Encoder와 Decoder

1. Encoder

• Encoder는 2^n bit 크기를 갖는 데이터를 입력받아 n bit 크기를 갖는 데이터로 변화시켜 출력시켜 주는 논리 회로
• Encoder는 주로 두 가지 주요 목적으로 사용된다.
  - 데이터 암호화 : 데이터를 안전하게 보호하기 위해 원본 데이터를 암호화된 형태로 변환
  - 데이터 암축 : 데이터를 압축시켜 데이터 공간 절약 및 데이터 전송의 효율성을 증가

 

 

1.1. 4 - to - 2 Encoder

• 아래 그림은 4 - to -2 인코더의 진리표이다.
• 4bit 크기의 데이터를 입력받아 사전에 인코더와 디코더간에 약속된 암호화에 따라 데이터를 2bit 크기의 데이터로 압축시켜 출력으로 내보낸다.

(왼) 4 to 2 encoder의 블록도, (오른) 4 to 2 encoder의 진리표

 

• 위 진리표를 토대로 출력값, Q1, Q0에 대한 논리식을 세운 뒤, 논리식을 토대로 논리회로를 구성하면 다음과 같다.

출력값 Q1, Q2 의 논리식

4-to-2 인코더

4-to-2 encoder의 Simulation 화면

 

 

 

2. Decoder

• Decoder는 암호화된 n bit 크기의 데이터를 입력받아 Decoding 작업을 거쳐 2^n bit 크기를 갖는 데이터를 출력으로 내보낸다.
• Decoder는 encoder와 짝을 이루어 상호간에 약속된 진리표를 가지고, encoder에 의해 압축 및 암호화된 데이터를 원래의 크기을 갖는 데이터로 복원하는 역활을 수행한다.

 

 

 

 

2.1. 2 - to - 4 Encoder

• 아래 그림은 2 - to -4 디코더의 진리표이다.
• 2bit 크기를 갖는 암호화된 데이터를 입력 받아 4bit 크기를 갖는 원래의 데이터로 복원시켜 출력으로 내보낸다.
•  

(왼) 2 to 4 decoder의 블록도, (오른) 2 to 4 decoder의 진리표

• 위 진리표를 토대로 출력값, Y0, Y1, Y2, Y3 에 대한 논리식을 세운 뒤, 논리식을 토대로 논리회로를 구성하면 다음과 같다.

(왼) 출력값들의 논리식 간소화, (오른) 논리식을 토대로 2-to-4 decoder의 논리 회로

PSpice를 통해 구현한 2-to-4 Decoder

2-to-4 decoder의 Simulation 화면

 

 

 

3. 정리

• Encoder : 2^n 비트 크기의 데이터를 입력받아서 n 비트 크기의 데이터로 변환하여 출력으로 내보내는 논리회로
• Decoder : 암호화된 n 비트 크기의 데이터를 입력받아서 2^n 비트 크기의 데이터로 복원하여 출력으로 내보내는 논리회로
• Encoder와 Decoder는 짝을 이루어 동작하며, 사전에 정의된 진리표 및 압축, 암호 규칙에 따라 동작한다.
• Encoder와 Decoder는 주로 다음 목적으로 사용된다.
  - 데이터 암호화 : 데이터를 안전하게 보호하기 위해 데이터를 암호화하는 작업에 사용
  - 데이터 압축 : 데이터를 압축하여 저장 공간을 최소화, 데이터 전송을 효율적으로 전송하기 위해 사용