자 일흔 세 번째 키워드인 'Decoder'을 알아 보았다.

저번 키워드가 Shifter이었으므로 연관되는 키워드이기 때문에 알아 보았다.

Decoder가 뭐에요?

디코더(Decoder)는 디지털 회로에서 입력된 코드를 해석하고, 그에 따라 특정 출력을 활성화하는 장치이다. 주로 데이터를 하나의 형식에서 다른 형식으로 변환하거나, 특정 조건에 따라 출력을 선택하는 데 사용된다.

디코더의 역할과 기능

1. 코드 변환
   디코더는 입력 코드를 해석하여 이를 특정 출력으로 변환한다.
   예를 들어, 2진 코드를 N개의 출력 라인 중 하나를 활성화하는 형식으로 변환한다.

2. 주소 디코딩
   메모리 주소 디코딩에서 사용되며, 특정 메모리 셀이나 레지스터를 선택하는 데 사용된다.
   CPU는 디코더를 사용하여 메모리 주소를 해석하고, 해당 주소의 메모리 셀을 활성화한다.

3. 명령어 디코딩
   CPU에서 명령어 디코더는 명령어를 해석하여, ALU나 다른 구성 요소가 수행해야 할 작업을 결정한다.
   각 명령어의 오퍼코드를 해석하여 해당 연산을 실행하는 제어 신호를 생성한다.

디코더의 종류

1. 2-to-4 디코더
   2비트 입력을 받아 4개의 출력 중 하나를 활성화한다.
   입력이 00일 때 첫 번째 출력이 활성화되고, 01일 때 두 번째 출력이 활성화되는 식이다.

2. 3-to-8 디코더
   3비트 입력을 받아 8개의 출력 중 하나를 활성화한다.
   입력이 000일 때 첫 번째 출력이, 001일 때 두 번째 출력이 활성화된다.

3. N-to-2^N 디코더
   N비트 입력을 받아 2^N개의 출력 중 하나를 활성화한다.
   예를 들어, 4비트 입력 디코더는 16개의 출력 중 하나를 선택한다.

디코더의 작동 원리

1. 입력 해석
   디코더는 N비트의 입력 코드를 받는다.
   이 입력 코드는 특정한 출력 라인을 선택하기 위한 인덱스로 사용된다.

2. 출력 활성화
   입력 코드에 따라 하나의 출력 라인이 활성화된다.
   나머지 출력 라인은 비활성 상태로 유지된다.

3. 이진 해석
   입력된 이진 코드를 해석하여 해당하는 출력 라인을 활성화한다.

디코더의 중요성

• 주소 지정: 메모리와 같은 시스템에서 특정 위치를 지정하고 접근하는 데 필수적이다.

• 제어 신호 생성: CPU 내에서 명령어를 해석하고 실행하기 위한 제어 신호를 생성한다.

• 복잡한 시스템 설계: 복잡한 디지털 시스템에서 입력 신호를 해석하고 필요한 출력을 선택하는데 중요하다.

예시

2-to-4 디코더

• 입력
  00
  01
  10
  11

• 출력
  입력이 00이면 첫 번째 출력(출력 0) 활성화
  입력이 01이면 두 번째 출력(출력 1) 활성화
  입력이 10이면 세 번째 출력(출력 2) 활성화
  입력이 11이면 네 번째 출력(출력 3) 활성화

입력 | 출력
---------
00  | 0001
01  | 0010
10  | 0100
11  | 1000