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[임베디드기사] [필기] CPU와 마이크로프로세서 – 구조, 명령어 셋
CPU(중앙처리장치)는 디지털 시스템에서 모든 연산을 처리하는, 따지면 뇌와 같은 기관이다. 빠른 연산속도를 가지고 명령의 해석이나 연산을 수행하는 기관으로 컴퓨터 논리기관의 핵심적인 소자라고 할 수 있다. 임베디드 기사에서는 위와 같은 이유로 CPU의 구조와 세부적인 내용을 시험으로 출제하고 있다. 하나하나 알아보자. CPU의 개요 Central Process Unit, 중앙처리장치의 풀네임이다. 중앙에서 다 해먹는 중요한 처리장치라고 할 수 있겠다. 현대의 CPU구조는 1970년에 페드리코 페긴이 개발한 구조와 설계에서 기인했다고 한다. 컴퓨터 시스템은 운영 간 수많은 명령어를 처리하는데, 명령어를 기준으로 다음과 같은 기능을 가진다. 인출(Fetch) : 저장공간상에 프로그램카운터(PC, 후술)이 ..
[임베디드기사] [필기] 프로그래머블 로직 - HDL
HDL 하드웨어 기술언어(HDL; Hardware Description Language)은 전자회로를 기술하는데 사용하는 컴퓨터언어이다. 즉 임베디드의 소자 제어를 위한 컴퓨터언어라고 할 수 있겠다.(이 무슨... 전자공학과 컴퓨터공학에 가교역할을 하는 혼종이란 말인가..) HDL은 설계(Design)과 기술(Description) 모든 목적으로 사용된다. 프로그램을 사용할 수 있으면 미리 회로를 작성하고 시뮬레이션하여 기댓값을 예측해 볼 수 있다.(비용 효율적!!) FPGA(Field Programmable Gate Array) FPGA는 HDL를 통해서 설계가 가능한 반도체 소자이다. 단순한 Gate(AND / NOR / NOT 등)이나 이를 활용한 조합논리나 순서논리회로를 내부에 포함하고 있고 이를..
[임베디드기사] [필기] 기억소자 - 메모리(Memory)
메모리 메모리는 컴퓨터의 정보를 저장하는 임시공간이다. 플립플롭에서 이야기는 안했는데, 플립플롭(1bit 저장회로)는 기본적으로 휘발성(클럭이 멈추면 데이터가 소멸) 그러니까 저장장치는 단순하게 보면 플립플롭의 조합으로 이루어지려면 전기가 끊기면 데이터가 사라지는 숙명을 가지고 있는거라고 볼 수 있겠다. 이에 따라 비활성의 데이터저장공간을 확보하는 것은 중요한 숙제였고 우리 이과형님들은 언제나 그렇듯 여러 가지 저장장치(메모리)를 만들면서 해결하였다. 아참 여기서 저장장치가 휘발성이냐 비휘발성이냐가 진보된 기술이냐를 반증하지는 않는다. 저장장치의 성능을 평가하기 위해서는 접근속도와 저장용량등 여러 가지특징 구분에 따라 결정되어야하기 때문이다. 이번 시간에는 디지털 회로로 구성된 여러 가지의 저장장치를 알..
[임베디드기사] [필기] 순서논리회로(래치 & 플립플롭)
순서논리회로 개요 본 포스팅에서 사용되는 도표는 정보통신기술용어해설에서 차용하였습니다. 정보통신기술용어해설 : http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?no=4078 지난 시간에 우리는 여러 가지의 게이트로 존재하는 조합논리회로를 알아보았다. 불대수의 논리식과 도표로 표현되는 조합논리회로(가산기 디코더 등)을 배우고 이번시간에 같이 공부해볼 내용은 순서 논리회로이다. 순서논리회로를 정확하게 알기 위해서는 펄스의 동작이나 회로도의 표현방식(Active High – Low)등도 알아야하는데, 전자전공이 아닌 필자가 그것을 자신있게 설명하기에는 이치에 맞지 않는 거 같아서 순서논리회로는 시험에 합격할 정도만 바라보고 비교적 가볍게 넘어갈 거 같다. 순서 논리회로는 현재의 상..
[임베디드기사] [필기] 2진 오류검출과 수정(패리티 비트 / 해밍코드)
패리티 비트와 해밍코드 이진세계에서 오류수정이라는 것은 오류수정 알고리즘을 통하여 데이터 전송이나 데이터 처리간에 잘못 전송될 수 있는 정보를 탐지하거나 수정하는 것을 의미한다. 가장 기본적으로 사용되는 패리티 비트와 해밍코드를 알아보자. 패리티 비트(Parity Bit) 패리티 비트는 정보전송간에 발생할 수 있는 오류를 탐지하는 것을 목적으로 한다. 원리는 매우 단순 하다. 데이터를 전송하는 두 송수신자 간에 홀수 혹은 짝수식 Parity를 사용할지 미리 설정한다. 7비트의 데이터와 1비트의 패리티비트(오류검출비트)를 1Byte로 데이터를 처리하며 Parity비트는 1Byte내 모든 1의 개수가 짝수/홀수 개가 되도록 설정한다. 만약 홀수 패리티비트를 설정하였는데, 수신된 1byte의 패리티비트를 포함..
[임베디드기사] [필기] 논리게이트와 조합논리회로(가산기/복호&부호기/선택&분배기)
논리게이트를 읽고 오기전에 불 대수에 대해서 제대로 알지 못하는 사람들은 필자의 불 대수 포스팅을 읽고 오기를 바란다. [임베디드기사] [필기] 불 대수(Boolean Algebra) 불 대수의 개요 불 대수란 논리식을 알기위한 기본적인 성질을 수학적으로 표현하기 위한 구조이다. 영국의 수학자 G. Boole이 만들었다. 어째서 우리가 논리식을 알아야하는 걸까?임베디드기사 tutoreducto.tistory.com 논리게이트의 개요 논리게이트는 논리식에서 사용되는 기본연산(AND / OR 등) 회로에 사용하기 위해서 표현하는 도식화된 기호이다. 기호들을 사용해서 회로도면상에 논리식을 표현할 수 있으며 바로 보도록 하자 조합논리 회로 위와 같은 기본 논리게이트를 활용해서 특정한 목적을 수행하는 단위 논리회..