습에 집중하여 기본에 충실하고자 하였다. 아날로그와 디지털과의 변환과 메모리 소자에 대해서는 다음에 포함할 생각이다. 또한 본 교재에서는 하드웨어 기술 언어인 Verilog HDL(Hardware Description Language)을 이용한 논리회로 설계 방법을 포함하여 향후 프로그래밍 가능한 소자(Programmable Logic Device : PLD)인 CPLD 및 FPGA 등을 이용하여 응용 프로그래밍을 수행하는데 있어서 기본적인 도움이 되도록 하였다. 결론적으로 학생들이 본 교재를 기존 이론 교재와 함께 학습하면, 많은 실습을 통해 이론을 이해하면서 학습에 도움이 되리라 생각한다. 교수자들도 본 교재를 이용하여 학생들에게 실습을 통해 이론 이해도를 더욱 향상시킬 수 있으리라 생각된다. 본 교재 내용이 부족하거나 정정할 부분이 있으면 추후 보완하려고 한다. 학생들이 보다 쉽고 즐겁게 디지털공학과 논리회로를 학습하기를 기대해본다.
목차펼치기접기
1. 기본 논리게이트와 부울대수 1 1.1 기본 논리게이트 1 1.2 부울정리 및 드모르간 법칙 5 2. 부울대수를 이용한 논리회로 설계 8 2.1 부울대수를 이용한 논리회로 설계 8 2.2 카르노맵을 이용한 논리회로 설계 9 2.3 논리회로 간략화 기법 10 3. 조합논리회로 설계 및 응용 38 3.1 진리표를 이용한 조합논리회로 설계 38 3.2 패리티 발생기와 패리티 검출기 61 3.3 가산기 및 가감산기 63 3.4 곱셈기 75 3.5 디코더 77 3.6 인코더 92 3.7 멀티플렉서 97 3.8 디멀티플렉서 115 3.9 멀티플렉서와 디멀티플렉서 연결 회로 119 3.10 코드 변환기 127 3.11 3 상태 소자 및 데이터 버싱 131 4. 플립플롭 개요 및 동작 136 4.1 플립플롭 개요 136 4.2 플립플롭 동작 137 4.3 멀티바이브레이터 148 4.3.1 단안정 멀티바이브레이터 149 4.3.2 비안정 멀티바이브레이터 152 5. 순차논리회로 설계 및 응용 154 5.1 비동기식 카운터 설계 154 5.1.1 비동기식 상향 카운터 155 5.1.2 비동기식 하향 카운터 162 5.1.3 비동기식 상-하향 카운터 162 5.1.4 비동기식 자율 순서 카운터 163 5.2 동기식 카운터 설계 176 5.3 레지스터 설계 및 응용 210 5.4 순차논리회로 응용 212 6. HDL을 이용한 논리회로 설계 및 실습 217 6.1 HDL 개요 및 역사 217 6.2 HDL 모델링 224 6.2.1 HDL의 자료형과 연산자 224 6.2.2 게이트 설계 237 6.2.3 할당문 242 6.2.4 타이밍 243 6.2.5 행위수준 설계 244 6.2.6 구조적 설계 258 6.2.7 태스크와 함수 262 6.3 HDL을 이용한 논리회로 설계 266 6.3.1 디코더 및 인코더 270 6.3.2 멀티플렉서 및 디멀티플렉서 278 6.3.3 크기 비교기 281 6.3.4 데이터 버싱 283 6.4 HDL 시뮬레이션 284 7 FPGA를 이용한 논리회로 설계 실습 304 7.1 타이머를 사용한 LED 제어 실습 304 7.2 FND를 사용한 카운터 설계 실습 325 7.3 Text LCD 설계 실습 333 참고문헌 343
출처: 국립중앙도서관 서지정보
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