Декодеры и кодеры
.docxДекодеры и кодеры
Структуры DC – по способу построения
1.Параллельный 2.Пирамидальные 3.Многоступенчатые DC
При выполнении операций в ЭВМ обычно используют несколько разновидностей двоичного кода (прямой, обратный, дополнительный, двоично-десятичный). При передаче информации по линиям связи удобнее использовать другие виды кодов, которые могут понижать вероятность появления ошибки или даже исправлять ее в дальнейшем: Пример: 2 из 5 , коды Хемминга, коды с проверкой четности или нечетности. Всегда стоит задача преобразования информации из одного кода в другой. Эту задачу на аппаратном уровне решают устройства – преобразователи кодов. Шифратор (кодер) – комбинационное логическое устройство, которое преобразует числа из позиционного кода в двоичный. Используется в устройстве ввода информации.
Устройство
ввода
УГО в общем виде:
информации с
клавиатуры
Входом
СD присваиваются значения десятичных
чисел, подача на один из входов активного
логического уровня воспринимается как
подача соответствующего десятичного
числа.
Этот сигнал преобразуется на
выходе CD в двоичный код.
Если n-число
выходов, то CD имеющий 2n n выходов,
называется полным.
Если число входов
CD<2n, то СD называется не полным.
Рассмотрим
работу СD на примере преобразователя
десятичных чисел от 0?9 в двоично-десятичный
код по соответствующей таблицы истинности.
Таблица истинности
|
X9 |
X8 |
X7 |
X6 |
X5 |
X4 |
X3 |
X2 |
X1 |
X0 |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Q3=X8+X9 Q2=X4+X5+X6+X7 Q1=X2 +X3 +X6 +X7 Q0=X1 +X3 +X5 +X7+X9 Данная система ФАЛ характеризует работу СD.
Логическая
схема устройства СD.
Реальные
МС шифраторов К155 ИВ1 и К155ИВ3.
Входной
и выходной активный логический уровень
равен нулю. Для этой МС характерен
принцип приоритетной выборки. Принцип
приоритетной выборки – если на входе
появляется несколько сигналов активного
логического уровня (в данной ИМС=0), то
приоритетом обладает сигнал находящийся
на входе со старшим номером.
Рассмотрим
на таблице истинности К155 ИВ3:
|
I9 |
I8 |
I7 |
I6 |
I5 |
I4 |
I3 |
I2 |
I1 |
I0 |
A3 |
A2 |
A1 |
A0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
* |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
* |
* |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
* |
* |
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
* |
* |
* |
* |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
0 |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
* |
0 |
1 |
1 |
0 |
Пример: Для комбинации на выходе 1001 На входах может быть 111000000 111011111 111010110 Как появился на старшем разряде 0, то выходе однозначно появится комбинация 1001.
Декодер (дешифратор) – комбинационное логическое устройство для преобразования чисел из двоичного кода в позиционный. Таким образом DC выполняет операцию обратную СD. Сигнал активного уровня может быть только на одном из выходов, адрес который определяется комбинацией входных сигналов. Пример: К155 ИD 1 Число n – порядок декодера. Если 2n =m - полный DC, если m<2n не полный DC. Полный DC – функционально полный элемент. Функционирование полного DC можно описать системой булевых функций:
yi = s (a2a1a0), где i- номер входа (a2a1a0)-полное множество конституент лог.1, где
|
a |
b |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Выходы
могут быть прямыми и инверсными. В DC
часто применяют разрешающие – стробирующие
входы. С их помощью DC может быть
преобразован в демультиплексор или
увеличить порядок DC. Могут быть парафазные
входы для подачи наряду с входными
переменными их инверсий. Т.О. С помощью
DC можно реализовать любую функцию.
Конституента
единицы – такая логическая функция n
аргументов, которая принимает значение
равное 1 только на одном наборе
аргументов.
-
обобщенная формула для реализации
некоторой логической функции
h-подмножество конституент, в которой
функция равна 1. (объед.по «ИЛИ2» , «1»)
-
для DC c прямыми выходами
l-подмножество
конститует в котором функция равна 0
(объед.по «ИЛИ» с инверсией)
Пример:
-
для DC с инверсными выходами назначения
h и l то же.
Структуры DC – по способу построения
1.Параллельный, одноступенчатый, линейный – самый быстродействующий. Основное отличие всех структур сводится к разнице по: - быстродействию, - числе используемых элементарных логических элементов, - самый быстродействующий - N =n+2n ,где n- разряд DC
|
a |
b |
Q3 |
Q2 |
Q1 |
Q0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2.Пирамидальные
Для получения DC N+1 разрядного кода надо дважды повторить все комбинации N разрядного кода для значений 0 и 1 старшего разряда (N+1). N = 2*2n + (n – 1)*2n - 1
3.Многоступенчатые DC
По
идеологии построения сходны с предыдущими,
но повторение комбинации n-разрядного
кода производится не для одного разряда,
а для другого n-разрядного кода.
N = 2*2n + 2(n/2)*2n/2
Вернутся к содержанию...
Используются технологии uCoz