전자기사 실기 - 3. 회로 설계

회로 설계는 가장 아쉬움이 남는 포스팅 중 하나로,

이후에 더 자세히 풀어쓸 예정에 있습니다 :)

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일반적으로 회로설계는 전자기사 실기 과목들 중 가장 쉽다고 평가받습니다.

 

답안 작성이 간단하고, 대부분의 문제는 디지털로직의 기초 지식만 가지고도 문제를 해결할 수 있기 때문이 아닌가 하네요//

 

유형별로 분석해보자면,

 

1. gate-level의 지식만 가지고도 해결할 수 있는 문제

(ex. 주어진 논리회로를 nand gate만의 회로로 바꿔라.)

 

2. logic simplification의 수준까지를 요구하는 문제

(ex. 주어진 논리식을 회로로 구현하되, gate의 수는 x개로 한다.)

 

3. sequential circuit의 지식까지를 요구하는 문제

(ex. timing chart를 참고하여 미완성된 회로를 완성시켜라)

 

4. diode, BJT 등 electronic circuit의 지식까지를 요구하는 문제
(ex. 주어진 op-amp 회로도의 저항값을 계산하기. )

 

1번, 혹은 2번에서 문제가 나오는 게 대부분이며, 이 경우에는 5~10분 안에도 해결할 수 있을 정도로 무난하겠지요.

(전공자가 아니어도 문제를 해결할 수 있는 수준)

 

3번, 혹은 4번에서 문제가 출제되면 관련 지식이 없다면 조금 어렵겠습니다.;;;

 

 

 

첫번째 유형부터 보겠습니다. gate-level의 지식이란 게 어느 의미이냐 하면

 

and, or, xor, not 게이트 를 이해하고, 진리표로 나타낼 수 있으며, 드모르간의 법칙을 알고 있다 라는 것입니다.

(따로 진리표는 첨부하지 않겠습니다.)

 

위에서 예제로 들었던 문제는 회로 설계에 있어 소자를 효율적으로 사용하기 위해 모든 gate를 nand gate로 바꾸는 문제인데

 

and gate 는 x, y 두 입력을 nand gate와 not gate를 통과시키면 되고

 

or gate 는 x, y두 입력을 not gate, nand gate 순서로 통과시키면 되고

 

xor gate는 x, y 두 입력을 not gate를 통과시켜서 나온 x', y'을 각각 y, x와 or gate에 통과시킨 후 nand gate를 통과시키고

 

not gate는 두 입력을 nand gate 시키면 됩니다.

 

위 사실을 이용하면 모든 회로를 nand gate로 바꿀 수 있겠지요.

 

 

 

두번째 유형을 보겠습니다. logic simplification이라는 것은 논리회로를 간략화할 수 있냐는 것인데

 

예를 들어, X + XY'은 X로, X'Y+XY는 Y로 간략화할 수 있습니다.

 

논리회로를 간략화하기 위해서는 K-map, espresso algorithm 등을 사용하면 됩니다만

 

실제로 나오는 문제들의 경우는 그리 어렵지 않은 내용들이기 때문에 간단한 boolean algebra만을 이용하는 것으로 충분합니다.

 

몇가지 algebra를 들면

 

X + X' = 1, X * X' = 0, X + 1 = 1, X * 0 = 0

 

여기에 분배법칙 정도? 그리 어려운 내용은 아닐 것입니다.

 

 

세번째 유형이라 함은.. sequential circuit, 즉 flip-flop 이 들어가 있는 회로를 해석, 설계할 수 있냐는 것인데

 

임의의 이름없는 회로가 나오기보다는 n진 ripple counter 가 나오게 되므로 전공자시라면 그리 어렵지 않습니다.

(비전공자시라면... 많이 어렵습니다.)

 

정석적으로 state table, state diagram을 그려서 해결하신다면 무난할 거 같습니다.

(정답은 미완성된 회로를 채우는 것인데 gate 1~2개 정도로 해결하실 수 있습니다.)

 

 

네번째 유형이라 함은.. 디지털 전자회로 내용이 될 것인데

 

diode와 transistor 레벨에서의 and gate, or gate 등을 설계하는 내용입니다.

 

이 역시 배운 분이 아니라면 많이 어렵겠지요;;

 

 

 

회로설계는 총 10점 만점으로,

 

전공자분들께는 어렵지 않은 내용이기 때문에 포기하기는 아깝지만

 

전자과적인 지식이 많이 필요한 내용이기 때문에 비전공자분들께서는 많이 어려워 하십니다.

 

그래도 회로스케치, 패턴설계 등과는 달리 0점을 맞아도 과락 되지 않기 때문에 너무 크게 신경쓰지 않으셔도 될 듯 합니다.

 

 

 

100점 맞고 합격할 필요 있나요? 60점만 맞으면 되지 ^_^

 

가능하면 모두가 알 수 있도록 가능한 한 low-level에서 자세히 설명하고 싶었는데 

여건상 그러지 못함을 이해해주시기 바랍니다.//(추후 개선 예정)