디지털 논리회로 주기 dip, soic, plcc 분석

용량이 커질수록 10^3 과 2^10 의 단위가 높아지니 차이가 커지기 때문에 전에는 소송을 당하기도 했습니다. 하지만 물건을 팔 때 용량이 더 비쌀 수도 있기 떄문에 2^10의 계속해서 kb, mb, gb, tb 같이 용량이 적어지는 것에 소송이 걸리기에 2^10으로 하는 것, 물건을 팔 때 이런 표기가 되어 있습니다.

 

따라서 컴퓨터에서 쓰는 1024k 랑 일상생활의 10진수와 다르게 표현해야 하기 때문에 i를 더 붙여서 kibi, mebi, gibi 이런식으로 씁니다.

 

1Gi = 2^30이므로

 

32GB = 32GB * 1 입니다.

32 * 10^9 * B * 1GI/2^30 입니다.

 

 

펄스파형

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신호가 왔다갔다하는 전압 레벨을 pulse라고 부릅니다. 예를들면 집에서 제일 많이 쓰는 220V 60hz 전기 또한 pulse입니다. 주기pulse와 비주기pulse로 나누어집니다.

 

주기는 같은 주기동안 계속 반복되는 것입니다. 주기적인 것은 집에 60hz 항상 1초에 60번 반복하는 주기 pulse가 있으며 비주기 pulse는 목소리 같이 크게 얘기하면 크게 나오고 하는 비주기 pulse가 있습니다.

 

이상적인 pulse파형은 두 개의 edge를 가지고 있습니다.

 

즉 low에서 high로 가는 edge, high 에서 low가 되는 edge를 가지고 있습니다.

상승 엣지 = 리딩 엣지

하강 엣지 = 트레일링 엣지

직선으로 보이지만 짧은 시간 확대하면 곡선이 됩니다. 예를들면 목소리 또한 지연없이 전달되는 것 같지만 목소리 또한 자세히 보면 전달되기까지 시간이 걸리기 떄문에 직선으로 표현될 수 없는 것입니다.

상승시간은 tr라고 표현을 했고 하강 시간은 tf, 펄스 폭은 tw pulse 폭입니다.

 

상승시간은 10%에서 90퍼가 될 때까지의 시간입니다. 하강시간은 반대입니다. pulse 폭은 파형의 50%에서 하강의 50 될 때까지의 시간을 펄스 폭이라고 합니다.

 

아주 짧은 시간이지만 타이밍 하나 때문에 기계가 오류가 생기고 많은 문제가 생길 수도 있으니 이런 정의를 내려놓은 것입니다.

 

 

주파수와 주기

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주파수는 주기적인 파형에서 1초동안 몇번 진동했느냐가 주파수라고 부릅니다.

 

예를들면 220v 60hz라는 얘기는 1초에 60번 반복된다는 얘기입니다. 그래서 그것이 주파수 개념입니다. 주파수의 단위는 독일의 처음 전파를 발견한 헤르츠의 이름을 따서 Hz를 사용합니다.

 

주기는 시간 개념입니다. 주기적인 파형이 1번 반복되는데 걸리는 시간입니다.

 

주파수가

- 1일 때 1초

- 2일 때 0.5초

- 100일 때 0.01초

이처럼 주기와 주파수는 반비례하는 관계를 가지는 것입니다.

듀티싸이클

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듀티 싸이클은 충격계수라고도 하는데요. 전체의 high로 반복되는 신호가 있다고 하면 반복되는 한 싸이클의 high구간이 얼마냐 라는 개념이 duty cycle입니다. 하나의 싸이클중에 여기 구간이 얼마냐 입니다.

 

여기 한 구간의 high 구간의 폭이기 때문에 (폭 / 주기) * 100으로 나타냅니다. dutycycle이 100에 가깝다는 것이 high 구간이 대부분이라는 것입니다. 0에 가깝다는 것은 low 구간이 대부분이라는 것입니다.

 

100퍼센트를 가까이 냈다 하면 전압의 평균값은 Duty Cycle이 50라고 가정하면 평균값은 2.5v가 됩니다.

 

 

조합 논리회로, 순서 논리회로

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조합 논리회로는 기본 게이트의 조합으로 구성되는 논리회로입니다. 항상 똑같은 출력이 나옵니다. 숫자 1을 누르면 항상 숫자 1이 표현되고, 3을 누르면 항상 3이 나오는 것처럼, 시간 개념이 없는 것이 바로 조합 논리회로입니다.

순서 논리회로는 메모리를 가지고 있어서 이전 상태를 저장합니다. 조합 논리회로에 flip-flop 또는 메모리를 추가한 회로로 이전 상태를 저장합니다. 예를 들어, 채널 up을 할 때 이전 채널을 저장해야 합니다. 10채널에 있으면 11이 되고, 5번에서 up을 누르면 6번이 되는 것처럼, 같은 up이라도 동작의 출력이 다르게 나타나는 것은 이전 상태에 따라 값이 달라지기 때문입니다.

 

PCB에 장착하는 방법에 따라 삽입 장착형과 표면 실장 형으로 구분됩니다. 삽입형은 왼쪽에 구멍이 있습니다.

 

왼쪽 구멍에 넣고 납땜을 하는 방식이 삽입형입니다. 이 방식은 부피를 너무 차지하는 경향이 있습니다.

표면실장형은 정사각형 모양이며, 얼핏 보면 같은 공간에도 표면실장형이 더 많은 핀이 보이는 것을 알 수 있습니다. 구멍이 없기 때문에 더 많은 IC들을 장착할 수 있고 공간을 줄일 수 있습니다.

SMD는 DIP 형태의 논리회로 크기를 70% 줄이고 무게를 90% 감소하여 PCB의 제조 가격을 크게 낮추었습니다. 따라서 스마트폰과 같은 기기는 공간이 중요하기 때문에 표면실장형을 사용하고 있습니다.

네개 면을 다 쓰자는 취지에서 QFP가 등장하였고, 이후 점점 더 진화하고 있습니다. QFP도 납땜을 해야 하므로 재활용도 어렵고 불편하기 때문에 PLCC라는 끼우는 방식을 통해 해결하였습니다.

디지털 시스템의 장점은 소형화, 저비용으로 제작할 수 있으며 소비전력도 적고 고속으로 만들 수 있습니다. 소규모 직접 회로는 100개 이하, 중규모는 100 ~ 1000개 이하, 대규모는 1000 ~ 10000개입니다.