Преобразователи кода
Шифратором называется функциональный узел компьютера, предназначенный для преобразования входного n-разрядного унитарного кода в выходной n-разрядный двоичный позиционный код. Шифратор, или кодер (encoder), выполняет функцию, обратную дешифратору. а) б) Рис. 1. Шифратор а) – Условное изображение; б) – функциональная схема. Число входов и выходов такого шифратора связано соотношением т = 2 п. Шифратор можно использовать, например, для отображения в виде двоичного кода номера нажатой кнопки или положения многопозиционного переключателя.
Приоритетный шифратор Шифраторы, которые при одновременном поступлении нажатии нескольких сигналов вырабатывают код только старшей цифры имеющий наибольший вес, называются приоритетными. Приоритетные шифраторы (priority encoder), предназначенные для поиска старшей (левой) единицы в слове и формирования на выходе двоичного номера искомого разряда, называются указателями старшей единицы. Их применяют в устройствах нормализации чисел с плавающей запятой, в системах с приоритетным обслуживанием запросов на прерывание работы компьютера. Схема выделения старшей единицы преобразует m-разрядное слово следующим образом: • • все старшие нули и самая старшая единица входного кода пропускаются на выход без изменения; все разряды, более младшие, чем старшая единица, заменяются нулями. Рис. 2. Блок выделения старшей единицы
Рис. 3. а) – функциональная схема группового канала микросхемы К 155 ИВ 1; б) – условное изображение на схемах, где действует соглашение положительной логики; Выход разрешения ЕО отражает ситуацию: ЕО = (EI)& – в данной группе нет ни одной единицы, Групповой сигнал (group signal) GS – ситуацию: GS = (EI)& – в группе есть хотя бы одна единица. Сигнал EI = 0 запирает не только выходы адреса А 0, A 1, A 2, но и выходы ЕО и GS. Если во входном слове присутствует только одна единица, то приоритетный шифратор будет выполнять функцию обычного шифратора. Поэтому микросхемы обычных шифраторов не встречаются почти ни в одной серии, а приоритетные шифраторы выпускаются в составе многих серий.
EI – сигнал разрешения (стробирования); Р – функция, указывающая на поступление входного сигнала; V – функция, указывающая на отсутствие входных сигналов. Используя выражение и закон де Моргана получим:
Рис. 4. Схема приоритетного шифратора "8 → 3" При работа схемы блокируется и независимо от сигналов на входах на инверсных выходах получаем: Если, например, a 6 =0 и a 2 = 0, то схема формирует на выходах код номера входа со старшим приоритетом: или в прямом коде a 3 a 2 a 1 = 1102 = 610. Активное состояние выхода отображается значениями функций Р = 0 и V =1, которые передаются в процессор, а также используются при каскадировании шифраторов. Схема, изображенная на рис. 4, является аналогом шифратора К 555 ИВ 1.
Каскадирование шифраторов используется для увеличения разрядности входного слова. Рис. 4. Наращивание разрядности микросхем приоритетных шифраторов: а) – до шестнадцати входов; б) – до десяти входов, в частности для десятичной клавиатуры или декадных переключателей.
Схема работает следующим образом: когда на входе имеется активный сигнал из старшего байта входного слова, например, a 14 = 0 ( ), то работает шифратор CD 1 и на выходах элементов ИЛИ формируется инверсный код = 00012, что соответствует прямому значению A 4 A 3 A 2 A 1 =11102 = 1410. Если активный входной сигнал относится ко младшему байту слова, например, a 6 = 0, то работает шифратор CD 2 ( ) и на инверсных выходах формируется код =10012, что соответствует прямому числу A 4 A 3 A 2 A 1 = 01102 = 610.
Синтез кодовых преобразователей Рис. 10. Кодовый преобразователь, синтезированный как система булевых функций.
Рис. 11. Кодовый преобразователь, построенный как структура декодер→кодер.
Узел перестановки Узел подстановки Рис. 12. Функциональные узлы криптографической защиты информации: а) – перестановки и б) – подстановки.
Скачать презентацию Преобразователи кода Шифратором называется функциональный узел компьютера
Л11. Преобразователи кодов.ppt