논리회로에 대해 공부해 봅시다~!!

논리회로를 공부해 봅시다~!!

1. 0과 1로 동작하는 논리회로

논리회로는 디지털 회로의 기본 구성 요소로, 이진수 형태의 입력 신호(0 또는 1)를 받아 논리 연산을 수행한 후 결과를 출력하는 회로를 말합니다. 여기서 0과 1은 전류의 유무 또는 전압의 높낮이 등으로 표현될 수 있습니다.

논리회로는 주로 'AND', 'OR', 'NOT', 'NAND', 'NOR', 'XOR', 'XNOR' 등의 기본 논리 게이트로 구성됩니다.

1) AND 게이트: 모든 입력이 1일 때만 출력이 1이 되는 게이트입니다.

2) OR 게이트: 하나 이상의 입력이 1일 때 출력이 1이 되는 게이트입니다.

3) NOT 게이트: 입력이 반전된 값을 출력하는 게이트입니다.

4) NAND 게이트: AND 게이트의 출력을 반전한 값을 출력하는 게이트입니다. 모든 입력이 1일 때만 출력이 0이 됩니다.

5) NOR 게이트: OR 게이트의 출력을 반전한 값을 출력하는 게이트입니다. 모든 입력이 0일 때만 출력이 1이 됩니다.

6) XOR 게이트: 입력 중 하나만 1일 때 출력이 1이 되는 게이트입니다.

7) XNOR 게이트: XOR 게이트의 출력을 반전한 값을 출력하는 게이트입니다. 입력이 모두 같을 때 출력이 1이 됩니다.

이런 기본 논리 게이트들을 조합하면 다양한 논리 함수를 구현할 수 있으며, 이는 컴퓨터, 스마트폰, 디지털 시계 등의 디지털 기기에서 정보를 처리하는 데 사용됩니다. 이러한 논리회로의 이해는 디지털 시스템의 동작 원리를 이해하는 데 중요합니다.

2. AND회로

AND 회로는 논리회로 중 하나로, 모든 입력이 '1'일 때만 출력이 '1'이 되는 회로를 말합니다. 이는 일상 생활에서의 '그리고' 논리와 유사합니다.

예를 들어, 두 개의 입력 A와 B가 있을 때 AND 회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A와 B 둘 다 '0'이면, 출력은 '0'입니다.

- A 또는 B 중 하나만 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

- A와 B 둘 다 '1'이면, 출력은 '1'입니다.

즉, AND 회로는 모든 입력이 '1'일 때만 출력이 '1'이 되는 특성을 가지고 있습니다.

3. OR회로

OR 회로는 논리회로 중 하나로, 두 개 이상의 입력 중에서 하나라도 '1'의 값을 가지면 출력이 '1'이 되는 회로를 말합니다. 이는 일상 생활에서의 '또는' 논리와 유사합니다.

예를 들어, 두 개의 입력 A와 B가 있을 때 OR 회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A와 B 둘 다 '0'이면, 출력은 '0'입니다.

- A 또는 B 중 하나가 '1'이면, 출력은 '1'입니다.

- A와 B 둘 다 '1'이면, 출력은 '1'입니다.

즉, OR 회로는 입력 중 하나라도 '1'이 있으면 출력이 '1'이 되는 특성을 가지고 있습니다.

4. NOT회로

NOT 회로, 또는 인버터라고도 불리는 이 회로는 논리회로 중 하나로, 단 하나의 입력 신호를 받아 그 값을 반전시키는 회로입니다. 즉, 입력이 '1'이면 출력은 '0'이 되고, 입력이 '0'이면 출력은 '1'이 되는 방식입니다.

예를 들어, 하나의 입력 A가 있을 때 NOT 회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A가 '0'이면, 출력은 '1'입니다.

- A가 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

이렇게 NOT 회로는 입력값을 반전하는 특성을 가지고 있습니다.

NOT 회로는 디지털 시스템의 여러 부분에서 사용됩니다. 예를 들어, NAND 또는 NOR 같은 복합 논리 회로는 NOT 회로와 AND 회로 또는 OR 회로의 결합으로 구성됩니다.

5. NAND회로

NAND 회로는 논리회로 중 하나로, 'NOT'과 'AND'를 결합한 회로입니다. AND 회로의 출력을 NOT 회로로 반전시킨 결과를 출력합니다. 즉, 모든 입력이 '1'일 때만 출력이 '0'이 되고, 그 외의 경우에는 출력이 '1'이 됩니다.

