Decodificador y codificador
- 1. Decodificador Un decodificador o descodificador es un circuito combinacional, cuya función es inversa a la del codificador, esto es, convierte un código binario de entrada (natural, BCD, etc.) de N bits de entrada y M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2N ), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. Estos circuitos, normalmente, se suelen encontrar como decodificador / demultiplexor. Esto es debido a que un demultiplexor puede comportarse como un decodificador. Si por ejemplo tenemos un decodificador de 2 entradas con 22 =4 salidas, su funcionamiento sería el que se indica en la siguiente tabla, donde se ha considerado que las salidas se activen con un "uno" lógico: Decodificador de 2 a 4 líneas. Tabla de verdad para el decodificador de 2 a 4 líneas Entradas Salidas A B D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 Un tipo de decodificador muy empleado es el de siete segmentos. Este circuito decodifica la información de entrada en BCD a un código de siete segmentos adecuado para que se muestre en un visualizador de siete segmentos. Aplicaciones del Decodificador Su función principal es la de direccionar espacios de memoria. Un decodificador de N entradas puede direccionar 2N espacios de memoria.
- 2. Para poder direccionar 1kb de memoria necesitaría 10 bits, ya que la cantidad de salidas seria 210 , igual a 1024. De esta manera: Con 20 bits tengo 220 que es 1Mb. Con 30 bits tengo 230 que es 1Gb. Codificador Un codificador es un circuito combinacional con 2N entradas y N salidas, cuya misión es presentar en la salida el código binario correspondiente a la entrada activada. Existen dos tipos fundamentales de codificadores: codificadores sin prioridad y codificadores con prioridad. En el caso de codificadores sin prioridad, puede darse el caso de salidas cuya entrada no pueda ser conocida: por ejemplo, la salida 0 podría indicar que no hay ninguna entrada activada o que se ha activado la entrada número 0. Además, ciertas entradas pueden hacer que en la salida se presente la suma lógica de dichas entradas, ocasionando mayor confusión. Por ello, este tipo de codificadores es usado únicamente cuando el rango de datos de entrada está correctamente acotado y su funcionamiento garantizado. Dirección local de lugar. Para evitar los problemas anteriormente comentados, se diseñan los codificadores con prioridad. En estos sistemas, cuando existe más de una señal activa, la salida codifica la de mayor prioridad (generalmente correspondiente al valor decimal más alto). Adicionalmente, se codifican dos salidas más: una indica que ninguna entrada está activa, y la otra que alguna entrada está activa. Esta medida permite discernir entre los supuestos de que el circuito estuviera deshabilitado por la no activación de la señal de capacitación, que el circuito no tuviera ninguna entrada activa, o que la entrada número 0 estuviera activada. También entendemos como codificador (códec), un esquema que regula una serie de transformaciones sobre una señal o información. Estos pueden transformar un señal a una forma codificada usada para la transmisión o cifrado o bien obtener la señal adecuada para la visualización o edición (no necesariamente la forma original) a partir de la forma codificada. En este caso, los codificadores son utilizados en archivos multimedia para comprimir audio, imagen o vídeo, ya que la forma original de este tipo de archivos es demasiado
- 3. grande para ser procesada y transmitida por los sistema de comunicación disponibles actualmente. Se utilizan también en la compresión de datos para obtener un tamaño de archivo menor. Según esta nueva definición, podemos dividir los codificadores en códecs sin pérdidas y códecs con pérdidas, según si la información que se recupera coincide exactamente con la original o es una aproximación. Multiplexor Los multiplexores son circuitos combinacionales con varias entradas y una única salida de datos, están dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada hacia dicha salida. En el campo de la electrónica el multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo. Una señal que está multiplexada debe demultiplexarse en el otro extremo. Según la forma en que se realice esta división del medio de transmisión, existen varias clases de multiplexación: Multiplexación por división de frecuencia Multiplexación por división de tiempo Multiplexación por