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0. 과목 개요 - 본 설계실험 과목은 디지털 하드웨어 설계 및 구현에 대한 실험실습 과목으로서, 선수과목은 디지털논리설계, 마이크로프로세서이다. Verilog HDL로 디지털회로를 설계하여 FPGA에서 구현하는 실습이 주 내용이며, 초기 2주동안 TTL 로직과 breadboard를 이용한 기초적인 디지털회로 실습도 진행한다. 구체적으로, 가산기(adder) 등의 조합회로, FSM 등의 순차회로, 그리고 LCD 등의 출력제어회로를 Verilog HDL로 설계하여 FPGA로 실습하며, 1인 1조로 진행된다. 1주차 - Introduction & TTL gates Lab on Breadboard 1) 이론- TTL (Transistor Transistor Logic) : 다수의 트랜지스터에 의해 논리 게이트..
1. 전자회로 (Electronic Circuit) 1-1 전자회로란?- 각종 소자를 이용하여 회로적 연산을 통해 신호를 처리하는 전기회로이다. 전자공학의 가장 기본이 되는 과목이라고 할 수 있다. 주요 소자들은 Diode, OP-Amp, MOSFET, BJT이며, 해당 소자들의 동작특성과 주파수 도메인에서의 해석, 간단한 응용회로 등을 다루게 된다. 1-2 회로이론과의 차이점- 앞서 다룬 회로이론과의 차이점은 능동소자에 관한 내용이 추가된다는 점이다. 회로이론에서 사용했던 RLC와 같은 수동소자들은 선형적이며 비교적 이상적인 특성을 가지기 때문에 해석이 비교적 쉽다. 하지만, 전자회로에서 다루는 능동소자들은 비선형적이며 조건에 따라 비이상적인 특성을 보이기 때문에 적절한 해석과 설계를 위해서는 그 동작..
Semiconductor basic and Crystal Structure - 도체, 부도체, 반도체란? -> 전기전도도, 비저항- 결정구조 : Crystalline(단결정) / polycrystalline(다결정) / amorphous(비정질)- 반도체의 기본재료 : elenetal semicon - Si / compound semicon - GaAs / Alloy - 화합물- lattice structure(격자 구조)와 unit cell (단위 셀) : Si의 다이아몬드 구조, 공유결합(covalent bonding)- Miller index -> wafer의 방향 표기 Carrier modeling과 energy band diagram - carrier : 역할, 특성(전하량, 이동성), elec..
Binary와 logic gate - 2진보수와 binary codes : 1's & 2's, BCD, Gray, ASCII 등- 부울대수와 Truth table- minterm(최소항)/standard product(표준곱) maxterm(최대항)/standard sum(표준합)- 2진함수의 standard form : 곱의합(sum of product) & 합의곱(product of sum)- 논리 gate- gate-level 최소화 : K-map(카르노맵) 조합논리(combinational logic)와 순차논리(sequential logic) - (Binary) Half adder(반가산기)와 Full adder(전가산기), BCD adder- Multiplier / comparator- dec..
1. Time domain analysis = Time Response - 입력에 의한 출력을 시간의 함수로 나타내어, 시간에 따른 회로의 상태 변화 및 출력 응답을 해석한다. 1-1 Transient Response(과도 응답)- 시간이 지남에 따라 없어지는 응답. Steady-state에 이르기까지의 과도적인 반응.- 회로의 일반적인 특성(소자의 종류, 크기, 연결형태 등)에 따라 달라지기 때문에 Natural Response(고유 응답)이라고도 한다.- Transient analysis는 미분방정식을 통해 이루어지는데, 1계 미분방정식으로 표현되는 회로를 First-order circuit(1차 회로), 2계 미분방정식으로 표현되는 회로를 Second-order circuit(2차 회로)라고 한다...
1. Ohm's Law - Resistive Circuit에서 저항, 전류, 전압 간의 관계 설명 2. Kirchhoff's Law 2-1 Kirchhoff's Current Law (KCL)- 회로상의 임의의 노드에서 들어오고 나가는 전류의 합은 0이다. -> Node Analysis에 활용. 2-2 Kirchhoff's Voltage Law (KVL)- 회로상의 임의의 폐회로에서 한 방향으로의 전압강하의 합은 0이다. -> Loop Analysis에 활용. 3. Thevenin's & Norton's Law 3-1 Thevenin's Law- 전압원, 전류원, 저항을 포함하는 두 단자를 가진 임의의 회로는 모두 하나의 독립 전압원과 하나의 등가 저항이 직렬연결된 Thevenin 등가 회로로 전환 가능..
1. 수동소자와 능동소자의 구분 - 소자는 에너지 소모 여부에 따라 수동소자와 능동소자로 나뉜다. 1-1 수동소자 (Passive Element)- 증폭이나 전기에너지의 변환없이 단순히 에너지를 소비, 축적, 통과시키는 작용을 한다. 따라서 외부 전원 공급이 필요없이 단독으로 동작한다. - 동작특성이 선형적이다. (단, 고주파에서는 비선형적 -> 초고주파공학) - ex) 저항(R), 인덕터 혹은 코일(L), 캐패시터 혹은 축전기(C) 1-2 능동소자(Active Element)- 전원으로부터 받은 에너지를 이용하여 신호의 에너지를 변화시키는 소자이다. 따라서, 입출력 단자만 가지는 수동소자와 달리 외부 전원 공급을 위한 단자가 추가적으로 필요하다. - 동작특성이 비선형적인 특성을 가진다.- ex) Dio..
1. 전자공학과 전기공학 - 쉽게 이야기해보면, 전자공학은 '약전'을 다루고 전기공학은 '강전'을 다룬다고 할 수 있다. 또 다르게 말하면 전자공학은 '신호'를, 전기공학은 '에너지'를 다룬다고도 할 수 있다. 전기공학은 강전, 즉 큰 전기 에너지를 어떻게 생성, 분배, 이용할 것인지에 대한 학문이다. 발전소나 각종 전자기기 등의 파워공급 등을 생각하면 쉽다. 전자공학은 전기공학에서 다루는 것보다 훨씬 약한 에너지의 전기 신호를 어떻게 생성, 처리, 전달하여 정보로 이용할 것인지에 대한 학문이다. 반도체소자나 우리가 사용하는 전자기기의 칩을 설계한다고 생각할 수 있다. 2. 공통 기본 내용 - 전자기학: 전하에 의해 발생하는 공간상의 전자기적인 영향에 대한 이론.- 회로이론: 수동소자로 이루어진 회로상에..
TEXT LCD 1) PIN MAP 2) PIN Assignment 3) Signal Flow Example 4) PROJECT 1) 내용 : PC의 키보드로 문자 입력 (USART_ReceiveData) -> 입력값을 text LCD에 display. 2) PIN 3) file tree & main.c (usart_printf 부분 생략) 4) drivers -> ex03_USART 게시물 참고 -> 기존 파일 사용 RESULT
USART REGISTER PROJECT 1) 내용 : PC의 키보드로 문자 입력 (USART_ReceiveData) -> 입력값에 따라 외부 LED 동작 2) PIN USART External LED - PA9 : USART1_TX - PA10 : USART1_RX - PE3 : EXLED_R (RED - PE4 : EXLED_G (GREEN) - PE5 : EXLED_B (BLUE) 3) file tree & main.c 4) drivers -> ex03_USART 게시물 참고 - 외부 LED 사용 (기존 led.h에서 핀과 포트만 수정 + LED를 모두 EXLED로 변경) RESULT - 의도한 동작 수행 O