Bộ giải mã và giải mã kỹ thuật số

Bộ phân kênh kỹ thuật số-thường được gọi đơn giản là "demux"-là mô-đun chức năng cốt lõi trong hệ thống mạch kỹ thuật số và truyền thông kỹ thuật số. Chức năng chính của nó là lấy nhiều tín hiệu đầu vào kỹ thuật số đã được kết hợp thành một luồng tín hiệu duy nhất thông qua ghép kênh phân chia theo thời gian-và tách chúng lại thành nhiều tín hiệu đầu ra độc lập theo quy tắc ghép kênh ban đầu; chức năng của nó là nghịch đảo của bộ ghép kênh.

Trong hệ thống truyền thông kỹ thuật số, để tăng cường việc sử dụng kênh, đầu phát thường sử dụng công nghệ ghép kênh để kết hợp nhiều tín hiệu kỹ thuật số tốc độ thấp thành một tín hiệu tốc độ cao duy nhất để truyền qua một kênh. Ở đầu nhận, bộ tách kênh kỹ thuật số sẽ tách tín hiệu, khôi phục từng thành phần về trạng thái độc lập ban đầu trước khi định tuyến chúng đến các mô-đun xử lý xuôi dòng khác nhau, từ đó hoàn thành quá trình truyền tín hiệu từ đầu đến cuối. Trong lĩnh vực mạch điện, bộ phân kênh kỹ thuật số cũng thường được sử dụng làm thiết bị logic tổ hợp, có cấu trúc lõi bao gồm các đường đầu vào, một thiết bị đầu cuối kích hoạt và các đường đầu ra. Một cấu hình chung-có đầu vào *n* và 2ⁿ đầu ra-sử dụng tín hiệu địa chỉ bit *n*{10}}để chọn một thiết bị đầu cuối đầu ra cụ thể, định tuyến tín hiệu đầu vào đến đầu ra được chỉ định đó trong khi giữ cho các đầu ra khác không hoạt động; loại này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như giải mã địa chỉ bộ nhớ và phân phối dữ liệu.

Bộ giải mã cũng là thiết bị logic kỹ thuật số cơ bản. Chức năng cốt lõi của chúng là chuyển đổi tín hiệu đầu vào được mã hóa trở lại thành tín hiệu trạng thái hoặc điều khiển ban đầu mà chúng đại diện; về cơ bản, chúng giải mã và dịch thông tin được mã hóa, khôi phục các tín hiệu đã nén hoặc mã hóa về trạng thái có thể nhận dạng được. Bộ giải mã có thể được phân loại thành hai loại chính dựa trên kịch bản ứng dụng của chúng: Loại thứ nhất bao gồm các bộ giải mã logic tổ hợp-có mục đích chung được sử dụng trong các mạch kỹ thuật số. Những chức năng này tương tự như các bộ phân kênh-có mục đích chung; một ví dụ điển hình là bộ giải mã nhị phân, lấy mã nhị phân n-bit làm đầu vào và tạo ra 2ⁿ tín hiệu đầu ra độc lập. Mỗi mã đầu vào tương ứng với một chân đầu ra hoạt động duy nhất-trong khi tất cả các đầu ra khác vẫn không hoạt động-khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc giải mã địa chỉ và lệnh. Trong hệ thống máy tính, bộ giải mã địa chỉ sử dụng mã địa chỉ bộ nhớ do CPU gửi để chọn các ô nhớ cụ thể cho hoạt động đọc/ghi, trong khi bộ giải mã lệnh dịch mã lệnh máy được lưu trong thanh ghi thành tín hiệu điều khiển điều khiển CPU thực hiện các hoạt động tương ứng. Ngoài ra, bộ giải mã thập phân BCD{12}}thành{13}}thông thường chuyển đổi đầu vào BCD 4{15}}bit thành tín hiệu đầu ra biểu thị mười chữ số thập phân; chúng thường được sử dụng để điều khiển màn hình kỹ thuật số, chẳng hạn như màn hình bảy đoạn, cho đầu ra số.

Loại thứ hai bao gồm các bộ giải mã chuyên dụng được sử dụng trong truyền thông và xử lý dữ liệu, được thiết kế để xử lý các tín hiệu đã trải qua quá trình mã hóa hoặc nén kênh. Các ví dụ bao gồm bộ giải mã kênh: trong giao tiếp kỹ thuật số, bộ phát thêm mã kiểm tra dự phòng để tạo mã hóa sửa lỗi, từ đó nâng cao độ bền của tín hiệu; bộ giải mã kênh của máy thu sau đó thực hiện xác minh và sửa lỗi để khắc phục lỗi truyền và cải thiện độ tin cậy. Các ví dụ khác bao gồm bộ giải mã video và âm thanh, giúp giải nén dữ liệu được mã hóa trở lại thành tín hiệu âm thanh và video thô có thể phát được; bộ giải mã H.265 và MP3 thông thường thuộc loại bộ giải mã chuyên dụng này.