Короткі теоретичні відомості. Дешифратором називається комбінаційна схема, яка має входів і виходів і перетворює двійковий код на своїх входах в унітарний код на виходах

Рис.10.1. Умовне графічне позначення тривходового дешифратора

Дешифратором називається комбінаційна схема, яка має входів і виходів і перетворює двійковий код на своїх входах в унітарний код на виходах. Унітарною називається двійковий код, що містить одну і тільки одну одиницю, наприклад 00100000. Умовно графічне позначення тривходового повного дешифратора наведено рис. 10.1. Номер розряду, в якому встановлюється " 1" на виході дешифратора, визначається кодом на його входах. Нижче наведена таблиця істинності тривходового дешифратора (табл. 10.1). Реалізація дешифратори в одноелементному базисі досить проста, тому що таблиця істинності для будь-якого виходу має тільки одну одиницю. На рис. 10.2 представлена схема формування сигналу на одному з виходів дешифратора (сигнал на виході ). З представленої схеми видно, що фактично логіку перетворення виконує лише елемент 2, в той час як елемент 1 служить для одержання інверсії сигналу , а елемент 3 перетворює отримане на елементі дві інверсне значення функції в пряме.

Багато елементів зберігання, наприклад тригерні схеми, дозволяють отримувати сигнал у парафазному коді, тобто мають два виходи, на одному з яких сигнал має пряме, а на іншому - інверсне значення. Це дозволяє позбутися від елемента 1 у схемі.

Таблиця 10.1.

Таблиця істинності тривходового дешифратора

Рис. 10.2. Схема формування сигналу на виході 5 тривходового

дешифратора

Рис. 10.3. Дешифратор з інверсними виходами

Якщо припустити, що значення вихідних сигналів мають інверсний вигляд по відношенню до представленого в табл. 10.1, то відпадає необхідність в елементі 3.

У більшості реальних інтегральних мікросхем реалізовані саме дешифратори з інверсними виходами. Позначення такого дешифратора показано на рис. 10.3.

На виходах такого дешифратора утворюється унітарний код, який містить один і тільки один нуль. Наприклад, якщо вхідні сигнали мають значення 1102 = 610, то виходи дешифратора, представленого на рис. 10.3, будуть перебувати в стані 10111111, тобто вихід 6 буде мати значення, відмінне від інших виходів.

Дешифратори широко застосовуються в різних пристроях комп'ютерів. Перш за все, вони використовуються для вибору клітинки запам'ятовуючого пристрою, до якої здійснюється звернення для запису або зчитування інформації. При цьому частина розрядів адресного коду може дешифруватися дешифраторами, виконаними у вигляді окремих інтегральних схем, а інша частина розрядів (зазвичай молодша) дешифруватися за допомогою дешифраторів, вбудованих безпосередньо в БІС запам'ятовуючого пристрою. Крім того, дешифратори знаходять застосування у пристрої керування для визначення виконуваної операції, побудови розподільників імпульсів і в інших блоках.

За способами побудови дешифратори класифікуються на лінійні, прямокутні і пірамідальні.

Для лінійного дешифратора число каскадів дорівнює одиниці, кількість клапанів схем (І, АБО-НЕ) .

Якщо розрядність дешифруємого слова більше максимально можливого числа входів клапана у використовуваній базі елементів, то для реалізації функцій необхідно об'єднати схеми в каскад з кількох клапанів. У такому випадку дешифратор вже не буде лінійним (однокаскадним). Якщо будувати схему дешифратора за методом каскадів, тобто перший каскад для дешифрування двох змінний , потім використовувати виходи першого каскаду для побудови дешифратора з трьох змінних , виходи другого каскаду для побудови дешифратора з чотирьох змінних і т.д., то на -му каскаді схеми дешифратора буде елементів " І", а загальне число всіх елементів визначається зі співвідношення:

.

Повний дешифратор, побудований за методом каскадів, є пірамідальним дешифратором . Схема пірамідального дешифратора представлена на рис.1, на перший каскад якого надходить сигнал синхронізації дешифрування роботи C.

Оскільки будь-яку функцію дешифратора з системи логічних функцій повного дешифратори в базисі «І / НЕ» на входів можна представити у вигляді кон'юнкції двох відповідних функцій для повних дешифраторів на і входів , то пірамідальний дешифратор являє собою повний дешифратор на входів, побудований за рахунок багаторазового об'єднання повного дешифратора на входу і повного дешифратора на один вхід .

Швидкодія пірамідального дешифратора визначається часом дешифрування

,

де – середній час затримки сигналу формування функції на клапанах -го каскаду дешифратора. Тоді зі збільшенням числа каскадів швидкодію пірамідального дешифратора, побудованого на однакових елементах зменшується в разів. Тому для підвищення швидкодії і економії обладнання, складні дешифратори будуються, як правило, прямокутними.

Шифратор – схема, що має входів і виходів , функції якої багато в чому протилежні функції дешифратора (рис. 10.4).

а	б

Рис.10.4. Дворозрядний шифратор: а – умовне графічне позначення;

б – комбінаційна схема

Ця комбінаційна схема відповідно до унітарного кодом на своїх входах формує позиційний код на виході (табл. 10.2).

Таблиця 10.2

Таблиця істинності дворозрядного шифратора

Вхідні сигнали	Вихідні сигнали