Decodificadores y codificadores

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DECODIFICADORES
La función básica de un decodificador es detectar la presencia de una determinada combinación de bits (código) es sus entradas y señalar la presencia de este código mediante un cierto nivel de salida. En su forma general, un decodificador posee N líneas de entrada para gestionar N bits y en una de las 2n líneas de salida indica la presencia de una o más combinaciones de N bits.Una instrucción indica a la computadora que operaciones debe realizar. Las instrucciones se especifican en código maquina (1s y 0s) y, para que la computadora ejecute una instrucción, esta debe ser decodificada. La decodificación de las instrucciones es uno de los pasos en la pipeline (secuencia de procesamiento) de las instrucciones; los pasos de dicho proceso son: la instrucción se lee desde lamemoria (extracción de la instrucción), la instrucción se decodifica, se leen los operandos desde la memoria (extracción de operandos), se ejecuta la instrucción y el resultado se escribe de nuevo en la memoria. Básicamente, el procesamiento pipeline permite que se comience a procesar la siguiente instrucción antes de haber completado la instrucción actual.

EL DECODIFICADOR BINARIO BASICOSupongamos que necesitamos determinar cuando aparece el numero binario 1001 en las entradas de un circuito digital. Se puede utilizar una puerta AND como elemento básico de decodificación, ya que produce una salida a nivel ALTO solo cuando todas sus entradas están a nivel ALTO. Por tanto, debe asegurarse de que todas las entradas de la puerta AND estén a nivel Alto cuando se introduce el numero 1001,lo cual se puede conseguir invirtiendo los dos bits centrales (cuyos bits son 0).

EL DECODIFICADOR DE 4 BITS
Para poder decodificar todas las posibles combinaciones de cuatro bits, se necesitan dieciséis puertas de decodificación (24=16). Este tipo de decodificador se denomina comúnmente decodificador de 4 líneas a 16 líneas, ya que existen cuatro entradas y dieciséis salidas, o también se lellama decodificador 1de 16, ya que para cualquier código dado en las entradas, solo se activa una de las dieciséis posibles salidas.
Si se necesita una salida activa a nivel BAJO para cada numero decodificado, el decodificador completo se puede implementar mediante puertas NAND e inversores. Para decodificar cada uno de los dieciséis códigos binarios se requieren dieciséis puertas NAND (laspuertas AND se pueden usar para producir salidas activas a nivel ALTO).

EL DECODIFICADOR 1 DE 16 74HC154
El 74HC154 es un buen ejemplo de un decodificador en circuito integrado. En este tipo de dispositivo existe una función de activación (enable, EN), que se implementa mediante una puerta NOR utilizada como negativa-AND. En las entradas de selección del chip, CS1 y CS2, se requiere un nivel BAJOpara obtener la salida de la puerta de activación (EN, enable) un nivel ALTO. La salida de la puerta de activación se conecta a una entrada de cada puerta NAND del decodificador, por lo que debe estar a nivel ALTO para que las puertas NAND se activen. Si la puerta de activación no se activa mediante un nivel BAJO en ambas entradas, entonces las dieciséis salidas (Y) del decodificador estarán anivel ALTO independientemente del estado de las 4 variables de entrada A0, A1, A2 y A3. Este dispositivo puede estar disponible en otras familias CMOS o TTL.
APLICACIÓN
Los decodificadores se utilizan en muchos tipos de aplicaciones. Un ejemplo es la selección de entradas y salidas en las computadoras.
Las computadoras se tienen que comunicar con una gran variedad de dispositivos externos,denominados periféricos, enviando y recibiendo datos a través de lo que se conoce como puertos de entrada/salida (E/S). Estos dispositivos externos incluyen impresoras, modem, escáneres, unidades de disco externos, teclados, monitores y otras computadoras. Se emplea un decodificador para seleccionar el puerto de E/S determinado por la computadora, de forma que los datos puedan ser enviados o recibidos...
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