14.8. Мультиплексоры
Мультиплексорами (МС) называются входныекоммутирующиеузлы цифровой электронной техники, основной функцией которых является управляемое подключение к одному общему входу (например, сумматору, буферному регистру, дешифратору и т. д.) выходов одного из используемыхдатчиковдвоичной информации (регистров, счётчиков и т. д.). Другими словами, мультиплексоры позволяют принимать информацию, поступающую с разных направлений, обеспечивая её требуемую обработку (обслуживание). Поэтому иногда их называют селекторами – МС. Отличительным признаком выбора подключаемого датчика служит его адрес, заданный двоичным кодом. Разрядность этого кода (адреса)nограничивает количество выходов (не более 2n), которые МС может коммутировать с входом приёма сигналов. Распознавателями кода адреса выбранного датчика информации обычно служат дешифраторы, формирующие единичные сигналы только на одном из своих выходов, что и используется конъюнкторами коммутирующей схемы.
УГО мультиплексоров (MUX)
на структурных схемах показано на рис.
14.8.1, а функциональная схема МС для
варианта обслуживания четырёх датчиков
– на рис. 14.8.2.
Рис. 14.8.1. УГО
одноразрядного мультиплексора на 4
входа
Принцип работы МС рассмотрим на примере обработки i-го разряда 4 двоичных чисел, у которых в данном разряде соответственнох0i = 0;х1i = 1;х2i= 1 их3i= 0. При этом пусть коды адресов обрабатываемых чисел (КАn=а1а0) представлены двухразрядными двоичными числами: 00, 01, 10 и 11 соответственно. Кроме того, будем иметь в виду, что один из 3-х входов (на схеме – верхний) каждого ЛЭИкоммутационного набора схемы является информационным, а два других – адресными.
Рис. 14.8.2.Структурная
схема мультиплексора для
i-го
разряда 4 двоичных чисел
Тогда при запросе на обработку числа с кодом адреса (КА1) 01 (n= 1) МСi-го разряда подсоединит к выходной шинеуiвходную шинух1i, т. е. на выходе МС будет действовать сигналуi=х1i= 1. Это несложно установить, анализируя состояние элементов схемы по жирным линиям, обозначающим действие единичных сигналов. В рассматриваемом случае только у ЛЭИс номером 4 произошло совпадение действий единичных сигналов на всех его трёх входах, поэтому он сформировал на своём выходе сигнал кода 1. Этот сигнал через ЛЭИЛИ с номером 7 узла разделения выходов (УРВ) и поступит в соответствующую кодовую шину чисел (КШЧ) как выходной сигнал МС.
Работу МС можно описать и с помощью таблиц истинности, данные которой для рассматриваемого случая приведены в табл. 14.8.1.
На основании анализа данных табл. 14.8.1 можно связать значение выходной функции с входными аргументами следующим логическим выражением:
Таблица 14.8.1
Таблица истинности
i-го
разряда МС на 4 входа
Код
Код
Код
Код
0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
Важным направлением применения МС является реализация с их помощью логических функций любой сложности в СБИС программируемой логики. Правда для этого приходится изменять назначение и коммутацию входов МС. Например, из МС, схемы которого показаны на рис. 14.8.1 и 14.8.2, можно построить логический автомат, реализующий функцию «сумма по модулю 2»: сигнал 1(значение функцииF) формируется на выходе только в случае неравенства значений аргументов (х1 ≠ х2).