Шифраторы и дешифраторы

Как известно, компьютерные и цифровые системы работают с сигналами, принимающими только два значения - 0 и 1. Тем не менее, они способны обрабатывать данные самой различной природы и сложности: числовые, текстовые, звуковые, видео и т. д. и т. п. Для того, чтобы это стало возможным, каждый из этих типов сигналов должен быть закодирован в двоичной форме и только в такой форме он может обрабатываться в цифровой системе. Более того, даже для сигналов одного и того же типа могут использоваться разные способы кодирования, каждый и которых имеет свои преимущества и недостатки и, в соответствие с этим, свою область применения.

В качестве одного из наиболее характерных примеров укажем, что существуют разные способы представления чисел. Не приводя всех возможных способов представления чисел, приведем лишь два из них. Наиболее широко используется двоичное представление чисел без знака, то есть обычное представление числа в двоичной системе счисления. Не столь широко известный код Грея также используется для представления чисел. Его особенностью является то, что при переходе от одного числа к следующему по величине числу в их коде изменяется лишь один бит. Это свойство, во-первых, позволяет избегать ложных состояний, возникающих из-за разброса во времени переключения битов, когда один из них изменяется раньше или позже другого, и, во-вторых, снижает уровень помех, возникающих при изменении бит, и пропорциональных числу изменившихся разрядов. С другой стороны, производить арифметические операции непосредственно над числами, представленными в коде Грея, достаточно сложно. Поэтому во многих системах находят применение шифраторы и дешифраторы кода Грея. На следующем рисунке представлена схема, осуществляющая преобразование четырех битового числа в двоичном представлении в код Грея, и затем обратное преобразование из кода Грея в двоичный код.

Рисунок 1. Схема, осуществляющая преобразование двоичного представления числа в код Грея и обратное преобразование.

Другой тип дешифраторов образуют дешифраторы типа "1 из 2 n ", которые позволяют установить активное состояние одного из 2 n  выходов. Выбор конкретного выхода осуществляется заданием двоичного кода номера этого выхода на n входах дешифратора. Такие дешифраторы находят широкое применение в цифровых системах, так как позволяют осуществлять выбор или активизацию того или иного устройства из набора устройств, подключенных к системе, адресовать различные ячейки памяти, а также для переключения каналов, по которым передается или принимается информация. Схема такого дешифратора при n=2 представлена на следующем рисунке.

Необходимо отметить наличие в данной схеме сигнала разрешения, реализуемого с помощью переключателя "E". При установке этого переключателя в нулевое состояние все выходные линии переходят в неактивное состояние. В таком состоянии можно установить требуемую комбинацию на входах, задающую номер активного выхода, и после этого превести переключатель разрешения в единичное состояние, что приведет к переходу соответствующего выхода активное состояние. При отсутствии такого сигнала, управляющего разрешением передачи на выход, любое переключение на входах дешифратора приводило бы к активизации того или иного выхода, то есть к ложному срабатыванию.

Расскажи друзьям