Ein Binärdecoder ist eine digitale Schaltung, die einen Binärcode in eine Reihe von Ausgängen umwandelt. Der Binärcode stellt die Position des gewünschten Ausgangs dar und wird verwendet, um den spezifischen Ausgang auszuwählen, der aktiv ist. Binärdecoder sind die Umkehrung von Encodern und werden häufig in digitalen Systemen verwendet, um einen seriellen Code in einen parallelen Satz von Ausgängen umzuwandeln.

1. Das Grundprinzip eines Binärdecoders besteht darin, jedem möglichen Binärcode eine eindeutige Ausgabe zuzuweisen. Beispielsweise kann ein Binärdecoder mit 4 Eingängen und 2^4 = 16 Ausgängen jedem der 16 möglichen 4-Bit-Binärcodes einen eindeutigen Ausgang zuweisen.
2. Die Eingänge eines Binärdecoders sind normalerweise aktiv niedrig, was bedeutet, dass jeweils nur ein Eingang aktiv (niedrig) ist und die übrigen Eingänge inaktiv (hoch) sind. Der aktive Low-Eingang wird verwendet, um den spezifischen Ausgang auszuwählen, der aktiv ist.
3. Es gibt verschiedene Arten von Binärdecodern, darunter Prioritätsdecoder, die jedem Ausgang eine Priorität zuweisen, und Fehlererkennungsdecoder, die Fehler im Binärcode erkennen und ein Fehlersignal erzeugen können.

Zusammenfassend ist ein Binärdecoder eine digitale Schaltung, die einen Binärcode in eine Reihe von Ausgängen umwandelt. Binäre Decoder sind die Umkehrung von Encodern und werden in digitalen Systemen häufig verwendet, um serielle Codes in parallele Ausgänge umzuwandeln.

In der digitalen Elektronik werden diskrete Informationsmengen durch Binärcodes dargestellt. Ein Binärcode von n Bits ist in der Lage, bis zu darstellen 2^n verschiedene Elemente von codierten Informationen. Der Name Decoder bedeutet, codierte Informationen von einem Format in ein anderes zu übersetzen oder zu dekodieren. Ein digitaler Decoder wandelt also einen Satz digitaler Eingangssignale an seinem Ausgang in einen äquivalenten Dezimalcode um. A Decoder ist ein Kombinationsschaltung das konvertiert binäre Informationen von n Eingabezeilen auf maximal 2^n eindeutige Ausgabezeilen .

Binär-Decoder –

• Binärdecoder sind eine andere Art von digitalen Logikgeräten, die abhängig von der Anzahl der Dateneingangsleitungen über Eingänge mit 2-Bit-, 3-Bit- oder 4-Bit-Codes verfügen. Daher wird ein Decoder mit einem Satz von zwei oder mehr Bits als definiert Da es einen n-Bit-Code hat, ist es möglich, 2^n mögliche Werte darzustellen.
• Wenn ein Binärdecoder n Eingänge empfängt, aktiviert er nur einen seiner 2^n Ausgänge basierend auf diesem Eingang, während alle anderen Ausgänge deaktiviert sind. Wenn die n-Bit-codierten Informationen ungenutzte Kombinationen aufweisen, verfügt der Decoder möglicherweise über weniger als 2^n Ausgänge.
• Beispielsweise kann ein Inverter (NICHT-Gatter) als 1-zu-2-Binärdecoder klassifiziert werden, da 1 Eingang und 2 Ausgänge möglich sind. Das heißt, eine Eingabe A kann als Ausgabe entweder A oder A-Komplement liefern.
• Dann können wir sagen, dass ein standardmäßiger kombinatorischer Logikdecoder ein n-zu-m-Decoder ist, bei dem m <= 2^n ist und dessen Ausgang Q nur von seinen aktuellen Eingangszuständen abhängt.
• Ihr Zweck besteht darin, 2^n (oder weniger) Minterme von n Eingabevariablen zu generieren. Jede Kombination von Eingaben führt zu einer eindeutigen Ausgabe.

Ein Binärdecoder wandelt codierte Eingaben in codierte Ausgaben um, wobei die Eingabe- und Ausgabecodes unterschiedlich sind und Decoder verfügbar sind, um entweder ein binäres oder ein BCD-Eingabemuster (8421-Code) in typischerweise einen dezimalen Ausgabecode zu dekodieren. Praktische binäre Decoderschaltungen umfassen 2-zu-4-, 3-zu-8- und 4-zu-16-Leitungskonfigurationen.

2-zu-4-Binärdecoder –

Der oben abgebildete 2-zu-4-Zeilen-Binärdecoder besteht aus einem Array von vier UND-Gattern. Die beiden mit A und B gekennzeichneten Binäreingänge werden in einen von vier Ausgängen dekodiert, daher die Beschreibung eines 2-zu-4-Binärdecoders. Jede Ausgabe stellt einen der Minterme der beiden Eingabevariablen dar (jede Ausgabe = ein Minterm). Die Ausgangswerte sind: Qo=A'B' Q1=A'B Q2=AB' Q3=AB Die Binäreingänge A und B bestimmen, welche Ausgangsleitung von Q0 bis Q3 HIGH auf Logikpegel 1 ist, während die übrigen Ausgänge gehalten werden LOW bei logisch 0, sodass immer nur ein Ausgang gleichzeitig aktiv (HIGH) sein kann. Daher identifiziert die Ausgangsleitung, die HIGH ist, den am Eingang vorhandenen Binärcode, d. h. sie dekodiert den Binäreingang. Einige Binärdecoder verfügen über einen zusätzlichen Eingangspin mit der Bezeichnung „Enable“, der die Ausgänge des Geräts steuert. Über diesen zusätzlichen Eingang können die Ausgänge des Decoders je nach Bedarf ein- oder ausgeschaltet werden. Der Ausgang wird nur generiert, wenn der Eingang Enable den Wert 1 hat; Andernfalls sind alle Ausgänge 0. Es ist nur eine kleine Änderung in der Implementierung erforderlich: Der Enable-Eingang wird in die UND-Gatter eingespeist, die die Ausgänge erzeugen. Wenn Enable 0 ist, wird allen UND-Gattern einer der Eingänge als 0 zugeführt und es wird daher kein Ausgang erzeugt. Wenn „Enable“ 1 ist, erhalten die UND-Gatter einen der Eingänge als 1, und jetzt hängt der Ausgang von den verbleibenden Eingängen ab. Daher hängt die Ausgabe des Decoders davon ab, ob die Freigabe hoch oder niedrig ist. Fragen zur GATE CS-Ecke Das Üben der folgenden Fragen wird Ihnen helfen, Ihr Wissen zu testen. Alle Fragen wurden in den vergangenen Jahren in GATE oder in GATE Mock Tests gestellt. Es wird dringend empfohlen, sie zu üben.

