Дешифратор

Дешифратор это комбинационное устройство, которое предназначено для преобразования любого вида кода (двоичный, троичный, n-разрядный). Работу данного устройства посмотрим на рисунке.

Каким образом происходит преобразование. В нашем случае представим, что данное устройство должно преобразовывать двоичный код в десятичные цифры. Принимая во внимание этот факт, на входах слева будет поступать n — разрядный код, а на выходах справа будут десятичные цифры. Изобразим это наглядно.

  

Видно, поступивший на вход двоичный код, подключает соответствующий выход. По такому принципу работает этот элемент. Однако, данные комбинационные устройства бывают полные и не полные. Давайте последовательно посмотрим на них.

Полные дешифраторы – число входов такого устройства соответствует разрядности поступающего кода, а число выходов равно количеству различных значений, которые будут соответствовать каждому входному двоичному коду. (Например, чтобы преобразовывать числа от 0000 до 1001 в числа от 0 до 9 соответственно, необходим дешифратор с 4-мя входами и девятью выходами).

Не полные дешифраторы – число входов соответствует определенной разрядности, а число выходов меньше, чем количество значений входного двоичного кода. Построить такое комбинационное устройство, можно осуществив минимизацию функций полного дешифратора.

Я  думаю, с данным элементом все понятно. А что такое шифратор?

Шифратор.

Фактически, шифратор выполняет функцию обратную дешифратору.

Сумматор

Сумматор представляет собой функциональный узел, который выполняет операцию сложения чисел. По характеру действия они разделяются на две категории это комбинационные и накопительные. Все рассматриваемые элементы, которые в своей работе имеют дело с многоразрядными слагаемыми, в зависимости от имеющегося способа обработки значений могут быть последовательными и параллельными. Однако далее будем рассматривать комбинационные.

Последовательные и параллельные сумматоры в качестве основы используют одноразрядные суммирующие схемы. Последовательные — осуществляют сложение цифр последовательно во времени и поразрядно. В сумматоре параллельного действия сложение происходит соответственно параллельно или одновременно.

Полусумматор.

Итак, простейшим суммирующим элементом является, так называемый, полусумматор. Он имеет два входа для слагаемых и два выхода. Один выход для полученной суммы, а другой для возникшего перенос. Изобразим полусумматор и таблицу истинности для его работы на рисунке.

Из рисунка видно, что данный полусумматор способен производить вычисления только одноразрядных чисел. Чтобы производить операцию суммирования, начиная со второго разряда, необходимо на вход подать еще одно слагаемое – это значение переноса. Таким образом, получим полный сумматор.

Полный сумматор.

Сумму двух n-разрядных значений можно представить следующим образом. Суммирование цифр младшего раз-ряда даст сумму и значение переноса. В следующем раз-ряде необходимо произвести сложение слагаемых и учесть перемещение из младшего раз-ряда. Для выполнения этой процедуры, устройство должно иметь уже три входа (два слагаемых + пер.) начиная со второго разряда. Данный узел можно представить как два полусумматора. Один – для сложения двух чисел одного разр-да и выход промежуточной суммы и переноса. Второй – складывает значение перемещения из предыдущего разр-да с промежуточной суммой. Изобразим на рисунке.

Теперь определимся с последовательным и параллельным сумматорами. При последовательном суммировании используется один общий для всех чисел данный элемент с цепью задержки, которая реализуется на базе D-триггера. Изобразить его можно вот так.

При втором способе вычислении количество рассматриваемых элементов соответствует числу разрядов. Выход переноса каждого соединен с входом следующего, более старшего разряда. Слагаемые во всех разрядах складываются одновременно. Вот как это выглядит.