[디지털 공학 실험] (예비) 05장 인코더(Encoder)/ 디코더(Decoder)와 멀티플렉서(Mux)/ 디멀티플렉서(Demux)

소개글

[디지털 공학 실험] (예비) 05장 인코더(Encoder)/ 디코더(Decoder)와 멀티플렉서(Mux)/ 디멀티플렉서(Demux)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목적

2. 이론
　가. 디코더
　나. 인코더
　다. 멀티플렉서
　라. 디멀티플렉서

3. 예비보고

4. 실험(회로도)

본문내용

입력 중 적어도 하나가 ‘H’라는 것을 나타내는 신호이다. 이 신호는 입력 이 ‘H’인 경우와 모든 입력이 ‘L’일 경우 (두 경우 모두 출력 =00)를 구분한다. 또한 출력 는 입력이 모두 ‘L’일 경우 ‘H’가 되며, 이 신호와 신호를 순차적으로 연결하면 더 많은 입?신호를 갖는 우선순위 인코더 회로를 만들 수 있다. 예를 들어 그림 5-8의 4-to-2 인코더 2개를 연결하여 구성한 8-to-3 우선순위 인코더를 그림 5-9에 보여주었다.
다. 멀티플렉서
멀티플렉서(MUX : Multiplexer)는 여러 개의 입력 데이터 중에서 하나를 선택하여 출력으로 내보내는 논리회로이며 데이터 선택기라고도 한다. 그림 5-10에 4-to-1 멀티플렉서 회로를 나타내었다. 그림의 진리표에서 입력 는 선택신호로, =00 일 경우 입력 의 값이 출력 Y로 나가며, =01일 경우에는 입력의 값이, =10일 경우에는 입력의 값이, =11일 경우에는 입력의 값이 각각 출력 Y로 나가게 된다.
멀티플렉서는 여러 개의 신호원에서 데이터를 하나의 목적지로 연결하는 응용 분야에서 매우 유용한 소자이다. 컴퓨터에서의 응용 중 하나는 프로세서의 레지스터와 ALU(Arithmetic and Logic Unit: 산술 논리 연산)사이에 사용하는 것이다. 예를 들어, 각 명령에 8개의 레지스터 중 하나를 명시하는 3비트 필드를 갖는 16비트 프로세서를 생각해 보자. 이 3비트 필드는 8입력, 16비트 멀티플렉서의 선택 입력에 연결된다. 멀티플렉서의 데이터 입력은 8개의 레지스터와 연결되고, 데이터 출력은 선택된 레지스터를 사용하는 명령을 수행하기 위해서 ALU와 연결된다. 결과적으로 8개의 레지스터 중에서 하나를 선택하여 ALU 연산에 이용할 수 있게된다.
라. 디멀티플렉서
디멀티플렉서(Demultiplexer)는 멀티플렉서의 반대되는 기능 (즉, 입력과 출력이 바뀐 기능)을 수행하는 회로로, 하나의 입력을 통해 들어오는 신호를 선택신호의 제어에 따라 복수개의 출력 중에서 하나로 내보내는 회로이다. 그림 5-11은 1-to-4 디멀티플렉서 회로이다.
3. 예비보고
가. 이 장의 실험 목적에 대해서 스스로 생각해 보고 기술하라.
- 인코더와 디코더의 기능과 구성방법을 이론으로 이해한 후, 실험을 통해서 직접 확인해보고
익힌다. 또, 멀티플렉서와 디멀티플렉서의 차이와 기능을 알아보고 동작원리를 실험을 통해서 배워본다.
나. 인코더와 디코더의 기능에 대해 기술하라.
- 컴퓨터는 1과 0만을 다룰 수 있다. 따라서 디코더는 n비트 형식의 2진 코드값을 입력으로 받아들여 최대 개의 서로 다른 정보로 바꿔주는 조합회로이다. 컴퓨터 내부에서 2진수로 코드화된 데이터를 해독하여 대응되는 한 개의 신호로 바꾸어 주므로, 숫자나 문자와 같은 형태로 바꾸어 출력시키는 데에 사용되어서 해독기라고도 불린다. 디코더의 종류로는 입력선 2개 출력선 =4인 2-to-4 디코더, 입력선 3개 출력선 =8 인 3-to-8디코더가 있을 수 있다.
