11.3. Мультиплексор и его синтез

Мультиплексор – это устройство, подключающее единственный выходной канал к одному из входов в зависимости от управляющего сигнала, заданного двоичным кодом. Мультиплексор позволяет производить прием сигналов с различных направлений.

Мультиплексор имеет n-информационных входов и m- адресных (управляющих) входов и один выход. Он предназначен для адресной коммутации одного из n входных сигналов к выходу в зависимости от m-разрядного позиционного кода на адресных входах.

Разрядность m адресного сигнала определяет количество входов 2m , с которых мультиплексор позволяет осуществить прием информации. Адресом является m-разрядный позиционный код. В случае двоичного кода должно выполняться соотношение 2m ≥ n. Для большинства мультиплексоров, как правило, характерно 2m = n.

x0

Мульт.

A0

Am-1

Рис. 11.9. Представление мультиплексора в общем виде на уровне черного ящика

Синтезируем мультиплексор на четыре информационных входа, то есть n = 4. Соответственно, количество адресных входов m = 2, так как для мультиплексора имеет место соотношение 2m = n. Синтез мультиплексора будем осуществлять по схеме, представленной на рис. 11.1.

140

1.Начало.

2.Представим мультиплексор на уровне черного ящика с детализацией его до входов и выходов (рис. 11.10).

Рис. 11.10. Представление мультиплексора на 4 информационных входа на уровне черного ящика

3. При поступлении на адресные входы двоичного кода на выход у передается логическое значение того информационного сигнала, номер которого однозначно связан

сдвоичным кодом, поступившим на адресный вход.

4.Работа мультиплексора описывается одной функцией y. Составим таблицу истинности, отражающую закон функционирования мультиплексора (табл. 11.3).

Таблица 11.3

В табл. 11.3 символом «*» обозначены логические значения входных сигналов. Для синтеза мультиплексора нам безразлично, какие значения 0 или 1 поступают на информационные входы мультиплексора. Соответственно под символом «*» понимаются логические значения 0 или 1.

5-6. Воспользовавшись табл. 11.3, составим СДНФ функции выхода мультиплексора.

7. Синтезируем мультиплексор в элементном базисе И, ИЛИ, НЕ (рис. 11.11). Функция (11.4) реализуется четырьмя конъюнкторами и одним дизъюнктором.

&

&

Рис. 11.11. Схема мультиплексора на 4 входа

8. Конец.

На рисунке 11.12 представлено условное графическое обозначение мультиплексора.

142

Am-1

Риc. 11.12. Условное графическое обозначение мультиплексора

11.4. Синтез демультиплексора (распределителя)

Демультиплексором называют устройство, в котором сигналы с одного информационного входа поступают в требуемой последовательности к нескольким выходам в зависимости от кода на адресных шинах.

Демультиплексор предназначен для адресной передачи логического значения с одного единственного информационного входа на один из k выходов, номер которого однозначно определяется кодом на адресных входах (рис. 11.13). Число

выходов определяется соотношением k = 2m , где m – число адресных входов.

x Демульт. y0

Рис. 11.13. Представление демультиплексора в общем виде на уровне черного ящика

143

Синтезируем демультиплексор на четыре выхода. Соответственно, количество адресных входов m = 2,так как для демультиплексора имеет место соотношение k = 2m. Синтез демультиплексора будем осуществлять по схеме, представленной на рис. 11.1.

1.Начало.

2.Представим демультиплексор на уровне черного ящика с детализацией его до входов и выходов (рис. 11.14).

Рис. 11.14. Представление демультиплексора на 4 выхода на уровне черного ящика

3.При поступлении на адресные входы двоичного кода на один из выходов демультиплексора передается логическое значение информационного сигнала, при этом номер выхода однозначно связан с двоичным кодом, поступившим на адресный вход.

4.Работа демультиплексора описывается четырьмя функциями. Составим таблицу истинности, отражающую закон функционирования демультиплексора (табл. 11.4).

В табл. 11.4 символом «*» обозначены логические значения входного сигнала. Для синтеза демультиплексора нам безразлично, какие значения 0 или 1 поступают на информационный вход демультиплексора. Соответственно под символом «*» понимаются логические значения 0 или 1.

5-6. Воспользовавшись табл. 11.4, составим СДНФ функций выхода демультиплексора.

y = x A1 A0

y = x A1 A0 y = x A1 A0

7. Синтезируем мультиплексор в элементном базисе И, ИЛИ, НЕ (рис. 11.15). Функции (11.5) реализуются четырьмя конъюнкторами.

A1 A0 x

1 1

Рис. 11.15. Схема демультиплексора на 4 выхода

8. Конец.

145