거의 모든 최신 전자 제품은 디지털이지만, 무슨 뜻일까요?
근본적으로 디지털 시스템은 주어진 순간에 저전압 또는 고전압의 두가지 상태 중 하나에 있는 장치를 기반으로 합니다.
저전압 상태가 0에 가깝습니다. 고전압 상태는 특정 애플리케이션에서 사용 중인 공급 전압에 따라 달라집니다. 비트라 불리는 이러한 이진 레벨은 종종( 낮음과 높음),(거짓과 참)또는(0과 1)로 표현됩니다. 큰 장점은 지속적인 범위의 값을 재현하기보다는 장치를 알려진 두개의 상태 중 하나로 전환하는 것이 더 쉽다는 것이다. 정보는 비트 목록으로 캡처됩니다.
정보를 조작하는 가장 기본적인 장치 중 하나는 논리 게이트이다. 가장 간단한 것은 두개의 입력(0또는 1개일 수 있음)과 하나의 출력입니다. 입력과 출력 사이의 관계는 진실 표에 명시되어 있다. 가장 일반적인 것은 AND및 OR이다. AND게이트에는 두 입력이 모두 참인 경우에만 출력이 참인 참 테이블이 있습니다(1). OR게이트에는 두 입력이 참일 때(1)출력이 참임을 나타내는 참 테이블이 있습니다. NOT게이트는 항상 단일 입력과 반대인 출력을 나타냅니다. 다른 공통 관문은 NAND(AND가 아님), NOR(NOTOR)및 XOR(배타적 또는 둘 다 아닌 입력이 모두 참일 경우 출력이 참이 됩니다. 진실 표를 모델링 하는 전자 장치를 만드는 방법에는 여러가지가 있으며, 일반적으로 트랜지스터를 포함한다. 예를 들어 단일 트랜지스터 회로는 NOT게이트입니다. 따라서 입력이 0이면 출력이 1이고, 그 반대도 마찬가지입니다. 트랜지스터는 특정 논리 게이트에 필요한 출력을 생성하도록 설계된 다양한 회로에서 서로 다른 방식으로 연결됩니다. 사실상, 논리 게이트의 행동은 트랜지스터가 연결된 방식에서 나타난다.
슬리퍼 샌들은 서로 연결된 논리 게이트로 만들어진다. 그것들은 메모리 저장, 계산, 그리고 많은 다른 어플리케이션을 위해 마이크로 프로세서에서 사용된다. 플립 플롭은 그것을 잊으라고 지시할 때까지 약간 유지한다. 따라서 출력 값은 기존 비트 상태 및 입력에 따라 달라집니다. 플립 플롭의 종류는 다양하지만, 그 중 하나가 토글 플립 플롭입니다. 그것의 입력은 클럭 펄스의 흐름에 의해 공급됩니다. 각 펄스는 상승에지(0에서 1까지 상승)와 하강에지(1에서 0까지 하강)로 구성되어 플립 플롭의 출력이 변경됩니다.
슬리퍼 샌들은 2진법 숫자로 세는데 사용된다. 최대 15개의 펄스까지 셀 수 있다고 상상해 보십시오. 처음에는 A, B, C, D라고 부를 조리 샌들 4개가 필요한데, 모든 슬리퍼 샌들은 0상태입니다. A에 도착하는 펄스는 상승 에지(0~1)와 하강 에지(1~0)로 구성됩니다. 자, 플립 플롭 A의 행동에 초점을 맞추어 시작해 봅시다. 펄스가 A에 적용되면 상승 에지는 영향을 주지 않지만 하강 에지로 인해 A가 0에서 1로 변경되므로 하나의 펄스가 변경됩니다. 따라서 첫번째 펄스가 도착하면 A는 0에서 1로 전환됩니다. 두번째 펄스가 도착하면 A가 다시 1에서 0으로 전환됩니다. A는 모든 펄스에서 0과 1사이에서 계속 진동합니다.
이제 플립 플롭 B를 살펴보겠습니다. A로 동작하지만 A의 출력에서 입력이 들어오므로 A의 출력이 1에서 0으로 떨어질 때만 변경됩니다. 따라서 B도 0과 1사이에서 진동하지만 두번의 클럭 펄스만 변경됩니다. 0으로 시작하여 두번째 펄스가 1로 전환될 때까지 0으로 유지됩니다. B는 네번째 펄스가 0으로 변경될 때까지 1로 유지됩니다. 마찬가지로 플립 플롭 C는 4개 펄스마다 변경되고 플립 플롭 D는 8개 펄스마다 변경됩니다.
이것은 무엇을 의미합니까? A의 값은 20의 크기(항상 1–10진수로 100과 비교함)를 나타냅니다. 즉, 0이 되면 짝수의 카운트(펄스 수의 절반)가 있고 1이 되면 홀수가 있다는 것을 알 수 있습니다. 플립 플롭 B의 값은 21의 크기(항상 2–10진수로 항상 10인 101과 비교하여)를 나타냅니다. B가 1이면 10진수는 2가 되고 0이 되면 그렇지 않습니다. 마찬가지로 플립 플롭 C는 22(10진수로 102=100과 비교하여 4)의 크기를 나타내고 플립 플롭 D는 23(8–103=1000의 크기)를 나타냅니다. 따라서 예를 들어, D에서 A까지의 플립 플롭 시퀀스가 1011을 포함하는 경우 카운트는(1×23)+(0×22)+(1×21)+(1×20=8) 우리가 얻을 수 있는 최대 숫자는 10진수로 111=15이다. 그래서 0000을 사용하면 16까지 셀 수 있다. 다시 한번, 우리는 어떻게 행동이 부품 간 상호 연결, 즉 슬리퍼 샌들에서 나오는지를 볼 수 있다.