하드웨어에 대한 지식이 요만큼(?)도 없는 내가 이리저리 뒤적거리면서 새로이 알게된 것들을 메모 형식으로 적었다.
다음은 각각의 소자들과 그들의 특성에 대해 표로 정리했다. 알아두면, 나중에 하드웨어 얘기를 할 때 훨씬 알아듣기가 편할 것이다. ^^;
- 기본 전자 소자
이름 | 성질 |
저항 | 전압을 낮추거나, 흐르는 전류의 양을 낮춘다. |
콘덴서 | 전기를 저장하는 소자 |
- 반도체 소자
이름 | 성질 |
다이오드 | 전류를 한쪽 방향으로만 흘려주는 소자 |
LED(발광다이오드) | 전류가 흐르면, 빛을 발광하는 소자 |
트랜지스터 | 대부분 증폭용보다는 스위치용으로 많이 사용하는 소자 |
레귤레이터 | 입력전압에 대해 출력전압을 일정하게 유지해주는 소자 |
OP 앰프 | 고 증폭률을 가지는 증폭기 |
버퍼의 역할
버퍼는 입력단에 입력된 신호가 출력단에 그대로 출력되는 게이트이다. 겉보기에는 별 특징이 없어 보인다. 하지만, 버퍼를 사용하는 이유는 여러가지가 있다.
- 출력되는 신호를 버퍼를 사용하여 신호수를 늘릴 때 사용한다.
- 거리에 따른 미약해진 신호를 확실하게 원 신호대로 만든다.
디커플링
거의 일반적인 게이트가 그렇듯 전원핀(VCC) 과 그라운드핀(GND) 이 존재한다. 둘 다 모두, 게이트가 완전하게 동작하게 끔 전류를 흐르게 해준다.
그런데 여기서 주의깊게 생각해보아야 하는 것은, 게이트마다 어떤 인터럽트나 신호에 의해 High 나 Low 로 변하게 된다. 이때, 게이트는 평소보다 많은 전류를 필요하게 된다.
만일 이때, 원활한 전류가 공급되지 않으면, 우리가 원하는 결과를 얻을 수 없다.
바로 이때 필요한 것이다. 콘덴서이다. 앞에서 설명한 바와 같이 콘덴서는 전류를 저장하는 역할을 한다.
디커플링이라고 하는 것은 게이트나 칩옆에 콘덴서를 달아서, 평소에 전류를 저장했다가 필요할 때, 전류를 공급해주는 역할을 하는 콘덴서를 디커플링 콘덴서라고 부른다.
게이트의 전기적 특성
- 전력소모 : 게이트가 동작할 때 소모되는 전력량이 얼마인가?
- 지연시간 : 신호가 입력되어서 출력될 때까지의 시간을 말하며, 게이트의 동작 속도를 나타낸다.
- 팬 - 아웃 : 하나의 게이트의 출력으로부터 다른 여러개의 입력들로 공급되는 전류를 말하며 팬 아웃은 정상적인 동작으로 하나의 출력이 최대 몇 개의 입력으로 연결되는가를 나타낸다.
- 잡음여유도 : 디지털 회로에서 데이터의 값에 변경을 주지 않는 범위내에서 최대로 허용된 잡음 마진을 나타낸다.
- 싱크전류와 소스전류 : 칩의 출력은 보통 싱크전류 또는 소스전류라는 출력을 가진다. 싱크전류는 출력쪽으로 전류가 흘러 들어간다는 뜻이며, 칩의 출력이 LOW 일 때 동작한다. 소스전류는 출력에서 바깥으로 전류가 흐른다는 뜻이며, 출력이 HIGH 일 때 동작한다.
- 풀업 저항과 풀다운 저항 : 풀업 저항은 여러가지 입력들로 부터 안전하게 동작할 수 있도록 하기 위한 것이며, 풀다운 저항도 마찬가지다. 풀업 저항은 전원 쪽으로 연결할 때 사용되고, 풀다운 저항은 접지쪽으로 연결할 때 사용하는 저항이다.
가산기
가산기는 두 숫자의 비트를 함께 더하는 기본적인 전자 회로이다. 가산기에는 여러 가지 다양한 변종들이 있는데, 예를 들면 전가산기, 반가산기, 자리올림 전파 가산기, 선택 가산기 등이 있다.
인코더/멀티플렉서
통신시스템에서 mux[먹스]는 멀티플렉서(multiplexor)의 약자로서, 하나의 채널에 여러 개의 신호를 실어보내는 장비이다. 다중화는 n개의 입력회선으로부터 데이터를 다중화하여 고용량 데이터 링크로 보내고, 수신 측에서는 다중화된 데이터 스트림을 받아들여서 채널에 따라 데이터를 분리하고 적절한 출력회선으로 보내준다. 수신측의 장비를 때로 demux, 즉 역다중화 장치라고 부르는 경우도 있다. 현재 많이 사용되고 있는 다중화 기술에는 주파수 분할 다중화(FDM), 시분할 다중화(TDM) 그리고 통계 시분할 다중화(STDM) 등이 있다.
플립플롭
플립플롭은 두 가지 상태 사이를 번갈아 하는 전자회로를 말한다. 플립플롭에 전류가 부가되면, 현재의 반대 상태로 변하며 (0 에서 1 로, 또는 1 에서 0 으로), 그 상태를 계속 유지하므로 한 비트의 정보를 저장할 수 있는 능력을 가지고 있다. 여러 개의 트랜지스터로 만들어지며, SRAM이나 하드웨어 레지스터 등을 구성하는데 사용된다. 플립플롭에는 RS 플립플롭, D 플립플롭, JK 플립플롭, T 플립플롭 등 여러 가지 종류가 있다.
디코더/디멀티플렉서
앞에서 설명한 인코더/멀티플렉서의 반대로 동작한다.
카운터
입력되는 펄스의 수를 세는 데 사용될 뿐만 아니라 디지털 계측기기와 디지털 시스템에 널리 사용된다. 클록펄스처럼 펄스가 일정주기를 가질 때는 1초 동안에 입력되는 펄스의 수를 세어 그 펄스 신호의 주파수를 알 수 있고 주기도 알 수 있다.
레지스터
컴퓨터에서 레지스터는 마이크로프로세서의 일부분으로서 아주 적은 데이터를 잠시 저장할 수 있는 공간이며, 하나의 명령어에서 다른 명령어 또는 운영체계가 제어권을 넘긴 다른 프로그램으로 데이터를 전달하기 위한 장소를 제공한다.
하나의 레지스터는 하나의 명령어를 저장하기에 충분히 커야하는데, 예를 들어 32 비트 명령어 컴퓨터에 사용되는 레지스터의 길이는 32 비트 이상이어야 한다. 그러나 어떤 종류의 컴퓨터에서는 길이가 짧은 명령어를 위해, 하프 레지스터라고 불리는 크기가 더 작은 레지스터를 쓰기도 한다.
프로세서 설계나 언어규칙에 따라 차이가 있지만, 레지스터에는 대개 번호가 붙어있거나 또는 나름대로의 이름을 가지고 있다.