이 책의 내용
1장 ‘디지털 시스템의 개요’에서는 디지털 시스템의 개념에 대하여 설명하며, 디지털 정보의 표현 방법과 디지털 논리 연산에 대하여 소개한다. 그리고 논리 연산을 처리하는데 사용되는 논리 게이트들의 동작 원리를 개략적으로 분석하고, 마지막으로 디지털 IC의 종류와 패키징 방식들에 대하여 살펴본다.
2장 ‘2진수 체계와 디지털 코드’에서는 수 체계인 2진수, 8진수 및 16진수의 표현 및 상호 변환 방법에 대하여 설명하고, 디지털 시스템에서 사용되는 2진수의 산술 연산 원리에 대하여 살펴본다. 또한 2진수 체계에서 음수를 표현하는 방법과 그들 간의 연산 방법들을 분석한다. 그리고 2진 비트들로 표현할 수 있는 각종 코드들에 대하여 알아본 다음에, 정보의 처리 및 전송과정에서 발생할 수 있는 오류를 검출하기 위한 코드화 방식에 대하여 설명한다.
3장 ‘논리 게이트’에서는 기본적인 논리 게이트들 및 다양한 응용에 사용되고 있는 XOR 게이트와 XNOR 게이트의 동작 특성에 대하여 설명한다. 그리고 논리 게이트를 구현하기 위한 내부 회로인 각종 트랜지스터 회로들을 분석하고, 그들을 집적시킨 IC 칩들을 이용한 시스템 구성 방법에 대하여 설펴본다.
4장 ‘부울 대수’에서는 디지털 시스템의 수학적 기반이 되는 부울 대수의 법칙과 규칙들을 소개하며, 그를 이용하여 논리회로를 분석 및 설계하는 방법에 대하여 설명한다. 그리고 각종 게이트들을 이용하여 부울 함수를 구현하는 방법을 공부한 다음에, 마지막으로 XOR 연산과 XNOR 연산에 대한 함수들을 살펴본다.
5장 ‘카노프 맵을 이용한 부울 함수의 간략화’에서는 부울 함수를 논리회로로 구현하기 전에 최소 형태로 간략화시키기 위한 효과적인 기법인 카노프 맵의 작성과 활용 방법에 대하여 설명한다. 또한 카노프 맵을 이용하여 각종 논리회로를 설계하는 기법을 습득한다.
6장 ‘조합회로의 분석과 설계’에서는 조합회로의 기본 구조와 분석 및 설계 방법에 대하여 설명한 다음에, 각종 조합회로들의 구성과 동작 특성에 대하여 살펴본다. 여기에는 가산기를 비롯한 산술연산 회로들과 디코더, 비교기, 멀티플렉서 등, 각종 디지털 시스템에서 널리 사용되고 있는 조합회로들에 대한 분석과 설계도 포함된다.
7장 ‘순차회로의 분석과 설계’에서는 먼저 순차회로의 핵심 요소인 각종 래치와 플립-플롭들의 내부 구조 및 동작 특성에 대하여 살펴본다. 그런 다음에, 그들을 기억 소자로 이용하여 구성되는 다양한 형태의 순차회로들을 분석하고 설계하는 방법에 대하여 설명한다.
8장 ‘카운터 및 레지스터’에서는 플립-플롭을 이용한 순차회로의 대표적인 응용들인 카운터와 레지스터의 동작 특성을 살펴본 다음에, 그들을 설계하는 방법에 대하여 설명한다. 여기에는 비동기식 및 동기식 카운터가 모두 포함되며, 데이터의 저장뿐 아니라 비트 이동 동작도 지원하는 시프트 레지스터에 대해서도 살펴본다.
9장 ‘PLD와 FPGA’에서는 게이트 배열 IC 칩들을 이용하여 대규모 논리회로를 간편하게 구현하는 방법에 대하여 설명한다. 특히 사용자 편이성을 높여주는 각종 PLD(programmable logic device)들의 내부 구조 분석과 그들을 이용한 회로구현 과정을 살펴보고, 더욱 많은 논리 배열들로 구성되는 FPGA(field programmable gate array)의 내부 구조를 소개한다.
‘부록: 실험’에서는 앞의 본문에서 설명한 주요 내용들에 대하여 해당 IC 칩들을 이용한 실험을 직접 수행해 볼 수 있도록 다양한 실험 주제들과 실험 방법을 제시하고 있다. 이 실험들은 이론 내용을 더욱 깊이 이해하는데 도움이 될 뿐 아니라, 디지털 논리회로 분야의 실무에 대비한 좋은 경험이 될 것이다.
