Decoder (elettronica)

Il decoder o decodificatore è un tipo di componente usato nell'elettronica digitale. In termini generali, qualunque informazione che sia ricevuta in una 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 (dove n è un numero intero grande a piacere e m è un intero minore o uguale a Errore del parser (errore di sintassi): {\displaystyle 2^{n}</ref>), 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 2²=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%" | Entradas !colspan=4 width="70%" | Salidas |- !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 } . 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: ${\displaystyle m<=2^{n}}$
In base a questo il decodificatore viene detto n a m.

Decodificatori integrati

Esistono vari tipi di circuiti integrati che svolgono la funzione di decodificatore. La maggior parte di essi, oltre alle linee di ingresso e di uscita dei 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 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 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 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 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 ${\displaystyle 2^{1}0}$ , pari a 1024.

Quindi:

• con 20 bit si ha ${\displaystyle 2^{20}}$ , pari a 1 Mb;
• con 30 bit si ha ${\displaystyle 2^{30}}$ , che equivale a 1 Gb.

Collegamenti esterni

• decoder, su sapere.it, De Agostini.  
• (EN) decoder, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.  

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