0과 1

컴퓨터의 데이터는 0과 1로 이루어진다. 

이는 전기의 상태와 관련이 있는데,

전기가 흐르는 상태는 1, 흐르지 않는 상태는 0을 의미하며, 문자, 숫자, 이미지, 소리 등 모든 데이터를 표현할 수 있게 해준다.

0과 1의 조합으로 작은 단위 부터 큰 단위까지 정보의 체계를 표현할 수 있고 이를 디지털(Digital)이라고 한다.

 

0과 1로만 정보를 표현하는 이유

표현해야하는 정보는 아주 다양하다. 그런데 0과 1이 아닌 0~9까지 모든 수를 이용한다면 연산은 빠를 수 있으나 복잡한 데이터 처리과정이 필요하고 이로 인해 필요한 비용과 시간이 증가한다. 그래서 0과 1만을 조합하여 단순 명료한 정보 체계를 갖게 되었다.

 

논리 회로(Logic Circuit)

0과 1만을 이용해서 모든 정보를 표현하려면 컴퓨터는 0과 1의 조합의 결과를 처리하기 위해 계산도 하고 판단도 하고 출력도 해야한다. 이러한 처리를 논리 회로가 담당하고 있다.

전기가 흐르는 상태 = 참  = 1, 전기가 흐르지 않는 상태 = 거짓 = 0.

즉, Boolean을 기본으로 처리(=계산) 과정이 이루어지는데 이를 논리 연산이라 하며,

하나의 작은 단위의 연산을 수행하는 장치를 논리 게이트,

여러 개의 논리 게이트를 조합한 것을 논리 회로라고 한다.

 

논리 게이트(Logic Gate)

논리 게이트는 다양하게 존재하지만 가장 기본이 되는 게이트는 아래와 같다.

(논리 게이트를 표로 표현한 것을 진리표라고 한다.)

• AND: a와 b 모두 참일 때, 결과는 참

A	B	결과
0	0	0
1	0	0
1	1	1

• OR: a와 b 둘 중 하나가 참일 때, 결과는 참

A	B	결과
0	0	0
1	0	1
1	1	1

• NOT: a가 참이면, 결과는 거짓 / 결과는 주어진 값의 반대

A	결과
0	1
1	0

 

HDL(Hardware Description Language)

이러한 컴퓨터의 전자 논리를 인간이 읽을 수 있는 텍스트로 표현한 것을 말한다.

 더 쉽게 이해하고 회로의 원하는 동작과 구조를 기술하여 제대로 동작하는지 검증할 수 있다. 

entity Circuit_1 is

    Port ( a : in  STD_LOGIC;

           b : in STD_LOGIC;

           out1 : out STD_LOGIC);

end Circuit_1;

-----------------------------------------------------

architecture Behavioral of Circuit_1 is

begin

out1 <= ( a and b );

end Behavioral;