인코더는 디코더의 반대기능을 수행하는 조합논리회로로 개의 2진 코드값을 입력으로 받아들여 최대 n개의 서로 다른 정보로 바꿔주는 조합회로로, 기준 부호체제를 다른 부호체제로 바꿔준다. 여러개의 입력 단자 중 어느하나의 단자에 나타난 정보를 여러자리의 2진수로 코드화해서 전달해준다. 예를들어 자판하나에 눌린 신호를 해당 문자의 2진코드로 부호화해서 전달되는데 그래서 부호기라고도 불린다.
일상 생활에서 쉽게 놓고 비유하면, 디코더는 압축된 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾸어 주는 것이고, 인코더는 영상이나 소리인 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어 압축해주는 것이다.
다. 멀티플렉서와 디멀티플렉서의 동작방법과 용도를 설명하라.
- 멀티플렉서는 복수개의 입력선으로부터 필요한 데이터를 선택하여 하나의 출력선으로 내보내는 회로이고 선택기라고도 한다.. 멀티플렉서는 입력 S1, S0는 선택신호로, S1S0=00일 경우 입력 D0의 값이 출력 Y로 나가며, S1S0=01일 경우에는 입력 D1의 값이, S1S0=10일 경우에는 입력 D2의 값이, S1S0=11일 경우에는 입력 D3의 값이 출력 Y로 나가게 된다.
디멀티플렉서는 멀티플렉서의 반대되는 기능을 수행하는 회로로, 하나의 입력을 통해 들어오는 신호를 선택신호의 제어에 따라 복수개의 출력중 하나로 내보내는 회로이다. 분배기 라고도 한다.
디멀티플렉서는 입력 Y가 선택신호S1, S0에 따라서 S1S0=00일 경우 Y의 값이 D0출력으로 나가며, S1S0=01일 경우에는 D1출력에 Y값이, S1S0=10일 경우에는 D2출력에 Y값이, S1S0=11일 경우에는 D3출력에 Y값이 나가게 된다.
용도로는 예를 들어 주컴퓨터에 여러 단말기가 연결되어 있을 때 이들을 제작기 통신회선으로 연결하면 비용이 많이 들고 관리하기도 어려우므로 각각의 단말기 연결단자를 하나로 묶어서 통신회선에 연결하는 것이다. 주컴퓨터에서는 연결된 단말기 수만큼의 연결단자에서 전송선로가 나와 멀티플렉서에 연결되고 여기서부터는 하나의 선로만 나와 변복조장치(모뎀)를 거쳐 전송선로와 연결된다. 또 반대로 하나의 전송선로가 모뎀을 통하여 단말기측 디멀티플렉서에 연결된 후 여기서 단말기 수만큼의 선로를 분기시켜 각 단말기와 연결된다. 또 다른예로 라디오의 튜너를 돌려 방송신호를 맞추기 위한 손잡이가 바로 입력을 선택하는게 멀티플렉서인데 다른 말로 셀렉터 라고도 한다.
라. 8-to-3 인코더의 출력을 3-to-8 디코더의 입력에 연결하였다. 이 경우, 인코더의 입력과 디코더의 출력을 명시한 진리표를 작성하라.
4. 실험(회로도)
가. 디코더 회로를 실험보드에 구성하고 디코더의 출력에 LED를 연결하여 디코더의 입력을 변화시키면서 디코더 출력을 조사하라.
나. Encoder의 입력에 Decoder의 출력을 연결하고 Encoder의 출력값을 확인하라.
다. 4-to-1 멀티플렉서와 1-to-4 디멀티플렉서를 연결하여 실험보드에 구성하고, 멀티플렉서의 선택신호 A, B와 입력신호 C3, C2, C1, C0을 표와 같이 인가할 때 멀티플렉서와 디멀티플렉서의 출력 값을 조사하여 표에 기록하라.

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