한빛출판네트워크

친절한 개념 설명과 만들어보는
재미가 가득한 설계 실험

누구를 위한 책인가?

이 책은 디지털 하드웨어를 처음 배우고자 하는 전자, 통신, 정보통신, 컴퓨터 관련학과 학생들을 대상으로 한다. 이론을 실험을 통해 바로 바로 확인할 수 있고, 실험 장비가 부족한 경우에도 가상으로 실습할 수 있게 구성되어 있다. 디지털 하드웨어의 기본 내용이므로 임베디드 분야에 종사하는 소프트웨어 개발자가 하드웨어 기본기를 익히는 데도 도움이 된다.

무엇을 다루는가?

이 책은 총 13장으로 구성되어 있으며 다음과 같은 내용을 다룬다.

• 디지털 시스템의 기본 이해(1장~3장): 디지털 시스템을 설계하기 위해 기본적으로 알아야 할 개념을 알아보고, ANDoORoNOT 등의 기본 게이트의 동작 원리에 대해 실험해본다. 그리고 이 기본 논리 게이트간의 변환 관계를 실험을 통해 확인해본다.
• 조합 논리 회로의 이해(4장~7장): 현재의 입력에 의해서만 출력이 결정되는 조합논리회로를 구현하기 위해 알아야 할 개념과 그 원리를 설명한다. 다양한 코드 변환기를 설계하고 연산회로와 데이터의 오류검출 및 정정에 관해 실험한다.
• 순차 논리 회로의 이해(8장~2장): 현재의 입력과 회로 내부에 기억된 상태값에 의해 출력이 결정되는 순차논리회로를 구현하기 위해 필요한 개념과 이를 구성하는 플립플롭의 동작 원리를 설명한다. 플립플롭과 논리 게이트를 이용해 다양한 순차논리회로를 구현하는 실험을 해본다.
• 프로젝트(13장): 1-12장에서 다룬 내용을 바탕으로 디지털 시계를 구현해본다.
• 부록(A~D): 디지털 논리회로를 가상으로 실습할 수 있는 프로그램인 MAX+PLUS II의 사용법, 다양한 실습 장비의 사용법, 실험에 필요한 소자의 데이터 북 등을 담고 있다.

01장. 디지털 시스템
01. 개요
02. 디지털과 아날로그 신호
03. 아날로그 신호의 디지털 변환
04. 디지털 집적회로
05. 실험을 위한 준비

02장. 기본 논리 게이트
01. 개요
02. AND, OR, NOT, BUFFER 게이트
    [실험 2-1] AND, OR, NOT 게이트 회로 구현하기
03. NAND, NOR, XOR, XNOR 게이트
    [실험 2-2] NAND, NOR, XOR 게이트 회로 구현하기

03장. 조합논리회로 설계 절차와 회로 간략화
01. 개요
02. 조합논리회로 설계 절차
03. 진리표 작성
04. 회로 간략화
05. 진리표, 논리식, 회로도 사이의 변환
06. NAND 또는NOR 게이트만을 사용한 회로 설계
    [실험 3-1] 회로 간략화와 회로 변환 익히기

04장. 코드 변환기
01. 개요
02. BCD-3초과 코드 변환기
    [실험 4-1] BCD-3초과 코드 변환기 구현하기
03. BCD-2421 코드 변환기
    [실험 4-2] BCD-2421 코드 변환기 구현하기
04. 2진-그레이 코드 변환기와 그레이-2진 코드 변환기
    [실험 4-3] 2진-그레이 코드 변환기 구현하기

05장. 디코더와 인코더 및 멀티플렉서와 디멀티플렉서
01. 개요
02. 디코더와 인코더
    [실험 5-1] 디코더와 인코더 회로 구현하기
03. 멀티플렉서와 디멀티플렉서
    [실험 5-2] 멀티플렉서와 디멀티플렉서 회로 구현하기
04. 7-세그먼트 표시기와 디코더
    [실험 5-3] BCD-to-7 세그먼트 회로 구현하기

06장. 산술논리연산
01. 개요
02. 가산기와 감산기
    [실험 6-1] 가산기 회로 구현하고 응용하기
    [실험 6-2] 감산기와 이진 가감산기 회로 구현하기
03. BCD 가산기
    [실험 6-3] BCD 가산기와 감산기 회로 구현하고 응용하기
04. 크기 비교기
    [실험 6-4] n비트 크기 비교기와 산술논리연산회로 구현하기

07장. 오류정정과 검출기
01. 개요
02. 패리티 비트 생성기와 검출기
    [실험 7-1] BCD 데이터 전송 및 오류 검출 회로 구현하기
03. 해밍코드
    [실험 7-2] 해밍코드 전송과 검출 회로 구현하기

08장. 플립플롭
01. 개요
02. 논리 게이트를 이용한 래치
    [실험 8-1] 래치회로의 구성 알아보기
03. 플립플롭의 개요와 동작 특성
04. 플립플롭의 종류
    [실험 8-2] 플립플롭의 동작 알아보기
09장. 순차회로 해석과 설계
01. 개요
02. 순차회로 해석
    [실험 9-1] 순차회로 해석하기
03. 순차회로 설계
    [실험 9-2] 순차회로 설계하기

10장. 카운터
01. 개요
02. 동기식과 비동기식 카운터의 개념
03. 동기식 카운터의 설계
    [실험 10-1] 동기식 카운터 회로 설계하기
04. 비동기식 카운터의 설계
    [실험 10-2] 비동기식 카운터 회로 설계하기

11장. 레지스터
01. 개요
02. 레지스터 개념과 병렬로드 레지스터
03. 시프트 레지스터와 범용 시프트 레지스터
    [실험 11-1] 레지스터 회로 및 난수발생 회로 구현하기

12장. 메모리
01. 개요
02. 메모리
03. RAM 설계
    [실험 12-1] 메모리 셀 및 RAM 설계하기

13장. 디지털 시계 프로젝트
01. 개요
02. 디지털 시계의 구성
03. 시간 카운터 회로의 설계
04. AM/PM 표시 회로 설계
05. 시간 설정 회로 설계
06. 알람 설정 회로 설계
07. 시간-알람 비교 회로 설계
08. 시간-알람 표시 선택 회로 설계
09. 시간을 표시하기 위한 디코더 회로 설계
    [실험 13-1] 디지털 시계 설계하기

부록 A. MAX+PLUS II 사용법
01. MAX+PLUS II 개요
02. MAX+PLUS II 설치
03. MAX+PLUS II 등록
04. MAX+PLUS II 사용법
05. 프로젝트 설정
06. MAX+PLUS II의 Design Entry

부록 B. VHDL 매뉴얼
01. VHDL 개요
02. VHDL 구조
03. VHDL 자료형
04. VHDL 구문과 디지털 회로
05. VHDL Signal과 Variable
06. VHDL을 이용한 조합회로 및 순차회로 설계 예
07. 기타

부록 C. 실험기기 매뉴얼
01. 실험 보고서
02. 오실로스코프
03. 함수 발생기
04. 디지털 멀티미터
05. 파워 브레드보드

부록 D. TTL 및CMOS 데이터 시트
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