مشفر

المشفر تعبير عن دارة إلكترونية أومنطقية أوحتى برنامج وظيفته تحويل المعلومات من نسق ما إلى نسق آخر لغرض الالتزام بالمعايير، السرية، ضغط البيانات أوالأمان.

تقوم المشفرات بعمل معاكس لعمل فاكات الشيفرة.فهي تستقبل على مداخلها مستويات منطقية تتصف بأن واحد منها فقط يتميز عن البقية في أي وقت كان (كالمستويات التي نحصل عليها من مخارج فاك الشيفرة) ويتم توليد شيفرة على المخارج لكل مدخل متميز. تحتوي الأنظمة الرقمية عادة على عناصر تقوم بتوليد إشارات يمكن اعتبارها طلبا لاتخاذ إجراءات معينة أي طلب خدمة service to request كما يمكن حتى تحتوي على عناصر يمكنها تحقيق هذا الطلب أي (خدمة الطلب) service the request. فمثلا إذا زود خزان للماء بآلية تسبب تشغيل مفتاح عندما يصبح مستوى الماء عالياً ووصل هذا المفتاح بخط موجود في الحالة العادية في المستوى المنطقي (صفر) وحين عمل المفتاح في المستوى المنطقي (واحد)أمكن اعتبار انتنطق المستوى المنطقي لهذا الخط من الصفر إلى الواحد طلباً للخدمة.كما أمكن اعتبار إغلاق مجرى الماء خدمة لهذا الطلب. غالباً ما توجد في الأنظمة الرقمية عدة خطوط طلب خدمة وعدة عناصر خدمة ولتمييز هذه العناصر عن بعضها يخصص لكل منها عنوان يتم استخدامه من قبل المشفر عند الانتقاء. يستخدم المشفر عادة طلب الخدمة كمداخل بينما تعطي مخارجه عنوان العنصر الذي سيقوم بالخدمة. وبما حتى المشفر يميز في أي لحظة حالة واحدة فقط فمن الممكن خدمة طلب واحد فقط في أي وقت.وفي الحالة التي يتم فيها توليد أكثر من طلب للخدمة تتم خدمة هذه الطلبات بتحديد أفضليات لكل من خطوط طلب الخدمة حيث يقوم المشفر بتوليد عنوان عنصر الخدمة ذوالأفضلية الأولى وعند الانتهاء من خدمة هذا الخط يصبح مستواه المنطقي (صفر) ويتم الانتنطق إلى الخط ذوالأفضلية التالية إلى غير ذلك. ومشفرات الأولوية قد تكون بأربعة مداخل أوثمانية مداخل أوأكثر. ولنخط جدول الحقيقة لمشفر أولوية من نظام عشري إلى ثنائي له ثمانية مداخل وأربع مخارج:

حيث نلاحظ حتى القاعدة المعتمدة في الجدول التالي هي:أن الدخل ذوالقيمة الأعلى هوالدخل الفعال. وكمثال أخر على مشفر الأفضلية نورد المشفر(9318) المنتج من شركة Texas instrument وكما هوملاحظ جميع الداخل والمخارج وخطوط التحكم لها مستوى فعال منخفض.تتقبل هذه الدارة ثمانية مداخل (I0'…..I7') ولها ثلاثة مخارج(A0',A1',A2') يمكن حتى تولد(2^3=8) عنوان ومدخل تحكم واحد (EI'). ونظراً لتعدد بوابات ANDوأوالمستخدمة في الدارة السابقة ولتوضيح الرسم تم رسم مدخل واحد فقط ووضع فوقه خط مائل يمثل عدد الخطوط الحقيقية كما تم تتميم المداخل لأنها فعالة عند المستوى المنخفض. يتم تشغيل المشفر عندماقد يكون المدخل (EI') منخفضاً ويتم توقيفه عندماقد يكون عالياً (EI'=High) وفي هذه الحالة تصبح جميع مخارج المشفر في مستوعال بغض النظر عن مستويات المداخل.عندما يعمل المشفر ويكون المدخل (I7') منخفضاً تكون المخارج (A2'A1'A0'=LLL=7) بغض النظر عن مستويات المداخل وعندما (I6'=L)تكون المخارج (A2'A1'A0'=LLH=0) على حتى لاقد يكون المدخل (I7') في مستوى منخفض وبغض النظر عن بقية المداخل إلى غير ذلك. أي عندماقد يكون مدخلان أوأكثر في مستومنخفض يتم تشفير المدخل ذوالأفضلية الأولى ويتم إهمال بقية المداخل. وعندماقد يكون المخرج (EO') منخفضاً يشير المشفر إلى عدم وجود طلب للخدمة أي حتى جميع المداخل في مستوعال لا يشير إلى وجود طلب لأن (EO') يصبح عالياً أيضاً عندماقد يكون (EI') عالياً لذا زود المشفر بمخرج إضافي (GS') ليشير إلى وجود خدمة عندما يصبح منخفضاً. من الممكن تشكيل مشفر أفضلية بستة عشر مدخلاً وذلك بوصل مشفرين بثمانية مداخل.كما يمكن تشكيل مشفرات بمداخل أكثر وذلك بوصل أكثر من مشفرين وعندماقد يكون خط التحكم (Enable')عالياً يوقف عمل المشفر كاملاً وتصبح المخارج عالية أما حينما يعمل المشفر فإن العنوان(A3',A2',A1',A0')على المخرج يشير إلى المدخل ذوالأفضلية الأولى والموجود عندها في مستومنخفض.وكما هوواضح من الشكل المدخل (I15') هوالمدخل ذوالأفضلية الأولى لأنه طالما كونه منخفضاً فإن المخارج (A3'A2'A1'A0') تكون منخفضة وتساوي (LLLL=15) بغض النظر عن بقية المداخل. ---

