1.2 Синтез комбінаційних схем на мультиплексорах

Комутатором або мультиплексором називається комбінаційний пристрій, що має декілька входів і один вихід, призначене для комутації в бажаному

порядку сигналів з декількох вхідних шин на одну вихідну. За допомогою мультиплексора здійснюється тимчасове розділення інформації, що поступає по різних каналах. Комутатор можна уподібнити безконтактному багатопозиційному перемикачу.

Входи мультиплексора діляться на інформаційні, адресні і такі, що вирішують (що стробують). На інформаційні входи подається інформація, передаваєма на вихід мультиплексора. Адресні входи допомагають вибирати потрібний інформаційний вхід, а на дозволяющий вхід подається стробуючий сигнал, що вирішує підключення вибраного входу на один загальний або залежно від конструкції комутатора на два взаємноінверстних виходу.

Число інформаційних і адресних входів взаємозв'язане. Якщо число адресних входів n, то з їх допомогою можна комутувати 2ⁿ каналів, тобто число інформаційних входів 2^n, а дозволяющий вхід, як правило, один. За відсутності дозволяющого сигналу, тобто С=0, а в деяких мультиплексорах при С=1 зв'язок між інформаційними входами і виходом відсутній.

Наявність дозволяющого входу дозволяє синхронізувати роботу мультиплексора з роботою інших вузлів, а також нарощувати його розрядність.

Залежно від кількості інформаційних входів розрізняють комутатори: К4-1, К8-1 і До 16-1. Умовне графічне позначення комутатора К4-1 приведене на рис. 4.

Рисунок 4 – Комутатор К4 – 1

У даній курсовій роботі необхідно реалізувати функцію, задану аналітичним способом, залежну від п'яти змінних, таку, що має вигляд:

Синтез комбінаційних схем за допомогою комутаторів проводиться у декілька етапів:

1. Словесний опис роботи пристрою. У нашому випадку функція задана

аналітичним способом і словесного опису не потребує.

2. Складання таблиці істинності. Складемо для функції таблицю істинності. Для того, щоб її скласти спочатку необхідно, привести функцію до однієї з нормальних форм, тобто позбавитися від загальних і групових інверсій. В результаті такого перетворення початкова функція матиме вигляд:

№	Х1	Х2	Х3	Х4	Х5	F	B
0	0	0	0	0	0	0	B0=0
1	0	0	0	0	1	0
2	0	0	0	1	0	0	B1=0
3	0	0	0	1	1	0
4	0	0	1	0	0	0	B2=0
5	0	0	1	0	1	0
6	0	0	1	1	0	0	B3=x5
7	0	0	1	1	1	1
8	0	1	0	0	0	0
9	0	1	0	0	1	0
10	0	1	0	1	0	0
11	0	1	0	1	1	1

Таблиця істинності, складена по спрощеній функції, приведена в таблиці 2.

№	Х1	Х2	Х3	Х4	Х5	F	B
12	0	1	1	0	0	0
13	0	1	1	0	1	0
14	0	1	1	1	0	0
15	0	1	1	1	1	1
16	1	0	0	0	0	0
17	1	0	0	0	1	1
18	1	0	0	1	0	1
19	1	0	0	1	1	0
20	1	0	1	0	0	0
21	1	0	1	0	1	1
22	1	0	1	1	0	1
23	1	0	1	1	1	0

Таблиця 2

№	Х1	Х2	Х3	Х4	Х5	F	B
24	1	1	0	0	0	0
25	1	1	0	0	1	1
26	1	1	0	1	0	1
27	1	1	0	1	1	0

№	Х1	Х2	Х3	Х4	Х5	F	B
28	1	1	1	0	0	0
29	1	1	1	0	1	1
30	1	1	1	1	0	0
31	1	1	1	1	1	0

Комутатор К4-1 має два керівників входу А0 і А1 і чотири інформаційних В0, В1, В2 і В3; один стробуючий вхід С. Для подачі такого числа імпульсів на один інформаційний вхід комутатора необхідні додаткові елементи, що спричиняє за собою серію розрахунків (рис. 5).

Рисунок 5

Для реалізації на п’яти комутаторах К4-1 функції п’яти незалежних змінних необхідно:

1. на дозволений вхід кожного комутатора подати «1», крім шостого;

2. на адресні входи чотирьох комутаторів, як у попередній схемі подати змінні х₄ та х₃, на п’ятий – х₁х₂;

3. сигнали на інформаційних входах такі ж, як у схемі на чотирьох комутаторах.

4. виходи з Q₀ і Q₂ інвертуємо та подаємо сигнал на інформаційні входи та , а Q₁ та Q₃ на і ;

5. вихід з 5-го комутатора Q₄ інвертуємо.

Схема реалізації (рис. 6)

Рисунок 6