디지털논리 - 북프라이스

현대사회에서 디지털 기술은 우리의 일상생활과 산업, 과학 분야에서 끊임없이 발전하며 우리의 삶을 혁신시키고 있다. 컴퓨터, 통신, 자동차, 가전제품 등 다양한 분야에서 디지털 시스템과 기기는 더 빠르고 효율적인 처리와 제어를 가능하게 하며, 새로운 혁신과 기회의 문을 열어주었다. 최근 들어 AI 반도체 혹은 그래픽 처리 장치와 같이 엄청나게 많은 양의 데이터 연산을 소규모 프로세서를 다수 사용하여 실시간으로 컴퓨팅해내는 복잡한 디지털 회로가 일반화되었다. 아울러 민간이나 군사용 드론에서의 주행 및 항법 제어, 3D 프린터를 이용한 2차원 및 3차원 좌표에 대한 구동부의 제어, 그리고 자율주행 자동차에서 다양한 레이더와 카메라 센서를 통해 입력되는 방대한 데이터의 실시간 처리 및 주행부 제어 등을 구성하는 디지털 시스템은 모두 디지털 집적회로로 구성된 핵심 부품들이 자리하고 있다. 중요한 것은 그 모든 디지털 기술의 핵심 기반은 디지털 논리회로라는 것이다. 물론 산업현장에서 방대하고 복잡한 디지털 시스템의 설계는 Verilog나 VHDL과 같은 하드웨어 기술 언어(Hardware Description Language)를 사용하여 이루어진다. 전체 시스템을 여러 개의 작은 구성 블록으로 나누어 구성하고 각 구성 블록이 수행해야 하는 논리적인 기능을 프로그래밍을 통해 기술한 후 컴퓨터의 자동 합성 기능을 이용하여 원하는 블록의 논리 회로도를 얻는다. 그러나 논리회로의 기초가 없는 상태에서 바로 하드웨어 기술 언어를 사용하는 것은 논리적 오류가 날 가능성이 매우 크며, 그 오류는 컴퓨터상에서 모의실험을 통해 쉽게 드러나지 않을 수 있고, 추후 매우 비싼 돈을 들여 반도체 칩으로 구현해 나온 후에 발견되는 경우도 종종 있다. 따라서 필자는 “손으로도 설계할 수 있지만, 편의상 하드웨어 기술언어를 사용한다.”라는 정도의 수준이 되어야 올바르게 정상 작동하는 디지털 시스템 설계자라고 생각한다. 즉 하드웨어 기술 언어를 한 줄 한 줄 써 내려갈 때마다 머릿속에 그 언어로부터 합성되는 디지털 회로가 그려질 수 있어야 한다는 의미이다. 이런 면에서 디지털 논리회로를 배우고 완벽하게 이해하는 것은 하루가 다르게 그 복잡도와 기능 및 속도 면에서 변해가는 디지털 시대에 지금까지의 기술의 경향을 익히고 앞으로 더욱 새로운 디지털 시대를 열기 위해서 꼭 필요한 과정이라고 생각한다. 필자는 전기·전자공학, 컴퓨터공학, 소프트웨어 분야에서 논리회로의 이해와 설계 관련된 과목의 교재로 사용할 수 있도록 내용을 구성하였다. 책에서는 기본 개념을 소개하고 그 논리회로가 왜 필요한지, 그리고 어디에 활용되는지 등을 함께 언급하여 각 내용을 배워야 하는 필요성을 느낄 수 있도록 하였으며 복잡한 내용을 최대한 쉽고 명확하게 설명하여 학습하고 이해하기 쉽도록 최선을 다하였다.

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