디지털 디멀티플렉서 및 디코더

디지털 디멀티플렉서-종종 간단히 'demux'라고도 함-는 디지털 통신 및 디지털 회선 시스템의 핵심 기능 모듈입니다. 주요 기능은 시분할 다중화를 통해 단일 신호 스트림으로 결합된 여러 디지털 입력 신호를 가져와 원래 다중화 규칙에 따라 여러 개의 독립적인 출력 신호로 다시 분리하는 것입니다. 그 기능은 멀티플렉서의 기능과 반대입니다.

디지털 통신 시스템에서 채널 활용도를 높이기 위해 송신단에서는 일반적으로 멀티플렉싱 기술을 사용하여 여러 개의 저속 디지털 신호를 단일 고속 신호로 결합하여-한 채널을 통해 전송합니다. 수신 측에서는 디지털 디멀티플렉서가 신호를 분리하여 각 구성 요소를 원래의 독립 상태로 복원한 후 다양한 다운스트림 처리 모듈로 라우팅하여 종단-대-신호 전송을 완료합니다. 회로 영역에서 디지털 디멀티플렉서는 입력 라인, 인에이블 단자 및 출력 라인으로 구성된 코어 구조를 특징으로 하는 조합 논리 장치로도 자주 사용됩니다. *n* 입력과 2ⁿ 출력을 갖춘-일반적인 구성은 *n*-비트 주소 신호를 사용하여 특정 출력 단자를 선택하고, 다른 출력은 비활성화하면서 입력 신호를 지정된 출력으로 라우팅합니다. 이 유형은 메모리 주소 디코딩 및 데이터 배포와 같은 애플리케이션에 널리 사용됩니다.

디코더는 기본적인 디지털 논리 장치이기도 합니다. 핵심 기능은 인코딩된 입력 신호를 원래의 제어 또는 상태 신호로 다시 변환하는 것입니다. 기본적으로 인코딩된 정보를 디코딩 및 변환하여 압축되거나 인코딩된 신호를 인식 가능한 상태로 복원합니다. 디코더는 애플리케이션 시나리오에 따라 두 가지 주요 유형으로 분류될 수 있습니다. 첫 번째 유형은 디지털 회로에 사용되는 범용-목적 조합 논리 디코더로 구성됩니다. 이는 범용-용 디멀티플렉서와 ​​유사하게 작동합니다. 일반적인 예는 n-비트 바이너리 코드를 입력으로 사용하고 2ⁿ 독립적인 출력 신호를 생성하는 바이너리 디코더입니다. 각 입력 코드는 고유한 활성 출력 핀에 해당하며-다른 모든 출력은 비활성 상태로 유지되므로-주소 및 명령어 디코딩에 이상적입니다. 컴퓨터 시스템에서 주소 디코더는 CPU가 보낸 메모리 주소 코드를 사용하여 읽기/쓰기 작업을 위한 특정 메모리 셀을 선택하는 반면, 명령어 디코더는 레지스터에 저장된 기계 명령어 코드를 CPU가 해당 작업을 수행하도록 구동하는 제어 신호로 변환합니다. 또한 일반적인 BCD-대-십진수 디코더는 4-비트 BCD 입력을 십진수 10자리를 나타내는 출력 신호로 변환합니다. 이는 숫자 출력을 위해 7세그먼트 디스플레이와 같은 디지털 디스플레이를 구동하는 데 자주 사용됩니다.

두 번째 유형은 채널 코딩 또는 압축을 거친 신호를 처리하도록 설계된 통신 및 데이터 처리에 사용되는 특수 디코더로 구성됩니다. 예를 들면 채널 디코더가 있습니다. 디지털 통신에서 송신기는 중복 검사 코드를 추가하여 오류-수정 코딩을 생성함으로써 신호 견고성을 향상시킵니다. 그런 다음 수신기의 채널 디코더는 확인 및 오류 수정을 수행하여 전송 오류를 수정하고 신뢰성을 향상시킵니다. 다른 예로는 인코딩된 데이터를 다시 재생 가능한 원시 오디오 및 비디오 신호로 압축 해제하는 비디오 및 오디오 디코더가 있습니다. 일반적인 H.265 및 MP3 디코더는 이 특수 디코더 범주에 속합니다.