디지털 논리회로
입력 선택부터 클록과 상태, 데이터 이동까지. 개념과 RTL 실습으로 디지털 회로의 기본 동작을 익힙니다.
이 코스에서 배우는 것
- 이진수·논리 게이트·불 대수로 조합회로 설명하기
- 가산기·비교기와 부호 있는 연산의 경계값 계산하기
- MUX·카운터·시프트 레지스터를 구현하고 파형 비교하기
- 상태 머신·타이밍 조건과 검증 계획으로 작은 설계 완성하기
시작하기 전에
개념 강의는 브라우저에서 바로 읽을 수 있습니다. 실습은 Digital Design Studio Desktop 프로젝트와 실행 권한을 준비하세요. 예제 코드와 입력 파일을 제공합니다.
설치·첫 실행 안내 ↗커리큘럼
- 디지털 논리의 기초
- 이진수와 16진수개념
같은 값을 비트와 16진수로 표현합니다.
- 게이트와 진리표개념
AND, OR, NOT, XOR의 출력 규칙을 비교합니다.
- 불 대수와 드모르간 법칙개념
서로 다른 논리식이 같은 출력을 만드는지 확인합니다.
- 디코더와 인에이블개념
이진 주소를 한 개의 활성 출력으로 바꿉니다.
- 신호와 선택 회로
- 비트·신호·포트 읽기개념
회로의 입력과 출력, 1비트 값의 의미를 읽습니다.
- 진리표로 선택 규칙 정하기개념
입력 조합을 빠짐없이 나열하고 기대 출력을 정합니다.
- MUX와 관찰 레지스터개념
조합 출력과 클록에 저장되는 출력을 구분합니다.
- RTL 작성과 실습
- 조건 연산자로 MUX 표현하기개념
선택 신호와 두 데이터 입력을 RTL에 연결합니다.
- MUX 시뮬레이션 실습실습
제공된 소스와 입력 파일로 출력을 비교합니다.
- 파형 해석과 확인
- 입력 변화와 샘플링 시점개념
에지 전후의 y와 sampled_y를 따로 추적합니다.
- 놓치지 않는 MUX 테스트개념
선택 신호 반전과 저장 시점 오류를 찾는 사례를 만듭니다.
- MUX 이해 확인이해 확인
선택 회로와 저장 동작의 차이를 확인합니다.
- 산술회로와 상태의 기초
- 반가산기와 전가산기개념
합과 자리올림을 따로 계산하고 연결합니다.
- 부호 있는 값과 오버플로개념
같은 비트열을 unsigned와 2의 보수로 해석합니다.
- 비교기와 경계 조건개념
같음·크기 비교를 조건과 테스트로 연결합니다.
- 플립플롭과 저장 허용개념
리셋·인에이블·유지의 우선순위를 정합니다.
- 숫자와 시간
- 비트 폭과 이진수개념
2비트가 표현하는 값과 비트 위치를 읽습니다.
- 클록 에지와 상태개념
입력 변화와 레지스터 갱신 시점을 구분합니다.
- 카운터와 동기식 리셋개념
이전 상태로 다음 상태를 계산하는 방법을 배웁니다.
- 상태 갱신과 실습
- 이전 값으로 다음 값 계산하기개념
비차단 대입과 리셋의 우선순위를 코드로 읽습니다.
- 카운터 시뮬레이션 실습실습
리셋 이후 증가와 순환을 파형으로 확인합니다.
- 경계값과 디버깅
- 최댓값 다음에는 무엇이 올까개념
비트 폭을 넘는 덧셈과 순환을 계산합니다.
- 리셋과 증가 오류 찾기개념
초기값·리셋·첫 에지를 순서대로 점검합니다.
- 카운터 이해 확인이해 확인
비트 폭과 순환 규칙을 확인합니다.
- 비트와 데이터 흐름
- 벡터의 방향과 비트 번호개념
q[2:0]과 슬라이스가 나타내는 위치를 읽습니다.
- 직렬 입력을 시간 순서로 읽기개념
한 번에 한 비트씩 들어오는 입력을 표로 정리합니다.
- 시프트 레지스터의 상태 변화개념
이전 비트를 옮기고 새 비트를 넣는 규칙을 배웁니다.
- 연결 연산과 실습
- 슬라이스와 연결 연산개념
중괄호 안의 비트가 새 레지스터에 놓이는 순서를 읽습니다.
- 시프트 레지스터 실습실습
직렬 입력과 q의 변화를 함께 추적합니다.
- 지연과 오류 찾기
- 비트가 출력까지 이동하는 시간개념
입력 비트가 각 저장 단계를 지나는 에지를 셉니다.
- 방향·리셋·입력 순서 점검개념
한 비트 패턴으로 뒤집힌 연결을 찾아냅니다.
- 시프트 레지스터 이해 확인이해 확인
갱신 전 값으로 다음 상태를 계산합니다.
- 회로를 연결하고 검증하기
- 조합 지연과 타이밍 예산개념
기능 시뮬레이션과 실제 타이밍 검증을 구분합니다.
- 작은 상태 기계 설계개념
상태·입력·다음 상태를 전이표로 정리합니다.
- 검증 계획과 실패 추적개념
정상·경계·리셋 사례로 기대 결과를 만듭니다.
- 종합 설계: 직렬 패턴 감지개념
101 패턴을 찾는 상태 기계를 설계하고 비교합니다.