예를 들어, 두 개의 입력 A와 B가 있을 때 NAND 회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A와 B 둘 다 '0'이면, 출력은 '1'입니다.

- A 또는 B 중 하나만 '1'이면, 출력은 '1'입니다.

- A와 B 둘 다 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

즉, NAND 회로는 모든 입력이 '1'일 때만 출력이 '0'이 되는 특성을 가지고 있습니다.

NAND 회로만으로 모든 논리 함수를 구현할 수 있기 때문에, '보편 게이트'라고도 부릅니다.

6. NOR회로

NOR 회로는 논리회로 중 하나로, 'NOT'과 'OR'를 결합한 회로입니다. OR 회로의 출력을 NOT 회로로 반전시킨 결과를 출력합니다. 즉, 모든 입력이 '0'일 때만 출력이 '1'이 되고, 그 외의 경우에는 출력이 '0'이 됩니다.

예를 들어, 두 개의 입력 A와 B가 있을 때 NOR 회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A와 B 둘 다 '0'이면, 출력은 '1'입니다.

- A 또는 B 중 하나만 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

- A와 B 둘 다 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

즉, NOR 회로는 모든 입력이 '0'일 때만 출력이 '1'이 되는 특성을 가지고 있습니다.

NOR 회로만으로 모든 논리 함수를 구현할 수 있기 때문에, '보편 게이트'라고도 부릅니다.

7. 금지입력이 우선 출력을 ‘0’으로 만드는 금지회로

'금지회로' 또는 '인버터를 포함한 AND 회로'라고 불리는 이 회로는 특정 입력(금지 입력)이 '1'일 때 무조건 출력이 '0'이 되는 특성을 가지는 논리회로입니다.

금지회로의 가장 대표적인 예는 AND 회로에 NOT 회로(인버터)를 결합한 구조입니다. 이 회로는 여러 입력 중 하나에 NOT 회로를 연결하여 그 입력이 '1'일 때 무조건 출력이 '0'이 되도록 합니다.

예를 들어, 두 개의 입력 A와 B가 있을 때, B를 금지 입력으로 설정한 금지회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A가 '0'이고 B가 '0'이면, 출력은 '0'입니다.

- A가 '0'이고 B가 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

- A가 '1'이고 B가 '0'이면, 출력은 '1'입니다.

- A '1'이고 B가 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

즉, B가 '1'일 때는 항상 출력이 '0'이 되며, B가 '0'일 때만 A의 값이 출력에 영향을 줍니다.

이러한 금지회로는 디지털 시스템에서 특정 조건에서의 동작을 제어하는데 사용됩니다. 

8. 입력신호가 일치한 경우에 출력이 ‘1’이 되는 일치회로

'일치회로' 또는 'XNOR 회로'라고 불리는 이 회로는 논리회로 중 하나로, 모든 입력 신호가 일치할 때만 출력이 '1'이 되는 특성을 가지고 있습니다.

XNOR 회로는 XOR 회로의 출력을 NOT 회로로 반전시킨 결과를 출력합니다. 즉, 모든 입력이 '0'이거나 모든 입력이 '1'일 때만 출력이 '1'이 되고, 그 외의 경우에는 출력이 '0'이 됩니다.

예를 들어, 두 개의 입력 A와 B가 있을 때 XNOR 회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A와 B 둘 다 '0'이면, 출력은 '1'입니다.

- A와 B 중 하나만 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

- A와 B 둘 다 '1'이면, 출력은 '1'입니다.

즉, XNOR 회로는 모든 입력이 일치할 때만 출력이 '1'이 되는 특성을 가지고 있습니다.

이러한 XNOR 회로는 디지털 시스템에서 입력의 일치 여부를 판단하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 오류 검출 및 수정, 데이터 비교 등의 기능을 수행하는 데 이용됩니다.

9. 입력신호가 불일치한 경우에 출력이 ‘1’이 되는 불일치회로

'불일치회로' 또는 'XOR 회로'라고 불리는 이 회로는 논리회로 중 하나로, 입력 신호가 불일치할 때만 출력이 '1'이 되는 특성을 가지고 있습니다.

XOR 회로는 두 입력이 서로 다를 때 출력이 '1'이 되고, 두 입력이 서로 같을 때 출력이 '0'이 됩니다.

예를 들어, 두 개의 입력 A와 B가 있을 때 XOR 회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A와 B 둘 다 '0'이면, 출력은 '0'입니다.

- A와 B 중 하나만 '1'이면, 출력은 '1'입니다.