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

Vorteile der Verwendung von Binärdecodern in der digitalen Logik:

1. Erhöhte Flexibilität: Binärdecoder bieten eine flexible Möglichkeit, einen von mehreren Ausgängen basierend auf einem Binärcode auszuwählen und ermöglichen so ein breites Anwendungsspektrum.
2. Verbesserte Leistung: Durch die Umwandlung eines seriellen Codes in einen parallelen Satz von Ausgängen können Binärdecoder die Leistung eines digitalen Systems verbessern, indem sie die Zeit reduzieren, die für die Übertragung von Informationen von einem einzelnen Eingang an mehrere Ausgänge erforderlich ist.
3. Verbesserte Zuverlässigkeit: Durch die Reduzierung der Anzahl der Leitungen, die zur Übertragung von Informationen von einem einzelnen Eingang an mehrere Ausgänge erforderlich sind, können Binärdecoder die Möglichkeit von Fehlern bei der Übertragung von Informationen verringern.

Nachteile der Verwendung binärer Decoder in der digitalen Logik:

1. Erhöhte Komplexität: Binäre Decoder sind im Vergleich zu Demultiplexern typischerweise komplexere Schaltkreise und erfordern für die Implementierung zusätzliche Komponenten.
2. Auf bestimmte Anwendungen beschränkt: Binärdecoder eignen sich nur für Anwendungen, bei denen ein serieller Code in einen parallelen Satz von Ausgängen umgewandelt werden muss.
3. Begrenzte Anzahl an Ausgängen: Binärdecoder sind in ihrer Anzahl an Ausgängen begrenzt, da die Anzahl der Ausgänge durch die Anzahl der Eingänge und den verwendeten Binärcode bestimmt wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Binärdecoder nützliche digitale Schaltkreise sind, die ihre Vor- und Nachteile haben. Die Entscheidung, ob ein Binärdecoder verwendet werden soll oder nicht, hängt von den spezifischen Anforderungen des Systems und den Kompromissen zwischen Komplexität, Zuverlässigkeit, Leistung und Kosten ab.

Anwendung des Binärdecoders in der digitalen Logik:

1. Gedächtnis neigt dazu: In computergestützten Frameworks werden im Allgemeinen gepaarte Decoder verwendet, um einen bestimmten Speicherbereich aus einer Vielzahl von Speicherbereichen auszuwählen. Die Standorteingaben werden an den Doppeldecoder angelegt und der Vergleichsspeicherbereich wird ausgewählt.

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2.Steuerkreise: Paralleldecoder werden in Ladeschaltungen eingesetzt, um Steuersignale für verschiedene Aufgaben zu erzeugen. Beispielsweise wird in einem Mikrochip ein Doppeldecoder verwendet, um den Führungs-Opcode zu übersetzen und Steuersignale für die Vergleichsaktivität zu erzeugen.

3.Treiber anzeigen: I In computergestützten Systemen, die Show-Gadgets wie Drive-Shows verwenden, werden parallele Decoder verwendet, um die Präsentation zu steuern. Die doppelten Datenquellen werden an den Decoder angelegt und der zugehörige Antrieb wird aufgeklärt.

4. Adressaufklärung: Paralleldecoder werden in Adressentwirrungsschaltungen verwendet, um das Chipauswahlzeichen für einen bestimmten Speicher oder Rand zu erzeugen Gadget.

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5.Digitale Korrespondenz: Zweifache Decoder werden in fortschrittlichen Korrespondenzsystemen verwendet, um die über den Korrespondenzkanal übermittelten digitalen Informationen zu entschlüsseln.

6.Fehlerbehebung: Doppeldecoder werden in Fehlerkorrekturschaltungen eingesetzt, um Fehler in computergestützten Informationen zu erkennen und zu beheben.

Verweise -

Hier sind einige Bücher, in denen Sie weitere Informationen zu digitaler Logik und binären Decodern finden können:

1. Design digitaler Systeme mit VHDL von Charles H. Roth Jr. und Lizy Kurian John
2. Digitales Design und Computerarchitektur von David Harris und Sarah Harris
3. Prinzipien des digitalen Designs von Daniel D. Gajski, Frank Vahid und Tony Givargis
4. Digitales Schaltungsdesign: Eine Einführung von Thomas L. Floyd und David Money Harris
5. Digitale Grundlagen von Thomas L. Floyd

Diese Bücher behandeln verschiedene Themen der digitalen Logik und des digitalen Designs, einschließlich binärer Decoder, und bieten detaillierte Informationen zu Theorie, Design und Implementierung digitaler Schaltkreise.

electronicshub – Binärdecoder