7400 Series
1. 개요
1960년대에 등장하여 현재까지도 사용되는 논리회로계의 끝판왕이자 사실상 업계 표준의 집적회로이다. 다양한 칩들과 조합할 수 있는 범용성, 단순 무식한 내구성, 대량생산에 의한 저렴함이 장점이다.2. 역사
초창기의 집적회로라는 개념이 등장한 이후 이를 활용하기 위해서 여러 회사들이 각자만의 칩셋을 중구난방으로 내놓았다. 여기에는 모토로라, 페어차일드등의 유명한 회사들도 있었고 각자 자기들만의 칩셋을 내놨는데, 이들 중에는 첫 집적회로를 개발한 잭 킬비가 일하던 텍사스 인스트루먼트가 있었고 TI는 자사에서 군용으로 개발한 5400 시리즈 TTL(Transistor-Transistor-Logic)[1] 집적회로를 민수용으로 출시하여 7400시리즈 TTL 집적회로가 탄생하게 되었다.출시와 동시에 컴퓨터 붐이 일어난 관계로 당연히 7400시리즈는 불티나게 소모되었으며 그에 따라 다양한 수요를 맞추기 위해 다양한 기능을 가진 집적회로가 출시되었으며 그 수가 수백 개에 달했다. 특히 적절한 기능을 가진 칩셋이 많았고 서로 조합하기 쉬웠던 관계로 정말 불티나게 팔렸다. 또한 대부분의 칩이 DIP(Dual In-line Package)였고 취급이 간편했다는 점에서 개인이 사용하기도 편했으며[2] 덕분에 현대적인 브레드보드 개념도 생겼다. 특히 4-bit ALU인 74181은 1970년대에 미니 컴퓨터의 주된 연산 소자와 컴공과 교보재로 각광받았다. 덕분에 기업과 민간에 널리널리 퍼질 수 있었으며 후에는 거의 사실상의 업계 표준으로 자리잡게 되었다. 심지어 소련 및 동유럽 공산권에서도 카피해서 쓸 정도였다. 덕분에 후에 4000시리즈 같은 TTL에서 더 발전한 CMOS로직 또한 나왔으나 후에 CMOS로도 7400시리즈와 호환되는 칩이 나올 정도로[3] 7400시리즈는 반도체 업계에 많은 영향을 남겼다.
3. 특징
현재도 칩 하나에 1000원이 안 되는 저렴하기 짝이 없는 가격에 정전기나 전기적 외부요인등에 강했으며[4] 여러 곳에서 사용되었기 때문에 다양한 기능을 가진 칩들이 존재했으며 또한 이들 칩을 서로 연결해서 쓰기도 편했다. 덕분에 어디에서나 쓰일수 있을정도로 범용적이다. 또한 기능이 단순했기 때문에 반응도 빨랐으며 입출력 또한 신뢰성이 높은 편이었다.또한 오랫동안 쓰인 관계로 레퍼런스나 기록등을 찾기도 쉽다. 1970년도에도 『TTL Cookbook』이란 유명한 책 덕분에 개인용도로도 많이 알려진 편이며 현재도 사용되고 있는 만큼 그에 따른 사용 예가 많다.[5] 덕분에 7400 시리즈 로직 칩셋 만으로도 상상 이상의 물건을 만드는 경우도 많다.
예시: 오직 7400 시리즈 논리칩만으로 돌아가는 웹서버로 호스팅되는 웹사이트다. 인텔 8086에 준하는 CPU를 만들었다고 한다.
4. 분류
엄청난 수량의 집적회로가 다양한 회사에서 다양한 종류로 나왔지만 사용자가 본인이 쓰는 칩이 어떤 칩인지 알아야 하는 관계로 네이밍 규격은 통일된 형태로 제공되었다. 칩셋이름은 SN74LS02N 이런 식으로 제공되었는데 이를 하나하나씩 분석해보면 이렇다.| SN | 제조사 부호. SN은 텍사스 인스트루먼트를 뜻한다. |
| 74 | 7400시리즈를 뜻한다. |
| LS | 칩의 공정이나 특성등을 뜻한다. |
| 02 | 칩셋번호. |
| N | 패키징. N은 DIP를 의미한다. |
4.1. 제조사 부호
SN - Texas instrumentsM - Mitsubishi
HD - Hitachi
NS - National Semiconductor
GD - Goldstar
4.2. 공정 부호
4.3. 칩셋 번호
- TTL형 칩셋
- L: Low Power. 저전력 모델. 이를 위해 고속응답 특성이 제거되어 빠른 응답을 필요로 하는 회로에서 잘 쓰이지 않게 되어 현재는 단종.
- H: High Speed. 전력소모가 크지만 그만큼 빠른 동작이 특징.
- S: Schottky. SBD(Schottky Barrier Diode)를 사용하여 응답특성을 향상시킨 모델.
- LS: Low Power + Schottky. L 모델과 S모델을 혼합해 만들어졌으며, 저전력 고속응답이라는 장점이 섞여 현재 사실상 표준으로 사용되는 시리즈.
- AS: Advanced Schottky. 말 그대로 쇼트키를 향상시킨 모델로, 더 빠른 고속동작이 필요한 곳에서 사용.
- ALS: Advanced Lowpower Schottky. AS시리즈에서 소비전력을 줄인 모델.
- CMOS형 칩셋
- HC: Highspeed CMOS의 약자.
- HCU: Highspeed CMOS Unbuffered의 약자.
- HCT - Highspeed CMOS Thresold의 약자로, 사용 전압을 TTL 레벨에 맞춘 모델.
- AC: Advanced CMOS의 약자.
- ACT: Advanced CMOS Threshold의 약자로, 사용 전압을 TTL 레벨에 맞춰 통일시킨 모델.
4.4. 패키징
[1]
말 그대로 트랜지스터를 이어붙인 회로라는 뜻이다.
[2]
표면실장형 부품은 개인수준에서 사용하기 정말 까다롭다. 납땜 하려면 태워먹기도 쉬웠지만 핀이 가깝게 붙어있는 경우가 많아 납땜에 실패할 가능성이 높았다. 하지만 DIP는 매우 쓰기 쉬웠다.
[3]
74HC시리즈 등등.
[4]
TTL로직 특징이다.
[5]
다만 국내에서는 전자공학 자체가 개인이 접하기에 많이 어려운 환경 덕분에 많이 안 알려진 편이며 현재도 7400시리즈보다 훨씬 쉬운 아두이노 같은 환경이 먼저 들어온 덕분에 많이 다르다. 대학에서 기초 논리를 가르치는데 많이 쓰지만 대다수가 더 가르치기 쉬운 아두이노로 넘어가는 중이다.