Logic gate 로직 게이트 쉽게 분석하는 방법

 

이번에는 Logic gate 로 회로를 구성할 때 로직을 쉽게 분석하는 방법에 대해 다뤄보겠습니다. 디지털 회로를 많이 설계하다 보면 자연스럽게 체화되는 것이지만 초보자들에게 좀 더 쉽게 설명할 수 있게 다뤄보겠습니다.

 

 

먼저 일반적으로 우리가 사용하는 로직 게이트는 크게 3가지가 있습니다. INVERTER / NAND / NOR 3가지죠. 실제로 디지털 회로에서 배울때는 and , or gate 표현을 더 자주 사용하지만, 실제 트랜지스터를 다루는 회로쟁이라면 and gate 가 NAND + Inverter 인 것을 알고 있을 겁니다. transistor 개수를 최소화하기 위해 NAND 와 NOR 를 기본 로직 구성 요소로 보는 게 더 효율적이죠.

 

NAND 는 한쪽 input 이 1일 경우 inverter 로 동작하고 0일 경우에는 set 동작한다 

 

위는 NAND 1개와 INPUT A, B 그리고 OUTPUT 인 C 입니다. 여기서 한 쪽 신호가 0일 때와 1일 때로 나누어서 분석해보면,

 

B=0 일 때 C 는 A 값과 관계없이 1 이 됩니다.

B=1 일 때 C 는 A 값의 반대가 됩니다. 즉 C = ~ A 입니다.

 

 

NOR 는 한쪽 input 이 0일 경우 inverter 로 동작하고 1일 경우에는 reset 동작한다 

위는 NOR 1개와 INPUT A, B 그리고 OUTPUT 인 C 입니다. 여기서 한 쪽 신호가 0일 때와 1일 때로 나누어서 분석해보면,

 

B=1 일 때 C 는 A 값과 관계없이 0 이 됩니다.

B=0 일 때 C 는 A 값의 반대가 됩니다. 즉 C = ~ A 입니다.

 

 

매우 간단하지만 위 2개만 머리 속에 명심해놓고 로직을 분석하면 놀랄 정도로 빠르게 회로를 분석할 수 있습니다. 예시를 하나 들어보죠.

 

위와 같이 복잡한 로직이 있다고 해봅시다. 우리는 C, D 값을 모르지만 A = 1 , B = 0 인 것을 알고 있습니다. 그 경우에 위의 복잡한 로직은 아래처럼 간단하게 바꿀 수 있죠.

위에서 언급한 2개의 공식만 사용하면 NAND 와 NOR 은 전부 INVERTER 로 바꿀 수 있고 어려웠던 로직은 단숨에 명료해집니다. 이상입니다.