54.Преобразователи кодов.

Преобразователем кодов называется цифровое устройство, осуществляющее преобра-зование слов входного алфавита (x1, х2,..., хn) в слова выходного алфавита (y1, y2, ..., yk). Соотношения между числами пик могут быть любыми: n = к, n > к, n < к. Преобразователи кодов можно разделить на два типа:1)с весовым преобразователем кодов; 2)с невесовым преобразователем кодов.

Примером преобразователей первого типа являются преобразователи десятичных кодов в двоичные, двоично-десятичных кодов в двоичные, двоичных кодов в десятичные и двоично-десятичных в двоичные, и другие. Преобразователи второго типа используются для преобразования двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора десятичных цифр, двоичного кода в код Грея и другие. Эти задачи решаются разными путями. Одним из таких путей является применение комбинационных узлов, называемых преобразователями кодов. Вариант условного обозначения преобразователя кода приведен на рис. 2.34.

Рисунок 2.34 - Условное графическое обозначение преобразователя кода

Одним из весьма распространенных путей реализации преобразователей кодов является метод последовательного соединения дешифратора и шифратора (рис. 2.35).

Рисунок 2.35 - Схема преобразователя кода на основе дешифратора и шифратора

Дешифратор преобразовывает входной код (X1, X2, Х3) в некоторую пространственную позицию, которая затем вновь кодируется шифратором в соответствии с заданием в код (Y1, Y2, Y3). Такой путь чрезвычайно прост и, гибок в реализации (поскольку изменение способа кодирования может быть достигнуто простой перепайкой шин, соединяющих дешифратор и шифратор). Однако здесь неизбежна аппаратурная избыточность схем, и, как правило, увеличивается задержка сигналов по сравнению с минимально достижимой в оптимальных схемах. Такие оптимальные схемы могут быть синтезированы на основе таблиц истинности показывающих соответствие исходных и преобразованных кодов.

Рассмотрим преобразование двоичного кода в код Грея, у которого переход к соседнему числу сопровождается изменением только в одном разряде. Так, в технике аналого-цифрового преобразования и пересчетных устройствах широко используется код Грея. Он позволяет существенно сократить время преобразования и повысить эффективность защиты от нежелательных сбоев при переходах выходного кода. Недостатком кода Грея является то, что в нем затруднено выполнение арифметических операций и цифрой налоговое преобразование. Поэтому при необходимости код Грея преобразуется в обычный двоичный код. Переход от двоичного кода к коду Грея осуществляется следующим образом: старшие разряды совпадают, а любой следующий разряд Yk кода Грея равен сумме по модулю два соответствующего Хк и предыдущего Хк + 1 разрядов двоичного кода, т.е. Yk = Xk + Xk + 1. При обратном переходе старшие разряды также совпадают, но каждый следующий разряд получается в результате суммирования по модулю два полученного разряда двоичного кода и соответствующего разряда кода Грея, т.е. Хк - 1 = Yk - 1 + Хк.