Матричный дешифратор.

Матричный дешифратор относится к многоступенчатым дешифраторам. В первой ступени такого дешифратора используют несколько линейных дешифраторов. Во второй и остальных ступенях используют объединение выходов дешифраторов первой ступени по матричной схеме.

Рис. 55. Матричный дешифратор.

Рассмотрим построение матричного дешифратора на примере, возьмем разрядность входного слова пять --М=5. Для построения первой ступени входное слово разобьем на две части М1=2 и М2=3, тогда первая ступень будет состоять из двух линейных дешифраторов: один на два входа, а второй на три входа, соответственно у первого будет четыре выхода, а у второго -- восемь. Вторую ступень построим как матрицу совпадения выходов обоих дешифраторов первой ступени. На рис.55 это показано пересечением линий выходов дешифраторов D1 и D2, на каждом пересечении вертикальных и горизонтальных линий установлен элемент, выполняющий функцию 2И-НЕ (установка элемента показана в окружности). Общее количество пересечений 4*8=32, следовательно, матричный дешифратор будет иметь 32 выхода. На рисунке все, что обведено пунктирной линией, входит в матричный дешифратор. Имея в первой ступени дешифраторы с выходом активным высоким уровнем и используя во второй ступени элементы с инверсией, получаем матричный дешифратор с выходами активными низким уровнем. В рассмотренном примере получили двухступенчатый дешифратор, это объясняется тем, что в первой ступени имеем всего два линейных дешифратора. Если в первой ступени будет три дешифратора, то выходы двух из них образуют вторую ступень, а выходы второй ступени и третьего дешифратора первой ступени образуют третью ступень. Входное слово можно разбивать на группы самыми разными способами, но это приводит к использованию различного количества логических элементов, поэтому эта схема построения дешифраторов подлежит оптимизации по количеству используемых при построении дешифратора элементов.

Основным недостатком рассмотренных дешифраторов является разнообразие элементной базы, что не позволяет использовать эти дешифраторы в интегральных конструкциях. С целью упрощения и удешевления конструкций дешифраторов в различных интегральных применениях был разработан пирамидальный дешифратор.

Лекция 19.

6.1.3 Пирамидальный дешифратор.

Пирамидальный дешифратор является многоступенчатым дешифратором, количество ступеней в котором n = M - 1. Количество элементов И в каждой ступени , где i -- номер ступени. Следовательно, общее количество элементов И в пирамидальном дешифраторе . Основная особенность построения пирамидального дешифратора состоит в том, что для построения схемы во всех ступенях дешифратора используются только элементы 2И, с обязательным подключением выхода элемента i-ой ступени к входам только двух элементов i+1-ой ступени.

Рассмотрим построение пирамидального дешифратора на примере. Возьмём разрядность входного слова М = 4, при этом количество выходов должно быть . Количество ступеней К = М - 1 = 3. Количество элементов И в каждой ступени: Схема дешифратора построенного по указанным данным приведена на рис. 56.

Рис. 56. Пирамидальный дешифратор.

На схеме видно, что дешифратор состоит из трех ступеней. Определим, какими уравнениями описываются состояния выходов дешифратора, для этого пройдем по схеме от выхода к входам. Получим:

Полученная система уравнений представляет полную систему уравнений дешифрации, и соответственно схема выполняет функцию дешифрации четырёхразрядного двоичного слова. Основным достоинством данной схемы является единообразие элементной базы -- используются только элементы 2И, что позволяет использовать эту схему в интегральных устройствах, где требуются дешифраторы с большим количеством выходов. Например, в устройствах памяти. Однако при использовании этой схемы нужно учитывать, что она создает различные нагрузки для нагружаемых ею выходов. Время задержи прохождения сигнала --