【컴퓨터과학개론】조합회로와 순차회로

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조합회로

 

 

조합회로는 산술 회로라고 일컬어지는 기본적인 산술 연산 회로와 데이터 전송에 관련된 각종 회로로 구별됩니다

 

 

전가산기, 디코더, 인코더, 멀티플렉서, 디멀티플렉서 등 주로 연산 또는 직접적인 제어를 위해 사용하는 조합 회로가 있습니다 이는 출력 값이 단순히 현재 입력 값에 의해서만 결정되는 회로입니다

 

 

순차회로

 

 

순차 회로는 연산의 각 단계마다의 회로의 특정 상태가 저장되고 참조되는 회로이므로, 출력 값이 입력값과 기억소자에 저장되어 있는 현재 상태에 따라 결정되는 회로입니다

 

 

1비트의 상태를 저장하기 위한 기억 소장인 플립플롭을(T플립플롭과 JK플립플롭 등) 사용합니다 종류는 카운터와 레지스터가 있습니다

 

 

가산기: 두 개의 2진수를 입력받아서 가산한 결과를 출력합니다

 

 

각 자리의 합을 구할 때 바로 아래 자리에서 올라온 올림수도 고려해야 하고, 덧셈의 결과로 2 이상의 값이 나오면 바로 윗자리로 올림수를 넘겨야 합니다 

 

 

이러한 회로를 1비트 전가산기라고 하며, 이를 위해서는 아래와 같이 세 개의 입력(A, B, Cin)과 두 개의 출력 (S, Cout)이 필요합니다

 

 

참고로 1비트 반가 산기(half adder)는 아래 자리에서 올라오는 올림수를 고려하지 않기 때문에 두 개의 입력과 두 개의 출력으로 이루어진 회로를 의미합니다

 

 

디코더: n비트의 이진 코드를 최대 2n개의 서로 다른 정보로 변환해 주는 장치로서, 출력 중에서 한 개만 1이 되고 나머지 출력은 모두 0이 된다

 

 

일반적으로 입력이 n이고 출력이 m개(=2n)인 디코더를 n X m 디코더라고 합니다

디코더는 주로 주소 방식으로 주어진 입력 을로부터 각각의 하드웨어 구성요소를 개별적으로 구동하기 위해 쓰입니다

 

주기억장치에 접근할 때도 n개의 주소 비트들로부터 2n개 중의 하나의 특정 기억 장소가 선택되므로 디코더의 기본 원리가 그대로 적용됩니다

 

 

인코더: 디코더의 동작과는 반대되는 기능을 수행하는 조합 회로로서,개의 입력과 n개의 출력으로 구성됩니다

 

 

멀티플렉서: 여러 개의 입력선 중에서 하나를 선택하여 단일의 출력으로 내보내는 회로입니다

 

2n개의 데이터 입력선 중에서 특정 입력선을 선택하려면 n개의 선택 변수가 있어야 되며, 이 n개의 변수의 조합으로 하나의 특정한 입력선이 선택됩니다

 

 

멀티플렉서는 여러 개의 장치들이 하나의 데이터 전송 통로를 공유하고 있을 때 어떤 장치로부터 들어오는 데이터가 통로를 사용할 것인가를 정하는 경우에 사용됩니다

 

 

디멀티플렉서: 멀티플렉서와 반대로 하나의 입력 정보를 여러 개의 출력장치 중 어디로 보낼지 선택할 수 있습니다

기본원리는 멀티플렉서와 비슷합니다

 

 

카운터: 클록펄스(주기적으로 생성되는 신호로 컴퓨터 내의 시스템 구성요소들의 작동을 동기화해 주는 역할을 한다)가 입력될 때마다 미리 정해진 순서에 따라 상태가 변하는 장치로서 T플립플롭을 사용하면 쉽게 구현할 수 있습니다

 

 

레지스터: 중앙처리장치 내부에 존재하여 중앙처리장치의 각종 연산에 직접적으로 사용되는 데이터나 작업의 결과 등을 저장하기 위해서 사용됩니다 가장 적은 용량을 가지고 있지만 가장 빠른 동작을 합니다