Дешифраторы. Дешифратор - это комбинационный узел или комбинационная схема, имеющая при n информационных входах до 2n выходов и осуществляющая преобразование параллельного

Дешифратор - это комбинационный узел или комбинационная схема, имеющая при n информационных входах до 2ⁿ выходов и осуществляющая преобразование параллельного двоичного числа в унитарный код. Унитарный означает такой способ представления числа, при котором величина числа определяется положением активного сигнала на множестве выходов.

Двоичное число, подаваемое на информационные входы, указывает номер того выхода, на котором наблюдается активный сигнал. То есть входы дешифратора в данном случае являются адресными, определяют адрес выхода с активным сигналом. На остальных выходах наблюдаются в то же время пассивные сигналы. При определении номера выхода надо учитывать тот факт, что входная информация представлена в двоичном виде, а выходы пронумерованы в десятичной системе счисления. Следовательно, для определения номера выхода необходимо с учётом веса каждого информационного разряда осуществить преобразование двоичного числа, подаваемого на информационные входы, в десятичное. Полученное десятичное число и определяет номер выхода, на котором формируется активный сигнал.

Выбор одного из нескольких вариантов осуществляется с помощью схемы, представляющей собой дешифратор.

Рис. 16.8. Схема двухвходового дешифратора.

В общем случае в дешифраторе за каждым из рассматриваемых вариантов закрепляется поступающий на входные линии схемы n-разрядный двоичный код. Очевидно, что с его помощью можно закодировать 2ⁿ различных вариантов. Каждому из них в схеме соответствует отдельный n-входовый вентиль «И», входы которого соединяются с входами схемы либо напрямую, либо через вентиль «НЕ» (рис. 16.8, а). Таким образом, в дешифраторе все входы отдельно взятого вентиля «И» в совокупности соответствуют конъюнктору, зависящему от n аргументов. Для любого значения поступившего на вход схемы двоичного кода только для одного из вентилей «И» значение конъюнктора оказывается равным 1, и, следовательно, только на его выходе формируется значение 1. На выходах всех остальных вентилей формируется значение 0. Появление на одном из выходов схемы значения 1 трактуется как выбор варианта, который соответствует поступившему на вход управляющему коду.

В качестве примера рассмотрим двухвходовый дешифратор, изображенный на рис. 16.8, а. Этот дешифратор управляется двухбитовым кодом, обеспечивающим выбор одного из четырех вариантов. В схеме использованы следующие обозначения: р и q — входы, принимающие управляющий код, a D₀-D₃ — выбираемые выходы. Закрепим за выходами схемы управляющие коды: 00₂ —> D₀, 01₂ — > D₁, 10₂ — > D₂, 11₂ ––> D₃, — и составим конъюнкторы, которые определяют подсоединяемые к вентилям входы схемы или их отрицания. В результате за каждым вентилем закрепляется один из четырех возможных конъюнкторов. При подаче на входы схемы любого из двухбитовых кодов только один из вентилей сформирует на своем выходе 1. Именно этот выход считается выбранным. Пусть, например, р = 0 и q = 1. Тогда значение 1 имеет только конъюнктор, которому соответствует выход D₁, а на всех остальных выходах формируется 0. Таким образом, дешифратор по поступившей на входные линии комбинации битов 01₂ выбирает выход D₁.

Рис. 16.8. Схема двухвходового дешифратора.

Для создания n-входового декодера, изображенного на рис. 16.8, а, необходимо 2ⁿ вентилей «И» и в 2ⁿ вентилей «НЕ», — следовательно, всего требуется 3•2ⁿ+2ⁿ=2 ^п+2 транзисторов. Для двухвходового дешифратора необходимо 2²⁺²=16 транзисторов. На рис. 16.8, б изображена эквивалентная схема. Видно, что для реализации правой схемы требуется меньше вентилей «НЕ», чем для реализации левой. Это связано с тем, что отрицания одного и того же входа схемы снимаются с одной и той же линии, а не формируются по отдельности для каждого вентиля «И». Для создания схемы, изображённой на рис. 16.8-б необходимо n вентилей «НЕ», и 2ⁿ вентилей «И» следовательно, на схему требуется 3•2ⁿ+n транзисторов. Для двухвходового дешифратора, изоюражённого на схеме 16.8-б необходимо 3•2²+2=14 транзисторов. Приведенный пример показывает, что одной и той же цели можно достичь с помощью различных цифровых схем, обладающих разными требованиями к ресурсам, в частности, к количеству требующихся для их реализации вентилей.

Рассмотрим дешифратор с числом входов n=3.

Функционирование этого дешифратора описывается таблицей истинности 2.1.

Таблица 2.1

№	x2	x1	х0	y0	y1	y2	y3	y4	y5	y6	y7

Синтезируем дешифратор как комбинационную схему, имеющую 8 выходов. При этом будем считать, что выходные переменные зависят только от входных, что позволяет синтезировать 8 независимых комбинационных схем, каждая из которых формирует один из выходных сигналов:

Дата добавления: 2014-01-07