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ARM 아키텍처(ARM Architecture)

개요ARM 아키텍처는 영국 ARM Holdings가 설계하고 라이선스를 제공하는 RISC 기반의 32/64비트 마이크로프로세서 아키텍처입니다. 높은 전력 효율성과 컴팩트한 설계로 인해 스마트폰, 태블릿, IoT, 자동차, 서버 등 다양한 분야에서 광범위하게 사용되며, 특히 모바일 및 저전력 시스템의 표준으로 자리잡고 있습니다. 본 글에서는 ARM 아키텍처의 개념, 특징, 구조적 장점, SoC와의 관계, 실무 적용 사례까지 종합적으로 설명합니다.1. 개념 및 정의ARM(Advanced RISC Machine)은 Reduced Instruction Set Computing(RISC) 기반으로 설계된 CPU 아키텍처로, 간단한 명령어와 빠른 실행을 목표로 합니다. ARM은 칩 자체를 생산하지 않고, 설계 및 ..

버스 구조(Bus Architecture)

개요버스 구조는 CPU, 메모리, 입출력 장치 간의 데이터 전달을 위한 공통 통신 경로입니다. 컴퓨터 시스템에서 데이터를 주고받기 위해 사용되는 세 가지 주요 버스는 데이터 버스(Data Bus), 주소 버스(Address Bus), **제어 버스(Control Bus)**로 구성되어 있으며, 이들은 시스템의 연산, 저장, 제어를 물리적으로 연결하는 역할을 수행합니다. 본 글에서는 버스 구조의 개념, 각 버스의 역할과 특징, 동작 원리, 실무 적용 사례를 중심으로 정리합니다.1. 버스 구조의 개념버스(Bus)는 다수의 구성 요소들이 데이터를 공유할 수 있는 공통 경로이며, 하드웨어 간 통신을 위해 널리 사용됩니다. CPU와 메모리 간, CPU와 I/O 장치 간, 메모리와 I/O 장치 간의 데이터 전송을 ..

I/O 인터럽트 구조(Interrupt-driven I/O)

개요I/O 인터럽트(Interrupt)는 CPU가 입출력 장치의 동작 완료를 기다리지 않고, 다른 작업을 수행하다가 입출력 장치에서 신호가 오면 해당 처리를 수행하는 방식입니다. 이는 바쁜 CPU 자원의 낭비를 줄이고, 입출력 지연 시간을 숨길 수 있어 현대 운영체제에서 필수적인 비동기적 I/O 처리 기법입니다. 본 글에서는 I/O 인터럽트의 구조, 동작 원리, 장치 컨트롤러와의 관계, 인터럽트 처리 절차 및 실무 활용을 체계적으로 설명합니다.1. 개념 및 정의 항목 설명 인터럽트(Interrupt)외부 또는 내부 장치에서 발생한 이벤트를 CPU에 알리는 신호I/O 인터럽트I/O 장치(예: 키보드, 디스크, NIC 등)에서 작업 완료 후 CPU에 처리 요청폴링(Polling) 방식과 차이CPU가 반복적..

GPIO(General Purpose Input/Output)

개요GPIO(General Purpose Input/Output)는 마이크로컨트롤러(MCU), 라즈베리파이, 아두이노 등의 임베디드 시스템에서 디지털 신호를 주고받기 위해 사용되는 다용도 핀입니다. LED 제어, 버튼 입력 감지, 센서 통신, 외부 회로 제어 등 다양한 하드웨어와의 연결에서 핵심적인 역할을 수행하며, 제어 소프트웨어와 하드웨어를 연결하는 가장 기본적인 인터페이스입니다. 본 글에서는 GPIO의 개념, 동작 모드, 설정 방법, 실무 활용 사례까지 체계적으로 설명합니다.1. 개념 및 정의GPIO는 하나의 핀이 상황에 따라 입력 또는 출력으로 설정 가능한 범용 디지털 신호 핀입니다. 내부적으로는 MCU의 레지스터와 연결되어 있어 프로그램에서 제어할 수 있으며, 특정 하드웨어 인터페이스(SPI, ..

DMA(Direct Memory Access)

개요DMA(Direct Memory Access)는 CPU의 직접 개입 없이, 주변장치가 메인 메모리와 데이터를 직접 전송할 수 있도록 해주는 기능입니다. 하드디스크, 사운드카드, 그래픽카드, 네트워크 인터페이스 등 고속 데이터 입출력이 필요한 장치에서 효율적으로 사용되며, 시스템의 전체 성능을 향상시키는 핵심 아키텍처 기술입니다. 본 글에서는 DMA의 개념, 동작 원리, 구성 요소, 유형, 실무 적용 사례 등을 종합적으로 설명합니다.1. 개념 및 정의DMA는 입출력 장치와 메인 메모리 간의 데이터 전송을 CPU가 아닌 **DMA 컨트롤러(DMA Controller)**가 직접 처리하는 방식입니다. CPU는 전송 요청만 한 후, 실제 데이터 이동은 DMA 컨트롤러가 수행하므로, CPU는 다른 연산에 집중..

개요3-상태 버퍼(Tri-State Buffer)는 디지털 회로에서 데이터를 전달하거나 차단할 수 있는 특수한 논리 소자이다. 일반적인 논리 게이트와 달리, 3-상태 버퍼는 '0'과 '1' 외에도 '하이 임피던스(High Impedance, Z)' 상태를 가질 수 있어 다중 장치가 동일한 데이터 버스를 공유할 때 유용하게 활용된다. 본 글에서는 3-상태 버퍼의 개념, 동작 원리, 활용 사례 및 장점과 한계를 살펴본다.1. 3-상태 버퍼(Tri-State Buffer)란?3-상태 버퍼는 출력 상태를 세 가지(0, 1, Z)로 조정할 수 있는 논리 회로로, 특정 조건에서 출력을 차단하여 데이터 버스에서의 충돌을 방지하는 역할을 한다.✅ 3-상태 버퍼는 컴퓨터 시스템의 데이터 버스, 메모리, 입출력 장치 등에..