소개글
"디지털 논리회로 연습문제 2장"에 대한 내용입니다.
목차
1. 개요
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론
1.2.1. PLC
1.2.2. MCU
1.2.3. Embedded Controller
2. 실험 절차
2.1. 실험 장치
2.2. 실험 방법
2.3. 실험 시 유의사항
3. 실험 결과
3.1. LED의 깜박이는 주기 변경
3.2. LED 순차 켜기
4. 고찰
4.1. LADDER LOGIC과 BASIC 언어의 장단점
4.2. 큐블럭 적용 사례
5. 참고 문헌
본문내용
1. 개요
1.1. 실험 목적
큐블록은 내장제어를 위한 초소형 컴퓨터이다. 기존에 사용되고 있는 PC는 사무용, 가정용으로 사용하기에는 적합하지만, 특정 장치를 제어하는 내장 제어용으로는 부적합하다. PC보다 작고, 장치 제어에 필요한 기능만을 갖춘 초소형 컴퓨터가 필요하다. 내장제어를 하는 방법으로는 마이컴 또는 MCU, 산업용 기기에 많이 쓰이는 PLC를 이용하는 방법이 있다. 큐블록은 PLC와 MCU의 중간 위치에 있는 "임베디드 컨트롤러"이다. 이번 실험에서는 큐블럭을 이용한 예제를 연습해 보는 것이 실험의 목적이다.
1.2. 실험 이론
1.2.1. PLC
PLC(Programmable Logic Controller)는 "Process 혹은 Equipment 의 제어를 위한 논리연산, Sequence 제어, 지연, 계산 및 산술 연산 등의 제어동작을 시키기 위해, 제어순서를 일련의 명령어 형식으로 기억하는 메모리를 갖고, 이 메모리의 내용에 따라 디지털, 아날로그의 입출력 모듈을 통해 여러 가지 기계와 프로세스를 제어하는 디지털 조작형 전자장치"이다. 여기서 Sequence 제어란, 다음단계에서 해야 할 제어동작이 미리 정해져 있어서 앞단계의 제어동작 완료, 혹은 제어동작 완료 후 일정시간이 경과 후에 다음단계로 제어결과를 이행하는 일련의 제어동작을 말한다.
1.2.2. MCU
마이크로컨트롤러(Microcontroller) 또는 MCU(Micro Controller Unit)는 마이크로프로세서와 입출력 모듈을 하나의 칩으로 만들어져 정해진 기능을 수행하는 컴퓨터이다. CPU 코어, 메모리 그리고 프로그램 가능한 입/출력을 가지고 있다. NOR 플래쉬, EPROM 그리고 OTP ROM 등의 메모리를 가지고 있어 정해진 기능을 수행하도록 프로그래밍 코딩하고 이 기계어 코드를 써 넣는다. 기계어 코드가 실행되기 위한 변수나 데이터 저장을 위해 적은 용량의 SRAM을 가지고 있다. 기타 칩에 따라 EEPROM을 내장하기도 한다.
마이크로컨트롤러는 규모가 작은 시스템에 사용하므로 보통 운영 체제를 포함하지 않는 경향이 있다. 반면 임베디드 시스템은 좀 더 규모가 크기 때문에 운영 체제(윈도 CE, 또는 리눅스 커널)가 시스템에 포함된다. 이 운영체제 위에 특수한 기능만을 수행하도록 응용 프로그램이 장착되어 동작하는 경향이 있다. 예를 들어 같은 ARM이라도 마이크로컨트롤러는 한 칩에 메모리(플래시, RAM)를 포함하고 기타 하드웨어(타이머, UART, SPI, ADC 등 필요에 따라 장착)를 포함한다. 여기서 메모리는 용량이 크지 않기 때문에 운영체제를 포함하기에는 한계가 있다. 그러나 임베디드 시스템에서는 하드웨어는 한 칩내에 장착하지만, 칩 밖에 많은 용량의 메모리를 장착하고 PCB에서 연결하는 것이 일반적이다. 이것은 시스템이 크기 때문에 용량이 큰 메모리를 시스템에 장착할 필요성이 있기 때문이다.
1.2.3. Embedded Controller
내장형 컨트롤러는 마이크로컨트롤러와는 달리 규모가 큰 시스템에 사용된다. 내장형 컨트롤러는 마이크로컨트롤러와 비교하여 운영 체제(윈도우 CE, 리눅스 커널 등)가 포함되어 있으며, 운영 체제 위에 특수한 기능만을 수행하는 응용 프로그램이 장착되어 동작한다.
예를 들어 ARM 프로세서 기반 내장형 컨트롤러의 경우 한 칩 내에 메모리(플래시, RAM)와 타이머, UART, SPI, ADC 등 다양한 주변장치를 포함하고 있다. 마이크로컨트롤러와 달리 내장형 컨트롤러는 칩 외부에 많은 용량의 메모리를 장착하고 PCB에서 연결하는 것이 일반적이다. 이는 내장형 시스템이 크기 때문에 용량이 큰 메모리를 필요로 하기 때문이다.
내장형 컨트롤러는 마이크...
참고 자료
양영일, 『VHDL을 이용한 디지털 논리회로 설계』, 미래컴(2010)
노승환, 『디지털 시스템 설계 및 실습』, 한빛아카데미(2017)
PLC - http://www.kemco.or.kr/up_load/blog/PLC.pdf
MCU - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A7%88%EC%9D%B4%ED%81%AC%EB%A1%9C%EC%BB%A8%ED%8A%B8%EB%A1%A4%EB%9F%AC
Embedded Controller - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9E%84%EB%B2%A0%EB%94%94%EB%93%9C_%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C
LADDER LOGIC - 한국 CAD/CAM 학회 논문집 제14 권 제1호 2009년 2월 p.50-59
UML 기반 PLC 래더 로직 설계와 코드 자동 생성 – 한관희, 박준우
BASIC언어, Visual BASIC 언어 - 비주얼 베이직 프로그래밍(윈도우 프로그래밍의 첫 걸음) 고응남 저, 한빛미디어 (p24 ~ p28)
사용 예시 - http://www.comfile.co.kr/shop/main/index.php (회사소개 -> 응용사례)
패스워드를 이용한 엘리베이터 시스템 - 대한민국 특허청 (출원번호 10-2008-0070182, 출원일자 2008년07월18일, 출원인 주식회사 우주테크, 발명자 박종훈 대리인 김동우)
사용자 위치 추적을 이용한 스피커의 방향 및 음량 최적화시스템 대한민국 특허청 (출원번호 10-2007-0111746, 출원일자 2007년11월02일, 출원인 한양대학교 산학협력단, 발명자 김종현, 신홍식, 대리인 이은철, 유완식)
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