Мультиплексоры.

Мультиплексоры используют для подключения нескольких входных шин к одной выходной, либо для выдачи констант на выходную шину.

A(0:3)

5₁₀

В(0:3)

C(0:3)

Пусть мультиплексор должен осуществлять следующие передачи информации в шину А. В этом случае работу мультиплексора можно описать таблицей.

Управл. Сигнал	Микрооперация	Сигналы на шине
		А0	А1	А2	А3
У1 У2 У3	A:=510 A:=B A:=C	0 B(0) C(0)	1 B(1) C(1)	0 B(2) C(2)	1 B(3) C(3)
В остальных случаях		0	0	0	0

В соответствии с таблицей сигналы на шине А опишутся булевыми функциями:

А(0) = У₂В(0) + У₃С(0)

А(1) = У₁+ У₂В(1) + У₃С(1)

А(2) = У₂В(2) + У₃С(2)

А(3) = У₁ + У₂В(3) + У₃С(3)

По булевым функциям построим комбинационную схему мультиплексора:

& 1

&

& 1

&

B(0) B(2)

Y2

C(0) Y2

A(0) A(2)

C(2)

Y3 Y3

& 1

&

& 1

&

B(3)

A(3)

B(1) A(1)

C(3)

C(1)

Y1

В интегральных системах элементах предусмотрены специальные элементы – мультиплексоры. Условное графическое обозначение (УГО) мультиплексора на 8 входов приведено на рис.

Здесь:

D₀- D₇ - информационные входы мультиплексора

S₀, S₁, S₂ - управляющие входы мультиплексора, обеспечивающие подключение одного из информационных входов D₀- D₇ к выходу F.

F - вsход мультиплексора

C - управляющий вход, разрешающий выдачу информации из мультиплексора на выход F.

Мультиплексоры в интегральном исполнении осуществляют обычно подключение 8 или 16 линий на одну.

Выбор подключаемой линии производится встроенным дешифратором, соответственно с 3 или 4 входами. (S₀, S₁, S₂).

D0 мх

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

F

S0

S1

S2

C

Передача бита с выбранной входной шины на выход F производится по сигналу «С» ( синхросигнал).

Каждый такой мультиплексор обслуживает только один разряд выходной шины. Для n- разрядной выходной шины потребуется n подобных микросхем.

Пример синтеза операционного элемента.

Регистры применяют для хранения слов и выполнения микроопераций сдвига.

Dl RG

D0 F0

D1 F1

D2 F2

D3 F3

DR

C

S1

S2

Xl

C0

C1

C2

C3

X0

X1

X2

X3

DR

На рис. приведено УГО 4-х разрядного универсального регистра.

D₀- D₃ - входы для занесения информации в регистр.

С - динамический синхровход, разрешает занесение или сдвиг информации (прямой вход – по положительному перепаду, инверсный – по отрицательному ).

S1 , S2 - входы управления микрооперациями.

F₀ – F₃ - выходы регистра

D_L и D_k - вдвигаемые биты (D_L – левый, D_k – правый)

Работа регистра описывается таблицей.

Режим	Управляющие входы		Выходы
			F0	F1	F2	F3
	S1	S2
Запись Сдвиг влево Сдвиг вправо хранение	1 1 0 0	1 0 1 0	Х0 F1 FL F0	X1 F2 F0 F1	X2 F3 F1 F2	X3 SR F2 F3

Обычно в одном корпусе интегральной схемы (ИС) размещают 4-х или 8-разрядный регистр. Для построения регистров разрядностью 4n и 8n можно объединять n таких корпусов ИС.

Dl RG

D0 F0

D1 F1

D2 F2

D3 F3

DR

C

S1

S2 1

Dl RG

D0 F0

D1 F1

D2 F2

D3 F3

DR

C

S1

S2 2

x_l1 x_l2

x₀ c₀ x₄ c₄

x₁ c₁ x₅ c₅

x₂ c₂ x₆ c₆

x₃ c₃ c₇

x₇

x_R

x_R2

си

s1

s2

Пример: Разработать на базе универсального регистра операционный элемент, работа которого задана сокращенной таблицей.

Управляющий сигнал	Микрооперация	Входы				Выходное слово
		S1	S2	XL1	XR2	C0	C1		CK
Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9	С:=X С:=R1(0.K) С:=R1(C0.C) С:=R1(C7.C) С:=(C.0) С:=L1(C.C0) С:=C(1:7):=L1(C(1.7).0)	1 0 0 0 1 1 1	1 1 1 1 0 0 0	0 0 C0 C7 0 0 0	0 0 0 0 0 C0 0	X0 0 C0 C7 C1 C1	X1 C0 C0 C0 C2 C2
В остальных случаях		0	0	0	0	0	0	0	0

На основании таблицы получим систему булевых функций:

Структурная схема ОЭ:

S₁ = Y₃ + Y₇ + Y₈

S

Рг

₂ = Y₃ + Y₄ + Y₅ + Y₆ Х

X_L1 = Y₅*C₀ + Y₆*C₇

X

СхУ

_R2 = Y₈*C₀ у3

С

У4 S₁S₂

У5 X_L1 X_R2

У6

У7

У8

Построим комбинационную схему управления регистром СхУ.

1

1

Y₃ Y₃

С

Y₆

Y₅

Y₆

₀

Y₇ S₁ S₂

С₇

У₃ Y₈

У₄

У

&

₅ Y₈

У

& 1

&

₆ X_R2 Y₅

У₇ С₀

C₀ X_L1

У₈ Y₆

C₇