Un decodificatore binario è un circuito digitale che converte un codice binario in una serie di uscite. Il codice binario rappresenta la posizione dell'uscita desiderata e viene utilizzato per selezionare l'uscita specifica attiva. I decodificatori binari sono l'inverso dei codificatori e sono comunemente utilizzati nei sistemi digitali per convertire un codice seriale in un insieme parallelo di uscite.

1. Il principio di base di un decodificatore binario è assegnare un'uscita univoca a ogni possibile codice binario. Ad esempio, un decodificatore binario con 4 ingressi e 2^4 = 16 uscite può assegnare un'uscita univoca a ciascuno dei 16 possibili codici binari a 4 bit.
2. Gli ingressi di un decodificatore binario sono generalmente attivi bassi, il che significa che solo un ingresso è attivo (basso) in un dato momento e gli ingressi rimanenti sono inattivi (alti). L'ingresso attivo basso viene utilizzato per selezionare l'uscita specifica attiva.
3. Esistono diversi tipi di decodificatori binari, inclusi i decodificatori prioritari, che assegnano una priorità a ciascuna uscita, e i decodificatori di rilevamento errori, che possono rilevare errori nel codice binario e generare un segnale di errore.

In sintesi, un decodificatore binario è un circuito digitale che converte un codice binario in una serie di uscite. I decodificatori binari sono l'inverso degli encoder e sono ampiamente utilizzati nei sistemi digitali per convertire i codici seriali in uscite parallele.

Nell'elettronica digitale, quantità discrete di informazioni sono rappresentate da codici binari. Un codice binario di n bit è in grado di rappresentare fino a 2^n elementi distinti di informazioni codificate. Il nome Decodificatore significa tradurre o decodificare le informazioni codificate da un formato a un altro, quindi un decodificatore digitale trasforma un insieme di segnali di ingresso digitali in un codice decimale equivalente alla sua uscita. UN decodificatore è un circuito combinatorio da cui converte le informazioni binarie n linee di ingresso ad un massimo di 2^n linee di output uniche .

Decodificatore binario –

• I decodificatori binari sono un altro tipo di dispositivo logico digitale che dispone di ingressi di codici a 2 bit, 3 bit o 4 bit a seconda del numero di linee di ingresso dati, quindi un decodificatore che ha un set di due o più bit sarà definito come avente un codice ad n bit, e quindi sarà possibile rappresentare 2^n valori possibili.
• Se un decodificatore binario riceve n ingressi attiva una e solo una delle sue 2^n uscite in base a quell'ingresso con tutte le altre uscite disattivate. Se le informazioni codificate a n bit hanno combinazioni inutilizzate, il decodificatore potrebbe avere meno di 2^n uscite.
• Ad esempio, un inverter (NOT-gate) può essere classificato come decodificatore binario 1 a 2 poiché è possibile 1 ingresso e 2 uscite. cioè un input A può fornire il complemento A o A come output.
• Quindi possiamo dire che un decodificatore logico combinatorio standard è un decodificatore n-m, dove m <= 2^n, e il cui output Q dipende solo dai suoi attuali stati di input.
• Il loro scopo è generare i 2^n (o meno) minterm di n variabili di input. Ogni combinazione di input asserirà un output unico.

Un decodificatore binario converte gli ingressi codificati in uscite codificate, dove i codici di ingresso e di uscita sono diversi e i decodificatori sono disponibili per decodificare un modello di ingresso binario o BCD (codice 8421) in genere un codice di uscita decimale. I circuiti pratici di decodificazione binaria includono configurazioni di linea da 2 a 4, da 3 a 8 e da 4 a 16.

Decodificatore binario da 2 a 4 –

Il decodificatore binario da 2 a 4 linee illustrato sopra è costituito da una serie di quattro porte AND. I 2 ingressi binari etichettati A e B vengono decodificati in una delle 4 uscite, da qui la descrizione di un decodificatore binario da 2 a 4. Ogni uscita rappresenta uno dei minterm delle 2 variabili di input, (ogni uscita = un minterm). I valori di uscita saranno: Qo=A'B' Q1=A'B Q2=AB' Q3=AB Gli ingressi binari A e B determinano quale linea di uscita da Q0 a Q3 è ALTA al livello logico 1 mentre le restanti uscite vengono mantenute BASSO a 0 logico, quindi solo un'uscita può essere attiva (ALTA) alla volta. Pertanto qualunque linea di uscita sia ALTA identifica il codice binario presente in ingresso, in altre parole decodifica l'ingresso binario. Alcuni decodificatori binari dispongono di un pin di ingresso aggiuntivo denominato Abilita che controlla le uscite del dispositivo. Questo ingresso aggiuntivo consente di attivare o disattivare le uscite del decodificatore secondo necessità. L'uscita viene generata solo quando l'ingresso Enable ha valore 1; in caso contrario, tutte le uscite sono 0. È necessaria solo una piccola modifica nell'implementazione: l'ingresso Enable viene inserito nelle porte AND che producono le uscite. Se Enable è 0, a tutte le porte AND viene fornito uno degli ingressi come 0 e quindi non viene prodotto alcun output. Quando Enable è 1, le porte AND ottengono uno degli ingressi come 1 e ora l'uscita dipende dagli ingressi rimanenti. Quindi l'uscita del decoder dipende dal fatto che Enable sia alto o basso. Domande d'angolo GATE CS Esercitarsi con le seguenti domande ti aiuterà a mettere alla prova le tue conoscenze. Tutte le domande sono state poste in GATE negli anni precedenti o nei GATE Mock Test. Si consiglia vivamente di praticarli.

