디지털 전자공학: 연습 문제와 시험 문제

이진수, 논리 게이트와 불 대수, 카르노 맵, 멀티플렉서 같은 조합 회로 구성 요소, 플립플롭, 카운터와 시프트 레지스터, 아날로그 신호와 디지털 신호 사이의 변환을 다룹니다. 시험에는 짧은 손 계산과 회로도, 타이밍 다이어그램이 함께 나옵니다.

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이 강의의 주제

  1. 진법2진수·16진수를 10진수로 · 2의 보수 · 비트, 범위, 메모리계산 문제
  2. 디지털 논리: 게이트, 카르노 맵, 플립플롭게이트, 진리표, 지연 · 불 대수, 카르노 맵, 멀티플렉서 · 무정의항, 플립플롭, 카운터계산 문제
  3. 데이터 수집과 표본화나이퀴스트, LSB, 데이터 전송률 · 에일리어싱, 비트 수, UART 프레임 · 고조파, SQNR, 시스템 설계계산 문제

디지털 전자공학 시험 팁

  • 1을 하나 놓기 전에 카르노 맵에 그레이 코드(00, 01, 11, 10)로 이름을 붙이세요.
  • 그룹을 가능한 한 크게 만들고 가장자리를 넘어 이어지게 하세요. 무정의항은 도움이 될 때만 쓰세요.
  • 타이밍 다이어그램에서는 모든 입력을 활성 클록 에지에서 정확히 읽고, 에지마다 Q를 표에 적으세요.

예제 풀이

진법쉬움
자리값2256B16E1

16진수 0x2BE를 10진수로 바꾸세요. N를 구하세요.

0x2BEA = 10 … F = 15

구하는 값: N

힌트 보기
  1. 16진수 자리값은 오른쪽부터 1, 16, 256, 4096입니다.
  2. 문자를 그 값(A = 10 … F = 15)으로 바꾸고 자리값을 곱해 더합니다.
  3. 2 = 2, B = 11, E = 14.
정답과 단계별 풀이 보기

위치 기수법: 각 자리의 값은 그 숫자에 밑의 거듭제곱을 곱한 것입니다. 2진수의 자리값은 1, 2, 4, 8, 16, …, 16진수는 1, 16, 256, …이며 A–F는 10–15를 뜻합니다. 8비트 2의 보수에서 가장 왼쪽 비트는 +128이 아니라 −128의 값을 가지며, 이렇게 음수를 저장합니다.

각 숫자에 자리값 곱하기

2·256 + 11·16 + 14·1 = 702

답

0x2BE = 702
디지털 논리: 게이트, 카르노 맵, 플립플롭보통
ABCD00011110000111101111111

이 카르노 맵에서는 이웃한 1이 없는 1이 정확히 하나 있으며, 최소 SOP 형태에서 한 칸짜리 그룹(리터럴 네 개의 완전한 최소항)으로 남습니다. 맵의 가장자리를 넘어서 이웃한 칸도 센다. 그 칸을 클릭하세요.

F = Σm(0, 3, 4, 10, 13, 14, 15)
  1. 1AB = 00, CD = 00
  2. 2AB = 00, CD = 01
  3. 3AB = 00, CD = 11
  4. 4AB = 00, CD = 10
  5. 5AB = 01, CD = 00
  6. 6AB = 01, CD = 01
  7. 7AB = 01, CD = 11
  8. 8AB = 01, CD = 10
  9. 9AB = 11, CD = 00
  10. 10AB = 11, CD = 01
  11. 11AB = 11, CD = 11
  12. 12AB = 11, CD = 10
  13. 13AB = 10, CD = 00
  14. 14AB = 10, CD = 01
  15. 15AB = 10, CD = 11
  16. 16AB = 10, CD = 10
힌트 보기
  1. 이웃한 칸은 정확히 한 변수만 다릅니다.
  2. 맨 왼쪽 열과 맨 오른쪽 열이 이웃하고, 맨 위 행과 맨 아래 행도 이웃합니다.
  3. 모든 1의 이웃 네 칸(위, 아래, 왼쪽, 오른쪽, 가장자리를 넘어서도)을 확인하세요.
정답과 설명 보기

카르노 맵: 칸은 그레이 코드(00, 01, 11, 10) 순서로 배열되므로, 가장자리를 넘어 이웃한 칸을 포함해 이웃한 칸은 정확히 한 변수만 다릅니다. 모든 1이 덮일 때까지 1들을 1, 2, 4, 8, 16칸의 직사각형으로, 가능한 한 크고 가능한 한 적게 묶으세요. 각 그룹은 그 안에서 일정하게 유지되는 변수로 이루어진 곱항 하나입니다. 2ᵏ칸의 그룹은 변수 k개를 잃습니다. 무정의항(X)은 그룹을 키우는 데 쓸 수 있지만 반드시 덮을 필요는 없습니다. 0들을 묶으면 최소 POS 형태가 나옵니다.

각 1의 이웃

이웃한 1이 있는 1은 두 칸 이상의 그룹에 들어갈 수 있습니다.

m3: m2, m1, m7, m11 → 0
ABCD00011110000111101111111

고립된 1

m3 = A′B′CD → AB = 00, CD = 11

답

AB = 00, CD = 11

연습 방법

  • “이 강의 연습하기”는 실제 시험처럼 모든 주제의 문제를 섞어서 냅니다.
  • 문제마다 값이 새로 바뀌므로 답이 아니라 푸는 방법을 익히게 됩니다.
  • 막혔나요? 먼저 작은 힌트를 열고, 필요할 때만 전체 해설을 보세요.
  • 모의고사는 제한 시간이 있고 힌트가 없으며, 끝나면 점수와 함께 전체 풀이를 검토할 수 있습니다.

이 강의의 계산기

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