Шифратори

7.1. Загальна характеристика шифратора

Шифратором називається функціональний вузол комп’ютера, призначений для перетворення вхідного m-розрядного унітарного коду у вихідний n-розрядний двійковий позиційний код. Двійкові шифратори виконують функцію, обернену функції дешифратора. При активізації однієї з вхідних ліній дешифратора на його виходах формується код, який відображає номер активного входу. Повний двійковий шифратор має m=2 входів і n виходів. Умовні графічні позначення шифраторів на схемах показані на рис. 7.1.
Функція шифратора позначається буквами CD (coder). Входи шифратора нумеруються послідовними десятковими цифрами 0, 1,..., m–1, а позначки виходів відображають ваги вихідних двійкових змінних 1,..., 2 .

Рис. 7.1. Умовні графічні позначення шифратора: а – на функціональних схемах; б – на принципових схемах

У цифрових пристроях шифратори використовуються для таких операцій: перетворення унітарного вхідного коду у вихідний двійковий позиційний код; введення десяткових даних з клавіатури; показання старшої одиниці в слові; передачі інформації між різними пристроями при обмеженому числі ліній зв’язку.

7.2. Пріоритетний шифратор клавіатури
Одне з основних застосувань шифратора – введення даних з клавіатури, наприклад, десяткових цифр. Натискання клавіші з десятковою цифрою 0, 1,..., 9 мають приводити до передачі в цифровий пристрій двійково-десяткового коду цієї цифри. Для цього використовується неповний шифратор “з 10 в 4”.
Шифратори, які при одночасному натисканні декількох клавіш виробляють код тільки старшої цифри, називаються пріоритетними. Пріоритетні шифратори, які призначені для пошуку старшої (лівої) одиниці в слові та формування на виході двійкового номера шуканого розряду, називаються покажчиками старшої одиниці. Їх застосовують у пристроях нормалізації чисел з плаваючою крапкою, в системах з пріоритетним обслуговуванням запитів на переривання роботи комп’ютера.
Логіка роботи пріоритетного шифратора на вісім входів наведена в табл.7.1, де прийняті такі позначення: вхідні інверсні сигнали, записані в порядку зростання пріоритету: – найнижчий, – найвищий; – вихідний інверсний позиційний код; – сигнал стробування; – функція, яка вказує на надходження вхідного сигналу; – функція, яка вказує на відсутність вхідних сигналів.
Таблиця 7.1

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

У табл. 7.1 значення вхідних змінних праворуч від діагоналі, утвореної цифрами 1, не повинні визначати вихідний код (вони позначені хрестиком). Це пояснюється тим, що сигнал з більшим пріоритетом блокує запити з меншими пріоритетами.
Із табл. 7.1 отримуємо вирази для вихідного коду шифратора і функцій та , які відповідно визначають відсутність інформаційних сигналів на всіх виходах та наявність сигналу хоч би на одному вході. Для спрощення виразів використовуємо тотожність та закони де Моргана:

На основі цих виразів побудована (рис. 7.2) схема пріоритет­ного шифратора “8 → 3”.

Рис. 7.2. Схема пріоритетного шифратора “8 → 3”

При =1 робота схеми блокується і незалежно від сигналів на входах маємо на інверсних виходах: = 111, Якщо, наприклад, і , то схема формує на виходах код номера входу із старшим пріоритетом: = 001 або в прямому коді = 1102 = 610. Активний стан виходу відображається значеннями функцій і , які передаються в процесор, а також використовуються при каскадуванні шифраторів. Схема, зображена на рис. 7.2, є аналогом шифратора К555ИВ1.