Decodificador binario

En electrónica digital , un decodificador binario es un circuito lógico combinacional que convierte información binaria de las n entradas codificadas en un máximo de 2 ⁿ salidas únicas. ^{[ 1 ]} Se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo la decodificación de instrucciones, la multiplexación y demultiplexación de datos, pantallas de siete segmentos y como decodificadores de direcciones para memoria y E/S mapeadas a puertos .

Existen varios tipos de decodificadores binarios, pero en todos los casos un decodificador es un circuito electrónico con múltiples señales de entrada y salida, que convierte cada combinación única de estados de entrada en una combinación específica de estados de salida. Además de las entradas de datos enteros, algunos decodificadores también cuentan con una o más entradas de habilitación. Cuando la entrada de habilitación se desactiva, todas las salidas del decodificador se fuerzan a sus estados inactivos.

Según su función, un decodificador binario convertirá información binaria de n señales de entrada en hasta 2ⁿ ^señales de salida únicas. Algunos decodificadores tienen menos de 2ⁿ ^líneas de salida; en tales casos, al menos un patrón de salida puede repetirse para diferentes valores de entrada.

Un decodificador binario suele implementarse como un circuito integrado (CI) independiente o como parte de un CI más complejo. En este último caso, el decodificador puede sintetizarse mediante un lenguaje de descripción de hardware como VHDL o Verilog . Los decodificadores más utilizados suelen estar disponibles en forma de CI estandarizados.

Tipos de decodificadores

decodificador 1 de n

Un decodificador binario 1 de n tiene n bits de salida. Este tipo de decodificador activa exactamente uno de sus n bits de salida, o ninguno, para cada valor entero de entrada. La "dirección" (número de bit) de la salida activada viene determinada por el valor entero de entrada. Por ejemplo, se selecciona el bit de salida número 0 cuando se aplica el valor entero 0 a las entradas.

Algunos ejemplos de este tipo de decodificador son:

Un decodificador de 3 a 8 líneas activa uno de los ocho bits de salida para cada valor de entrada de 0 a 7, el rango de valores enteros que se pueden expresar en tres bits. De manera similar, un decodificador de 4 a 16 líneas activa una de las 16 salidas para cada entrada de 4 bits en el rango de enteros [0,15].
Un decodificador BCD a decimal tiene diez bits de salida. Acepta un valor de entrada que consiste en un entero decimal codificado en binario y activa una salida específica y única para cada valor de entrada en el rango [0,9]. Todas las salidas permanecen inactivas cuando se aplica un valor no decimal a las entradas.
Un demultiplexor es un decodificador binario 1 de n que se utiliza para dirigir un bit de datos a una de sus n salidas, mientras que todas las demás salidas permanecen inactivas.

Traductor de códigos

Los traductores de código se diferencian de los decodificadores 1 de n en que varios bits de salida pueden estar activos simultáneamente. Un ejemplo de esto es un decodificador de siete segmentos , que convierte un número entero en la combinación de señales de control de segmento necesarias para mostrar dicho valor en un dígito de una pantalla de siete segmentos .

Una variante del decodificador de siete segmentos es el decodificador BCD a siete segmentos , que traduce un valor decimal codificado en binario a las señales de control de segmento correspondientes para valores enteros de entrada del 0 al 9. Esta función de decodificación está disponible en circuitos integrados estándar como el CMOS 4511 .