김대리들을 위한 하드웨어 기술 공유

CPU의 종류를 나열하거나 분류하거나 하는 기준들은 매우 다양하지만 CISC와 RISC CPU로
분류하기도 한다.
아직 이런 분류에 대해 알고있지 않다면... 아직 늦지 않았다.

CISC vs RISC
CISC (Complex Instruction Set Computer)
RISC (Reduced Instruction Set Computer)

영문 약자를 풀어서 쓰고 천천히 살펴보면 대충 감이 오는것 같기도 하다.
CISC - 모든 가능한 경우를 고려해서 수백개의 명령어를 가지고 있다.
RISC - 자주 사용하는 명령어 약 40개 정도만 사용하여 절약된 트랜지스터들로 성능을 향상 시킨다.
Intel의 x86등은 CISC이다. 처음부터 CISC였고 그것을 기반으로 진화해 왔으므로 여전히 CISC이고...

CISC의 장점은 무엇인가?
펜티엄 CPU에 사용하는 OS는 무수히 여러가지이며 그 OS위에 깔려지는 여러가지
어플리케이션 또한 그 수를 셀 수 없이 다양하다.
이러한 다양한 OS, Application등을 모두 수용하기 위해서 많은 명령어가 필요했으며
여전히 Intel은 CISC방식을 따르고 있고 사용자는 무궁한 software를 깔 수 있다.

RISC는 모든 명령어의 크기가 4바이트이다. 명령어 크기가 고정되어 있어서 CPU의
빠른 명령어 해석이 가능하다.
RISC는 레지스터를 많이 가지고 있다. 굳이 스택이 필수적이지 않을 정도이다.
한정된 수의 명령어는 프로그램 크기를 크게 만들지만 DRAM가격이 싸기 때문에 문제가 되지 않는다.
가장 큰 특징은 95%이상의 명령어들이 단지 1클록에 실행 된다는 것이다.

이런 절약에 기반하여 남는 트랜지스터들로 캐쉬와 개쉬 제어기, 그래픽 프로세서등을 구현하는 것이다.
그래서 한 개의 CPU안에 여러가지 코어를 넣어서 원칩화가 수월한 것이다.
그리고 하바드 아키텍쳐라는 것이다. (하바드 아키텍쳐에 대해선 추후에 논의 할 수 있을 것이다.)

RISC 방식의 CPU로는 Power PC나 DSP가 있고 작지만 강력한 일부 마이컴들이 있다.

예전에는 '대체 이 버퍼를 왜 쓴거야? 안전장치가 너무 많은걸....'라고 생각했던 적이 있었다.
특히 IDE를 설계한 부분들은 어김없이 버퍼들이 등장한다........  왜?
여러가지 이유가 있겠지만 첫째 버퍼 다음단의 입력 전압레벨을 맞춰주기 위해서고 둘째는 신호의
감쇄 때문이다.

[첫째]
IDE 단자에서 나온 5V의 레벨을 갖는 신호선이 3.3V로 동작하는 CPU에 들어가기 위해선 전압을
낮춰야 한다.(일반적인 경우)
보통 버퍼들의 입력 tolerance는 supply전압보다 높다.
즉 3.3V로 동작하는 버퍼를(입력 tolerance는 5V)달아주면 IDE단자의 5V레벨의 신호선이
버퍼를 거쳐서 3.3V로 낮춰지고 3.3V로 동작하는 CPU에 입력될 수 있는 것이다.
아니면 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

[둘째]
IC들의 모든 입력단자들은 입력 정전용량을 가지고 있다.
한 신호에 여러개의 단자가 물려있다면 모두 병렬로 연결되어 있어서 큰 커패시터 부하로 볼 수 있다.
그래서 출력 단자로부터 나온 신호는 받는 단자의 위치에 따라서 그 세기가 감쇄하는 것이다.
그래서 버스 버퍼링이 필요하다.....  어떻게?
단방햔 시그런들일 떈 74xx244, 양방향일 떈 74xx245같은 버퍼를 사용하여 중간 중간 신호의
세기를 유지시켜 준다.
더군다나 이 IC들은 절연 기능까지 있다.

또, 버퍼를 담으로써 부하 커패시턴스를 줄여주는 효과가 있고 이는 GND Bounce를 감소시키는
효과도 있다.

SMD R, L, C중 자주 사용하는 사이즈를 mil과 mm로 정리 하였다.

R, L, C의 제조사마다 단위를 다르게 사용하므로 주의 하자.

앞 두자리와 뒷 두자리는 각 각 가로/세로의 길이를 나타낸다. 즉 1608은 가로 1.6mm, 세로 0.8mm를
나타낸다고 보면 된다.