Un codificatore è un circuito digitale che converte una serie di ingressi binari in un codice binario univoco. Il codice binario rappresenta la posizione dell'ingresso e viene utilizzato per identificare lo specifico ingresso attivo. Gli encoder sono comunemente utilizzati nei sistemi digitali per convertire un insieme parallelo di ingressi in un codice seriale.

Il principio di base di un encoder è quello di assegnare un codice binario univoco a ogni possibile ingresso. Ad esempio, un codificatore da 2 a 4 linee ha 2 linee di ingresso e 4 linee di uscita e assegna un codice binario univoco a 4 bit a ciascuna delle 2^2 = 4 possibili combinazioni di ingresso. L'uscita di un encoder è solitamente attiva bassa, il che significa che solo un'uscita è attiva (bassa) in un dato momento e le restanti uscite sono inattive (alta). L'uscita attiva bassa viene selezionata in base al codice binario assegnato all'ingresso attivo.

Esistono diversi tipi di encoder, inclusi gli encoder prioritari, che assegnano una priorità a ciascun ingresso, e gli encoder a peso binario, che utilizzano un sistema di ponderazione binario per assegnare codici binari agli ingressi. In sintesi, un encoder è un circuito digitale che converte un insieme di ingressi binari in un codice binario univoco che rappresenta la posizione dell'ingresso. Gli encoder sono ampiamente utilizzati nei sistemi digitali per convertire gli ingressi paralleli in codici seriali.

Un codificatore è a circuito combinatorio che esegue l'operazione inversa di a Decodificatore . Ha un massimo di 2^n linee di input E 'n' linee di uscita , quindi codifica le informazioni da 2^n input in un codice a n bit. Produrrà un codice binario equivalente all'input, che è attivo su Alto. Pertanto, il codificatore codifica 2^n linee di ingresso con 'n' bit.

Codificatore

Tipi di codificatori

Esistono diversi tipi di codificatori menzionati di seguito.

• Codificatore da 4 a 2
• Codificatore da ottale a binario (codificatore da 8 a 3)
• Decimale all'encoder BCD
• Codificatore di priorità

Codificatore da 4 a 2

L'Encoder 4 a 2 è composto da quattro ingressi Y3, Y2, Y1 e Y0 e due uscite A1 e A0 . In ogni momento solo uno di questi 4 ingressi può essere “1” per ottenere in uscita il rispettivo codice binario. La figura seguente mostra il simbolo logico dell'encoder 4 a 2.

Codificatore da 4 a 2

La tabella della verità da 4 a 2 encoder è la seguente.

Espressione logica per A1 e A0:

A1 = Y3 + Y2 A0 = Y3 + Y1>

Le due funzioni booleane A1 e A0 di cui sopra possono essere implementate utilizzando due porte OR di ingresso:

Implementazione utilizzando OR Gate

Codificatore da ottale a binario (codificatore da 8 a 3)

L'encoder da 8 a 3 o l'encoder da ottale a binario è costituito da 8 ingressi : da Y7 a Y0 e 3 uscite : A2, A1 e A0. Ciascuna riga di input corrisponde a ciascuna cifra ottale e tre output generano il codice binario corrispondente. La figura seguente mostra il simbolo logico dell'ottale rispetto all'encoder binario.

Codificatore da ottale a binario (codificatore da 8 a 3)

La tabella della verità per l'encoder da 8 a 3 è la seguente.

Espressione logica per A2, A1 e A0.

stringa in numero intero

A2 = Y7 + Y6 + Y5 + Y4 A1 = Y7 + Y6 + Y3 + Y2 A0 = Y7 + Y5 + Y3 + Y1>

Le due funzioni booleane precedenti A2, A1 e A0 possono essere implementate utilizzando quattro input O cancelli .

