마이크로프로세서-이론

시롱시롱 2023. 4. 8. 13:46

임베디드 시스템
- 어디(핸드폰,로봇)같은데 박혀있는 시스템
모든 임베디드 시스템은 마이크로프로세서가 필요하다
- 프로세서라는게 cpu를 의미 마이크로 프로세서는 작은 cpu
- 마이크로컴퓨터는 여기에 rom ram io같은 애들 넣어준거(라즈베리파이보드)
CPU구성요소는
- alu,제어장치,레지스터,버스 등등..

전압(V) : 전기를 흘리는 힘 == 수압
전류(I,R) : 흐르는 전기의 양 ==수류
저항(옴) : 전류의 흐름을 방해하는 소자
전위 차를 전압이라함 전위가 높은곳에서 낮은곳으로 전류가 흐른다 (물론 + to -)
V=IR
KVL
- 회로망 안의 폐회로에서 일정한 방향으로 일주할때 각 회로 소자에 걸리는 전압의 합은 0
KCL
- 회로망 임의의 마디에 들어오는 전류의 합은 그 마디를 떠나는 전류의 합과 같다
정전압 전원 : 전압이 일정한것 (이상적)
정전류 전원 : 전류가 일정한 것 (이상적)
직류 구간에서 회로에 흐르는 전류는 일정함 (교류로 나뉘는 구간에서는 분배된다)
- 이때 분배는 분배전 전류를 I 라고하면 분배되는 전류 I1은 I*R2/(R1+R2)
전압은 저항을 만나면 바뀜 (직류 구간에서)
- 따라서 저항 2개가 있는 직렬 회로의 경우 V1=V*(R1/R1+R2)
중첩의 원리
- 전원이 두개이상 있을때 전압원을 끄고 그부분을 그냥 선으로 생각하여 계산한 출력
- 전류원을 끄고 해당 부분을 열린 스위치라고생각하고 구한 출력
- 이 두개의 출력의 합이 전체 전원에 대한 출력

Node Voltage분석
- 각 노드(선들이 교차하는 점)에 전압 표시하고 KCL적용
- 즉 해당 노드로 들어오는 전류의 합과 나가는 전류의 합이 같음을 이용하는 것

- 이렇게 V=IR으로 각 소자에서의 전압을 계산해서 폐회로마다 계산해주는거
- 여기서 mesh는 자신안에 loop가 자신 하나 뿐인 Loop를 의미
- Loop는 출발점과 도착점이 같다는 조건, 끊김없이 그릴 수 있는 경로
- 페회로 내의 전류 I들은 시계방향으로 계산
- 만약에 전원이 전류전원이면 그냥 해당 방향으로 계산

- 이런식으로 i4보면 전압방향이랑 전류방향이 반대인데 그냥 전류를 -3A라고 두고 계산하는거
- KVL할때 전류 방향이랑 전압전원이 만나는 경우
  - 전류가 + > -로 바로 쭉 흐르면 +부호로 계산
  - +에서 한참 돌아가서 마지막에 -로 도착하는 전압은 -로 계산
합성저항
- R0와 R1이 병렬로 연결되어 있으면, 이둘의 합성저항 R2는
- ${1\over R_2}= {1\over R_0} + {1\over R_1}$ 이렇게 계산된다.
중첩적용할 때 저항의 두 점이 모두 연결되어 있다면 병렬임을 의미함
- 그 밑에 링크된 블로그 들어가보면, 저항이 일자로 연결되어있는데 위에 line이 하나 더있어서 둘다 전원에 한쪽이 연결되어있고 다른 한쪽은 서로에게 연결되어있음 이게 병렬임을 의미함.
중첩(Superposition) - 문제 1 (정답과 풀이)
그리고 전압 계산할때 + → -방향으로 흐르면 양수고 반대면 음수인거 잊지말자

1의보수는 그냥 자리수 전부 보수
2의보수는 1의보수 취한 거에 1더한 것
음수를 2의 보수를 취해서 나타냈으면 그걸 읽는 방법은 한번더 2의보수를 구해주고 앞에 -붙여서 읽으면됨
가수부의 맨앞은 항상 부호비트
정규화 표현할 때는 항상 MSB는 1
IEEE기준에서 가수부 127더해서 표현
1의보수 뺄셈 : 빼는수의 1의보수 구해서 더하고 자리올림 생기면 최하위비트에1더하고, 안생겼으면 결과에 1의보수 구하고 -부호 붙임 (이 결과는 수의 값을 표현한 것 ex -2: -10)
2의보수 뺄셈 : 자리올림 생기면 자리올림 생겨서 만들어진 비트 제외 나머지가 결과, 안생겼으면 연산결과에 2의보수 취하고 -부호 붙이면 끝
정수를 한자리만 1인 수들의 연산으로 표현하기10011에서 맨앞의 1이 부호비트임 위 예제에서 그냥 왼쪽 오른쪽 왔다갔다 하는게 아니라 오른쪽 기준점으로 잡고 쭉 계산하는게 맞음

위의 방법으로 정수의 곱셈을 할 수 있음
- ex) 6*-7=0011011001=00110(-1+10-1000)=11010+001100+11010000
카노맵
- 변수가 xyz가 있으면 xy xy’ x’y x’y’ / z z’이렇게 표를 만들고 거기서 해당 조합의 결과 값을 적은 후

- 위의 식처럼 1이 두개 곂치는 애들이 있으면 그놈들로 식을 만들 수 있음
- xy가 z와 관계가 없으니 E=xy+ , xy’도 z와 관계가없다 E=x(y+y’) 마찬가지로 xz xz’도 y와 관계가 없으니 축소하면 결국 E=x가 되는 것

능동부품 : 에너지의 흐름을 제어하는 기능 / 집적회로, 트랜지스터 ..
수동부품 : 에너지를 소비 또는 축적하는 기능 / 저항기,콘덴서 ..
기구 부품 : 에너지의 형태를 변화시키는 기능 / 스피커 ..
수동 소자
- 저항 읽는 법
  - 금,은색 부분이 저항의 오차 나머지는 앞에서 부터 숫자2or3개 승수 1개
- 커패시터 : 전하를 저장할 수 있는 놈
- 인덕터 : 도체 주변 자기장 내의 에너지를 저장, 자기유도작용
반도체
- p형 : 원자가 전자 3인 al,in,ga 같은 애들을 반도체에 넣어주면 정공 생김 > +전하띔
- n형: 원자가 전자 5인 놈을 넣어주면 과잉전자 발생 > -전하
- 다이오드 : 능동소자 이고 pn순으로 결합시켜 사용
  - 전자가 n >p로 가니까 전류는 p > n으로 흐른다 == 한쪽으로만 전류 흐름 == 정류작용
- 트랜지스터 : 능동소자이고 pnp or npn 결합 , 증폭작용
집적회로 : 능동소자, 기판에 수많은 트랜지스터,콘덴서 등을 넣음 얘자체가 하나의 부품