- A와 B 둘 다 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

즉, XOR 회로는 입력 신호가 불일치할 때만 출력이 '1'이 되는 특성을 가지고 있습니다.

이러한 XOR 회로는 디지털 시스템에서 입력의 불일치 여부를 판단하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 패리티 비트 생성, 덧셈 연산, 반전 연산 등의 기능을 수행하는 데 이용됩니다.

10. 출력신호 동작을 유지하는 자기유지회로

'자기유지회로' 또는 '래치(latch)'라고 불리는 이 회로는 논리회로 중 하나로, 특정 조건에서 출력 상태를 유지하는 특성을 가지고 있습니다.

자기유지회로는 기본적으로 두 개의 NAND 게이트 또는 두 개의 NOR 게이트로 구성됩니다. 이들 게이트는 서로 교차 연결되어 있어 한 게이트의 출력이 다른 게이트의 입력으로 사용됩니다.

자기유지회로의 동작은 입력 신호의 상태에 따라 다르지만, 일반적으로 한 입력이 활성화되면 출력 상태가 바뀌고, 그 입력이 비활성화되면 출력 상태가 유지됩니다.

예를 들어, 두 개의 입력 A와 B가 있을 때 자기유지회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A가 '1'이고 B가 '0'이면, 출력은 '1'이 됩니다. 이후 A가 '0'으로 바뀌더라도 출력은 '1'을 유지합니다.

- A가 '0'이고 B가 '1'이면, 출력은 '0'이 됩니다. 이후 B가 '0'으로 바뀌더라도 출력은 '0'을 유지합니다.

이러한 자기유지회로는 디지털 시스템에서 메모리 요소로 사용되는 경우가 많습니다. 

11. 선행 동작이 우선되는 인터록회로

'인터록회로'는 논리회로 중 하나로, 특정 동작(선행 동작)이 완료된 후에 다음 동작을 수행할 수 있도록 하는 회로입니다. 이는 일종의 보호 메커니즘이며, 잘못된 동작을 방지하거나 시스템의 안전성을 높이는 데 사용됩니다.

인터록회로는 여러 개의 논리 게이트로 구성될 수 있으며, 대표적으로는 AND 게이트나 NAND 게이트를 이용한 구조가 있습니다. 이 회로는 선행 동작의 완료 상태를 입력으로 받아, 그 상태가 '1'일 때만 다음 동작을 활성화하는 식으로 동작합니다.

예를 들어, 두 개의 입력 A(선행 동작)와 B(다음 동작)가 있을 때 인터록회로의 동작은 다음과 같습니다:

- A가 '0'이면, B의 상태와 관계없이 출력은 '0'입니다. 즉, 선행 동작이 완료되지 않았으므로 다음 동작은 수행되지 않습니다.

- A가 '1'이면, B의 상태에 따라 출력이 결정됩니다. 즉, 선행 동작이 완료되었으므로 B의 동작에 따라 출력이 결정됩니다.

이러한 인터록회로는 디지털 시스템에서 시퀀스 제어, 안전 장치, 에러 방지 등의 기능을 수행하는 데 이용됩니다.

12. 2가지의 안정상태를 가지는 RS플립플롭회로

'RS 플립플롭'은 논리회로 중 하나로, 두 개의 안정 상태를 가지는 특성을 가진 회로입니다. 이 회로는 'Set'(설정)과 'Reset'(리셋) 두 개의 입력을 받아, 이에 따라 '0' 또는 '1'의 상태를 저장하고 유지할 수 있습니다.

RS 플립플롭은 주로 두 개의 NAND 게이트 또는 두 개의 NOR 게이트로 구성되며, 이들 게이트는 서로 교차 연결되어 있어 한 게이트의 출력이 다른 게이트의 입력으로 사용됩니다.

RS 플립플롭의 동작은 다음과 같습니다:

- Set 입력이 '1'이고 Reset 입력이 '0'이면, 출력은 '1'입니다.

- Set 입력이 '0'이고 Reset 입력이 '1'이면, 출력은 '0'입니다.

- Set 입력과 Reset 입력 둘 다 '1'일 때는 이전 상태가 유지됩니다.

- Set 입력과 Reset 입력 둘 다 '0'일 때는 (NAND 기반의 경우) 이전 상태가 유지되거나 (NOR 기반의 경우) 허용되지 않는 상태가 됩니다.

이러한 RS 플립플롭은 디지털 시스템에서 메모리 요소로 사용되는 경우가 많습니다.