المشفرات

تعمل دارة المشفرعمل معاكس لدارة فاك الشيفرة إذ تستقبل على دخلها عدة إشارات تتميز بأن واحد منها فعال فقط.والمشفرات لها2^n مدخل وخرجها قيمة مؤلفة من n خانة بعكس فاكات الشيفرة تماماً.وذلك بالاعتماد على قيمة ولج واحدة لها القيمة 1. المشفر من أربعة إلى 2 وشكله التخطيطي ممثل في الشكل 1. لاحظ بأن هناك خرج ثالث وهوV ويمييز فيما إذا كان أحد المداخل فعّال وكما هومشروح في الشكل 1.(a) حيث حتى المستقر يعطي قيمة 00=S1S0 في حالتين إما الدخل(L0) فعّال أولا يوجد أي مدخل على الإطلاق.والإشارة V تمييز هاتين الحالتين.

الشكل 1 : مشفر أربعة إلى 2 (a)هوبنيته الداخلية و(b) يمثل شكله التخطيطي مع تفعيل بالمستوى المرتفع.

مثلاً: إذا كان كلا المدخلين في المستوى المرتفع فإن خرج المشفر سيكون S1S0 = 11 والتي لا تمثل أي مدخل. وعندماقد يكون بالإمكان وجود أكثر من مدخل في حالة مستوى مرتفع تستخدم أنواع أخرى من المشفرات. تدعى مشفرات الأولوية. يعمل مشفر الأولوية مثل المشفر العادي باستثناء حالة واحدة وهي عندماقد يكون أكثر من مدخل فعّال فإن قيمة الخرج يفترض أن توافق المدخل الفعّال ذوالقيمة الأعلى.

مثلاً: إذا كانت المداخل (3,2,1,0) فعّآلة فإن الخرج يفترض أنقد يكون S1S0 = 11 موافقاً للمدخل 3. هناك شكلين ممكنين لدارة المشفر الأولوية 4-to-2(بدون إشارة تمكين)مشروح في الشكل 2, مع جداول الحقيقة المرافقة له.

الشكل 2: تمثيلان لمشفر أولوية أربعة إلى 2 الأول يلغي تفعيل المدخل إذا تم تفعيل مدخل أعلى منه وهذا يضمن بأنه لن يتم تمرير أكثرمن قيمة ولج إلى المشفر والذي يمكن حتىقد يكون له نفس شكل المشفر العادي، والثاني يمرر جميع قيم الدخل إلى دارة التشفير ولكن تم تعديل دارة الدخل لتمرير الدخل ذوالأفضلية العليا.

مثلا: الدخل (1) يوضع القيمة S0 إلى 1 إذا كان الدخل 2 غير فعّال وقد تم تعديل هذه الدارة إلى الوضع الأمثل لاختصار حالات الأفضلية التي لا أهمية لها. في هذه الدارة S1 = 1 عندما تكون input2 في المستوى المرتفع حتى لوكان input3 في المستوى المرتفع, حيث كلاهما يحتاج حتىقد يكون S1 = 1

المصادر

^ "Binary Encoders And Their Applications". Electronics Hub (باللغة الإنجليزية). 2015-06-29. مؤرشف من الأصل في 20 نوفمبر 2017. اطلع عليه بتاريخ 01 مايو2017.