Implementazione utilizzando OR Gate

Decimale all'encoder BCD

L'encoder da decimale a binario è solitamente costituito da 10 linee di ingresso E 4 linee di uscita . Ogni riga di ingresso corrisponde ad ogni cifra decimale e 4 uscite corrispondono al codice BCD. Questo codificatore accetta i dati decimali decodificati come input e li codifica nell'output BCD disponibile sulle linee di output. La figura seguente mostra il simbolo logico dell'encoder da decimale a BCD:

Decimale all'encoder BCD

La tabella della verità per il decimale Codificatore BCD è come segue.

Espressione logica per A3, A2, A1 e A0.

 A3 = Y9 + Y8 A2 = Y7 + Y6 + Y5 +Y4 A1 = Y7 + Y6 + Y3 +Y2 A0 = Y9 + Y7 +Y5 +Y3 + Y1>

Le due funzioni booleane precedenti possono essere implementate utilizzando le porte OR.

Implementazione utilizzando OR Gate

Codificatore di priorità

Ha un codificatore con priorità da 4 a 2 4 ingressi : Y3, Y2, Y1 e Y0 e 2 uscite : A1 e A0. Qui, l'input Y3 ha il file massima priorità , mentre l'input, Y0 ha il priorità più bassa . In questo caso, anche se più di un input è '1' contemporaneamente, l'output sarà il codice (binario) corrispondente all'input, che ha priorità più alta . La tabella della verità per il codificatore di priorità è la seguente.

L'espressione logica per A1 è mostrata di seguito.

gimp salva come jpeg

Espressione logica

L'espressione logica per A0 è mostrata di seguito.

Espressione logica

Le due funzioni booleane precedenti possono essere implementate come.

Codificatore di priorità

Ci sono alcuni errori che di solito si verificano negli encoder e sono menzionati di seguito.

• C'è un'ambiguità quando tutte le uscite dell'encoder sono uguali a zero.
• Se più di un ingresso è attivo su Alto, l'encoder produce un output, che potrebbe non essere il codice corretto.

Quindi, per superare queste difficoltà, dovremmo assegnare delle priorità a ciascun ingresso dell'encoder. Quindi, l'uscita dell'encoder sarà il codice corrispondente agli ingressi alti attivi, che hanno la priorità più alta.

Applicazione degli encoder

• Gli encoder sono circuiti elettronici molto comuni utilizzati in tutti i sistemi digitali.
• Gli encoder vengono utilizzati per tradurre i valori decimali in binario per eseguire funzioni binarie come addizione, sottrazione, moltiplicazione, ecc.
• Altre applicazioni, in particolare per i codificatori prioritari, possono includere il rilevamento di interruzioni nelle applicazioni del microprocessore.

Vantaggi dell'utilizzo degli encoder nella logica digitale

• Riduzione del numero di righe: Gli encoder riducono il numero di linee necessarie per trasmettere informazioni da più ingressi a un singolo output, il che può semplificare la progettazione del sistema e ridurre il costo dei componenti.
• Affidabilità migliorata: Convertendo più ingressi in un unico codice seriale, gli encoder possono ridurre la possibilità di errori nella trasmissione delle informazioni.
• Prestazione migliorata: Gli encoder possono migliorare le prestazioni di un sistema digitale riducendo la quantità di tempo necessaria per trasmettere informazioni da più ingressi a una singola uscita.

Svantaggi dell'utilizzo degli encoder nella logica digitale

• Maggiore complessità: Gli encoder sono in genere circuiti più complessi rispetto a multiplexer e richiedono componenti aggiuntivi da implementare.
• Limitato ad applicazioni specifiche: Gli encoder sono adatti solo per applicazioni in cui un set parallelo di ingressi deve essere convertito in un codice seriale.
• Flessibilità limitata: Gli encoder sono limitati nella loro flessibilità, poiché possono codificare solo un numero fisso di ingressi in un numero fisso di uscite.
• In conclusione, gli encoder sono circuiti digitali utili che presentano vantaggi e svantaggi. La scelta se utilizzare o meno un encoder dipende dai requisiti specifici del sistema e dai compromessi tra complessità, affidabilità, prestazioni e costi.

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 2013, Domanda 65
2. GATE CS 2014 (Set 3), Domanda 65