Decoder (elettronica): differenze tra le versioni
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{{F|elettronica|ottobre 2011}}
Il '''decoder''' o '''decodificatore''' è un tipo di componente usato nell'[[elettronica digitale]]. In termini generali, qualunque informazione che sia ricevuta in una [[segnale digitale|forma digitale]] codificata necessita di un processo di decodifica, più o meno complesso; questo è il compito del decoder.
Esso è un [[circuito combinatorio]] che converte un [[codice binario]] (naturale, BCD, ecc.) di n [[bit]] in ingresso e m linee di uscita, in modo che ogni linea di uscita sia attivata per una sola delle possibili combinazioni di ingresso. In genere, questi circuiti si trovano spesso come [[demultiplexer]], in quanto questi ultimi possono comportarsi come un decoder.
==Il decoder nei circuiti digitali==
Il componente logico elementare chiamato ''decoder'', usato nei [[Circuito digitale|circuiti digitali,]] opera una decodifica semplice di una [[stringa (informatica)|stringa]] di bit. La sua funzione è opposta a quella dell'[[encoder (elettronica)|encoder]]: in base alla combinazione dei [[bit]] presenti ai suoi ingressi, attiva una corrispondente combinazione di bit sulle linee di uscita.
Si consideri il caso più semplice possibile di un decodificatore con 2 ingressi e quindi 2<sup>2</sup>=4 uscite, rappresentato dalla seguente [[tabella di verità]]:
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|+ '''Tabella di verità per il decodificatore a 2 ingressi e 4 uscite'''
|-
!colspan=2 width="30%" | Ingressi
!colspan=4 width="70%" | Uscite
|-
!width="16%" | A1 !!width="16%" | A0
!width="16%" | D3 !!width="16%" | D2 !!width="16%" | D1 !!width="16%" | 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
|}
[[File:Decoder Example-es.svg|thumb|400px|'''Decodificatore''' a 2 ingressi e 4 linee di uscita. Le uscite si attivano convenzionalmente col valore di ingresso pari a 1.]]
Un tipo di decodificatore molto utilizzato è il decodificatore a sette segmenti. Questo circuito decodifica le informazioni di ingresso BCD in un codice a sette segmenti adatto alla visualizzazione su un [[display a sette segmenti]].
Esistono vari tipi di decodificatore: BCD-decimale (4 a 10), binario-ottale (2 a 8), binario-esadecimale (4 a 16), codice Gray-decimale, ecc.<br>
Per esempio un decodificatore binario-decimale può essere rappresentato con la seguente tabella di verità:
{|
|
D C B A | 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
--------+--------------------
0 0 0 0 | 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 | 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 | 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 | 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 | 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 0 1 | 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 1 0 | 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 1 1 1 | 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
1 0 0 0 | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1 0 0 1 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 1 0 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 1 1 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 0 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 0 1 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 0 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 | 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
|}
Questo decodificatore si trova nella condizione per cui <math> m<2^n </math>. In questo caso, solo le prime 10, delle 16 combinazioni possibili sui 4 fili di ingresso, danno luogo ad una corrispondente combinazione sui 10 fili di uscita, le 6 combinazioni successive non danno luogo ad un'uscita, sono ininfluenti.
Generalizzando, se si hanno ''n'' linee di ingresso, viene attivata esclusivamente una delle ''m'' linee di uscita con:
<math> m <= 2^n</math><br>
In base a questo il decodificatore viene detto ''n'' a ''m''.
==Decodificatori integrati==
Esistono vari tipi di circuiti [[circuito integrato|integrati]] che svolgono la funzione di decodificatore. La maggior parte di essi, oltre alle linee di ingresso e di uscita dei [[segnale elettrico|segnali]], dispongono di alcuni ingressi supplementari, come per esempio l'enable, che serve per l'abilitazione del componente, oppure ingressi e uscite per il collegamento in cascata di più integrati.
I decodificatori integrati più diffusi sono:
* Per la famiglia [[transistor-transistor logic|TTL]] il 7442 e il 74F537: decodificatore BCD-decimale (4 a 10), il secondo fa parte della famiglia TTL veloce e dispone del comando per poterlo isolare dal [[Bus (informatica)|Bus]] mettendolo in alta impedenza ([[Three state]]).
* Per la famiglia [[CMOS]] il 4028: decodificatore BCD-decimale.
* Per i pilotaggi display a 7 segmenti, il 7447: decodificatore-pilota BCD-7 segmenti.
== Dispositivi autonomi che svolgono la funzione di decoder ==
*'''Ricevitore [[TV satellitare|satellitare]]''': riceve in ingresso il segnale digitale che arriva dal satellite e in uscita il segnale analogico per il televisore.
*'''Ricevitore del [[digitale terrestre]]''' (comunemente chiamato semplicemente "decoder"): analogo al ricevitore satellitare, opera sul segnale digitale ricevuto dall'antenna terrestre.
* '''Lettore [[MP3]]''' e '''[[DivX#Lettori DivX|lettore Divx]]''': la grande maggioranza dei segnali audio e video, come per esempio musica, film e video online, sono memorizzati in formati codificati in modo efficiente, e pertanto per essere riprodotti hanno bisogno di un [[software]] che li decodifichi.
==Applicazioni del decodificatore==
La funzione principale del decodificatore è quella di indirizzare gli spazi di memoria. Un decodificatore con N ingressi è in grado di indirizzare 2N spazi di memoria.
Per indirizzare 1Kib di memoria, sarebbero necessari 10 bit, dato che il numero di uscite sarebbe <math>2^{10}</math>, pari a 1024.
Quindi:
* con 20 bit si ha <math>2^{20}</math>, pari a 1 Mb;
* con 30 bit si ha <math>2^{30}</math>, che equivale a 1 Gb.
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
{{Portale|elettronica|informatica}}
[[Categoria:Circuiti integrati]]
[[Categoria:Elettronica digitale]]
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