Merhabalar!
Bu yazımızda RAM’imizin içindeki belirli adreslere erişmek için devremizde kullanacağımız Kod Çözücüleri ve Kodlayıcıları ele alacağız.
Kod Çözücüler ne işe yarar?
Bir Kod Çözücü kısaca: seçim elemanıdır.
Girişlerine ikilik tabanda verilen girdiye göre sadece bir çıkışını aktif eder. Örneğin 2 girişli ve 4 çıkışlı (2x4) bir Kod Çözücü aşağıdaki gibi çalışır:
00 -> 0
01 -> 1
10 -> 2
11 -> 3
2 Giriş, 4 Çıkışlı bir kod çözücünün çalışma şekli.
Gördüğünüz gibi burada decoderin(kod çözücünün) iç devre tasarımı yok, bize sadece giriş ve çıkış uçları olan bir devre elemanı olarak verilmiş.
Bu olaya abstraction yani soyutlama denir.
Çoğu zaman yaptığımız ve bir işlevi gerçekleştirebilen küçük devreleri her seferinde tekrardan çizmeyiz. Bir kere çizdikten sonra onları bir eleman haline getirip sonra çoğaltarak istediğimiz kadar kullanırız. (Bu düstur yazılımda da sıkça kullanılmaktadır)
Fakat biz yine de kendi decoderimizi de yapmayı öğrenebilmek adına içine bir göz atalım :)
Aslında gayet basit bir iç devresi var.
2x4 Kod Çözücünün içi.
Siz de kolayca çıkışlarımızın mantıksal durumlarını yazarak devreyi rahatlıkla bulabilirdiniz. Nitekim biz de öyle yaptık:
Y0= X1’.X0’ (00)
Y1= X1’.X0 (01)
Y2= X1.X0’ (10)
Y3= X1.X0 (11)
“İyi güzel de, bu RAM yaparken ne işimize yarayacak?”
Eğer yazılım ile uğraşıyorsanız, özellikle C/C++ gibi adreslemelerin (pointer) bolca kullanıldığı dillerde tanımladığınız değişkenlerin bir adresi olduğunu fark etmişsinizdir.
Bu adres genelde 0x123456 şeklinde onaltılık tabanda gösterilen bir sayı olur ve değişkeninizdeki verinin RAMinizde 0x123456 nolu bellek hücresinde tutulduğunu belirtir.
Mesela:
a isminde bir değişkenin RAM’deki bir hücrede saklanması.
İşte tam burada kod çözücüler devreye giriyor.
Bilgisayarda tüm işlemlerimiz İkilik (Binary) sistemde, yani 0 veya 1.
0x100002 nolu hücreye erişebilmek için örneğin 4GB’lik bir RAM’de 4,294,967,296 tane hücreden sadece 1 tanesini seçip okumamız/yazmamız gerek ve bunu ikilik sistemde çalışan işlemcimizden aldığımız bitler ile yapabilmeliyiz.
Kod Çözücüler ise seçim elemanlarıydı ve tam da aradığımız gibi; girişlerine ikilik sistemden bir sayı alıp, çıkışlarından sadece o sayıya karşılık gelen çıkışı aktif hale getiriyordu.
Bu şekilde eğer bir Kod çözücüye 2³² = 4,294,967,296 hesabıyla 32 giriş ve 4,294,967,296 farklı çıkış verirsek tüm hücrelere rahatlıkla erişebiliriz değil mi?
Aslında pek de sayılmaz :)
4,294,967,296 tane kabloyu teker teker bir hücreye bağlamak hem kablo, hem alan hem de işlem israfı olacaktır. Bu yüzden tek boyutlu olarak düşündüğümüz hücreleri adresleme işlemini iki boyutlu düşünmeliyiz. Yani 1 boyutlu bir dizi değil de, 2 boyutlu bir Matris olarak hücrelerimizi tutmalıyız.
2 boyutlu matris kullanarak daha az kablo kullanımını sağlamak.
4GB’lik bir RAM için ise 2³² şeklinde tek bir decoder yerine, 2⁸’lik 4 tane decoder kullanılabilir. Böylece kablo sayısı 4,294,967,296’dan 128’e düşüyor. Bu da bize 33 milyon kat daha az kablo kullanımı ile muazzam bir tasarruf sağlıyor.
Kod çözücüler de tamam!
Artık RAM yapabilmek için temel bileşenlerin çoğunun çalışma şeklini biliyoruz.
Şimdi geriye bu bileşenleri kullanarak bir RAM tasarlamak kaldı.
Bir sonraki yazımız olan 0 → RAM | 5) RAM Hücresi‘inde görüşmek üzere!