1 Розробка структурної схеми операційного пристрою, що реалізує операцію дешифрації і зсув результату дешифрації вліво на один розряд

1.1 Відомості про дешифратор.

Д ешифратором називається функціональний вузол комп’ютера, призначений для перетворення кожної комбінації вхідного двійкового коду в керуючий сигнал лише на одному із своїх виходів. У загальному випадку дешифратор має n однофазних входів (іноді 2n парафазних) і m=2  виходів, де n – розрядність (довжина) коду, який дешифрується. Дешифратор з максимально можливим числом виходів m=2n називається повним. Функціонування повного дешифратора описується системою логічних виразів вигляду:

де X₁,..., X_n – вхідні двійкові змінні; F₀, F₁,..., F_m-1 – вихідні логічні функ­ції, що являють собою мінтерми (конституєнти 1) n змінних.

Індекс функції F_i визначає номер обраного виходу і відповідає десятковому еквіваленту вхідного коду. Вихід, на якому з’являється керуючий сигнал, називається активним. Якщо значення сигналу на активному виході відображається логічного 1, то на решті пасивних виходів встановлюється логічного 0. Двійковий код, який вміщує завжди тільки одну одиницю, а інші – нулі, називається унітарним. Тому дешифратор є перетворювачем вхідного позиційного коду в унітарний вихідний код. У дешифраторах в інтегральному виконанні стан активного виходу часто відображається значенням логічного 0, а на інших пасивних виходах установлюється логічного 1.

Рисунок 1 - Функціонування повного дешифратора з інверсними виходами.

L0, L1, ... , Lm-1 – вихідні логічні функції, що є макстермами (конституант 0) n-змінних.

Індекс функції L_i визначає номер вибраного виходу і відповідає десятковому еквіваленту вхідного коду. Між двома видами вихідних функцій існує простий зв’язок:

Дешифратори класифікують за такими ознаками: способом структурної організації – одноступеневі (лінійні) і багатоступеневі, в тому числі пірамідальні та прямокутні (матричні); форматом вхідного коду – двійкові,двійково-десяткові; розрядністю коду, який дешифрується – 2, 3, ..., n;  формою подачі вхідного коду – з однофазними і парафазними входами;  кількістю виходів – повні й неповні дешифратори; видом вхідних стробуючих сигналів – в прямому або інверс­­ному значеннях;

До основних характеристик дешифратора відносять: число ступенів (каскадів) дешифрації, кількість використаних логічних елементів або мікросхем, загальне число входів логічних елементів, час дешифрації і споживану потужність.

Рисунок 2 – умовне позначення дешифратора на функціональних схемах.

Рисунок 3 – умовне позначення дешифратора на принципіальних схемах.

Логічна функція дешифратора позначається буквами DC (decoder). Мітки лівого додаткового поля в умовному позначенні відображають десяткові ваги вхідних змінних, а мітки правого додаткового поля відповідають десятковим еквівалентам вхідних комбінацій двійкових змінних. У схему дешифраторів вбудовуються один або два стробуючих (дозволяючих) входи, наприклад, W (малюнок 3). За допомогою сигналу на вході W визначається момент спрацювання дешифратора; крім того, вхід W використовується для нарощування розрядності вхідного коду. На практиці повний дешифратор на n входів і m виходів для стислості називають дешифратором "з n в m" або "n ® m". Наприклад, дешифратор "з 3 у 8" – активізується одна з восьми вихідних ліній.

В комп’ютерах дешифратори використовують для виконання таких операцій:  - дешифрації коду операції, записаного в регістр команд процесора, що забезпечує вибір потрібної мікропрограми;

- перетворення коду адреси операнда в команді в керуючі сигнали вибору заданої комірки пам’яті в процесі записування або читання інформації;

- забезпечення візуалізації на зовнішніх пристроях;  реалізації логічних операцій та побудови мультиплексорів і демультиплексорів.