1. GATE CS 2007, Domanda 85
2. GATE CS 20130, Domanda 65

Vantaggi dell'utilizzo dei decodificatori binari nella logica digitale:

1. Maggiore flessibilità: i decodificatori binari forniscono un modo flessibile per selezionare una delle molteplici uscite in base a un codice binario, consentendo un'ampia gamma di applicazioni.
2. Prestazioni migliorate: convertendo un codice seriale in una serie parallela di uscite, i decodificatori binari possono migliorare le prestazioni di un sistema digitale riducendo la quantità di tempo necessaria per trasmettere informazioni da un singolo ingresso a più uscite.
3. Affidabilità migliorata: riducendo il numero di linee necessarie per trasmettere informazioni da un singolo ingresso a più uscite, i decodificatori binari possono ridurre la possibilità di errori nella trasmissione delle informazioni.

Svantaggi dell'utilizzo dei decodificatori binari nella logica digitale:

1. Maggiore complessità: i decodificatori binari sono in genere circuiti più complessi rispetto ai demultiplexer e richiedono componenti aggiuntivi per l'implementazione.
2. Limitato ad applicazioni specifiche: i decodificatori binari sono adatti solo per applicazioni in cui un codice seriale deve essere convertito in una serie parallela di uscite.
3. Numero limitato di uscite: i decodificatori binari sono limitati nel numero di uscite, poiché il numero di uscite è determinato dal numero di ingressi e dal codice binario utilizzato.

In conclusione, i decodificatori binari sono circuiti digitali utili che presentano vantaggi e svantaggi. La scelta se utilizzare o meno un decodificatore binario dipende dai requisiti specifici del sistema e dal compromesso tra complessità, affidabilità, prestazioni e costo.

Applicazione del decodificatore binario nella logica digitale:

1.Memoria tendente a: Nelle strutture computerizzate, i decodificatori accoppiati vengono generalmente utilizzati per scegliere una particolare area di memoria da una varietà di aree di memoria. Gli ingressi di posizione vengono applicati al doppio decodificatore e viene scelta l'area di memoria di confronto.

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2. Circuiti di controllo: I decodificatori paralleli vengono utilizzati nei circuiti di carica per produrre segnali di controllo per vari compiti. Ad esempio, in un microchip, viene utilizzato un doppio decodificatore per tradurre il codice operativo di guida e produrre segnali di controllo per l'attività di confronto.

3.Driver di visualizzazione: I Nelle strutture computerizzate che utilizzano gadget per spettacoli, ad esempio gli spettacoli Drove, vengono utilizzati decodificatori paralleli per guidare la presentazione. Al decoder vengono applicate le doppie sorgenti dati, ed il relativo Drove viene illuminato.

4.Sbrogliatura dell'indirizzo: I decodificatori paralleli vengono utilizzati nei circuiti di districamento degli indirizzi per creare il segno di selezione del chip per una particolare memoria o frangia gadget.

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5.Corrispondenza digitale: I decodificatori doppi vengono utilizzati in strutture di corrispondenza avanzate per svelare le informazioni computerizzate ottenute tramite il canale di corrispondenza.

6.Rettifica errori: I doppi decodificatori vengono utilizzati nei circuiti di correzione degli errori per riconoscere e correggere gli errori nelle informazioni computerizzate.

Riferimenti -

Ecco alcuni libri a cui puoi fare riferimento per ulteriori informazioni sulla logica digitale e sui decodificatori binari:

1. Progettazione di sistemi digitali utilizzando VHDL di Charles H. Roth Jr. e Lizy Kurian John
2. Design digitale e architettura informatica di David Harris e Sarah Harris
3. Principi di progettazione digitale di Daniel D. Gajski, Frank Vahid e Tony Givargis
4. Progettazione di circuiti digitali: un'introduzione di Thomas L. Floyd e David Money Harris
5. Fondamenti digitali di Thomas L. Floyd

Questi libri trattano vari argomenti di logica e progettazione digitale, inclusi i decodificatori binari, e forniscono informazioni approfondite sulla teoria, la progettazione e l'implementazione dei circuiti digitali.

Electronicshub – Decodificatore binario