división de código Multiplexación por división de longitud de onda Diseño en Electrónica Digital Esquema de un multiplexor 2 a 1. Puede ser comparado a un conmutador controlado. Estos circuitos combinacionales poseen líneas de entrada de datos, una línea de salida y n entradas de selección. Las entradas de selección indican cuál de estas líneas de entrada de datos es la que proporciona el valor a la línea de salida. Cada combinación de las entradas de selección corresponde a una entrada de datos, y la salida final del multiplexor corresponderá al valor de dicha entrada seleccionada. Para identificar la entrada de selección más significativa, por convenio esta siempre es la que está más
- 4. arriba (de mostrarse de forma vertical) o más a la izquierda (en horizontal), independientemente de su etiqueta identificatoria, a no ser que se especifique lo contrario. También se pueden construir multiplexores con mayor número de entradas utilizando multiplexores de menos entradas, utilizando la composición de multiplexores. En electrónica digital, es usado para el control de un flujo de información que equivale a un conmutador. En su forma más básica se compone de dos entradas de datos (A y B), una salida de datos y una entrada de control. Cuando la entrada de control se pone a 0 lógico, la señal de datos A es conectada a la salida; cuando la entrada de control se pone a 1 lógico, la señal de datos B es la que se conecta a la salida. El multiplexor es una aplicación particular de los decodificadores, tal que existe una entrada de habilitación (EN) por cada puerta AND y al final se hace un OR entre todas las salidas de las puertas AND. La función de un multiplexor da lugar a diversas aplicaciones: 1. Selector de entradas. 2. Serializador: Convierte datos desde el formato paralelo al formato serie. 3. Transmisión multiplexada: Utilizando las mismas líneas de conexión, se transmiten diferentes datos de distinta procedencia. 4. Realización de funciones lógicas: Utilizando inversores y conectando a 0 o 1 las entradas según interese, se consigue diseñar funciones complejas, de un modo más compacto que con las tradicionales puertas lógicas. Demultiplexor Esquema de un demultiplexor 1 a 2. Puede ser comparado a un conmutador controlado. En electrónica digital, un demultiplexor es un circuito combinacional que tiene una entrada de información de datos d y n entradas de control que sirven para seleccionar una de las 2n salidas, por la que ha de salir el dato que presente en la entrada. Esto se consigue aplicando a las entradas de control la combinación binaria correspondiente a la salida que se desea seleccionar. Por ejemplo, si queremos que la información que tenemos en la entrada d, salga por la salida S4, en la entrada de control se ha de poner, de acuerdo con el peso de la mísma, el valor 100, que es el 4 en binario.
- 5. En el campo de las telecomunicaciones el demultiplexor es un dispositivo que puede recibir a través de un medio de transmisión compartido una señal compleja multiplexada y separar las distintas señales integrantes de la misma encaminándolas a las salidas correspondientes. La señal compleja puede ser tanto analógica como digital y estar multiplexada en cualquiera de las distintas formas posibles para cada una de ellas. Diagrama lógico de un demultiplexor 1 a 4. El demultiplexor, es un circuito combinacional que aunque la función básica es la que hemos explicado, puede utilizarse en muchos casos como decodificador y adopta cualquiera de las funciones que un decodificador realiza. Una aplicación muy práctica de los demultiplexores utilizados como decodificadores, si lo combinamos con una puerta NO-Y NAND, es la generación de funciones lógicas, de modo, que si nos dan la función lógica F=S3(2,4,5,7), las salidas correspondientes a los unos lógicos se conectarían a la puerta NO-Y. En este caso la entrada de información se puede utilizar como entrada inhibidora si mantenemos a cero lógico, y subiéndola a uno, cuando queremos inhibir la generación de la función. Una de las funciones que realiza el decodificador hexadecimal como demultiplexor, es la función de conectar, a sendos contadores, C0 a C15, que reciben los impulsos de una entrada común a todos. Cada uno posee una entrada de inhibición que según el estado en que se encuentra (0,1), permite o no que se realice el contaje de los impulsos. Cada entrada de inhibición se conecta a una salida del demultiplexor.