2.6. Мультиплексоры и демультиплексоры.

Мультиплексор – цифровое устройство функционального назначения, предназначенное для подключения одного из входных каналов к выходу под воздействием управляющего (адресного) слова.

Входы мультиплексора делятся на две группы: информационные иадресные А. Код, задаваемый адресным словом, подключает соответствующий входк выходуF. Работа мультиплексора определяется следующим выражением

которое иногда называется мультипплексной формулой. При любом значении адресного кода все слагаемые, кроме одного, равны нулю. Иными словами, мультиплексор осуществляет коммутацию данных от нескольких источников на общую линию связи.

Схема мультиплексора 4х1 показана на рис. 2.10. Он включает четыре конъюнктора и один дизъюнктор. При отсутствии сигнала разрешения (Е=0) выходF имеет низкий уровень независимо от состояния других входов.

В сериях ИМС выпуска-ются мультиплексоры с размер-ностью не более 16х1.

При необходимости нара-щивание размерности мульти-плексоров производится за счёт построения пирамидальной структуры из нескольких мульти-плексоров. При этом первый ярус схемы образует столбец мульти-плексоров, число которых таково, чтобы получить нужное число информационных входов. Все мультиплексоры столбца управляются одним и тем адресным кодом с числом разрядов , составленным из младших разрядов общего адресного кода. Старшие разряды адресного кода, число которых равно-используются при адресации малоразмерного мультиплексора второго яруса, который обеспечивает поочерёдную работу мультиплексоров первого яруса на общий выход.

На рис.2.11 показана схема, реализующая функции мультиплесора 32х1 и построенная на мультиплексорах меньшей размерности.

Демультиплексоры – цифровые устройства функ-ционального назначения, вы-полняющие функцию, обрат-ную операции мультиплекси-рования- передают данные из одного общего входного канала на один из нескольких каналов – приёмников.

Многоразрядные демульти-плексоры составляются из нескольких одноразрядных. Условное обозначение де-мультиплексоров на примере демультиплексора размер-ностью 4х1 представлено на рис. 2.12.

Несложно заметить, что дешифратор со входом разрешения (см. п.2.4) будет работать в режиме демультиплексора, если на вход разрешения Е подавать инфор-мационный сигнал. Действи-тельно, при единичном значении этого сигнала адресация де-шифратора (подача адресного кода на его входы) приведёт к возбуждению соответствующего выхода, а при нулевом – нет, что и соответствует передаче информа-ционного сигнала на адресуемый выход. В связи с этим в сериях ИМС отдельные демультиплексоры могут отсутствовать, а дешифратор со входами разрешения часто называют дешифратором- демультиплексором.

2.7. Мультиплексор как универсальное логическое устройство

комбинационного типа.

Поскольку выходная функция мультиплексора в СДНФ представляет собой логическую сумму термов, то возможно его применение в качестве универсального логического устройства (УЛУ). Универсальность его состоит в том, что его можно настроить на любую функцию. Известно, что общее число функций аргументов выражается как 2²ⁿ. Первым способом решения задачи является фиксация некоторых входов мультиплексора.

Пусть число аргументов и требуется реализовать любую функцию этого числа аргументов. Для двоичного кода число комбинаций связана с разрядностью кодаm соотношением 2^m. Приравнивая число воспроизводимых функций к числу комбинаций кода настройки, имеем для числа двоичных разрядов соотношение . Полученному выражению отвечает соотношение между числом входом различного типа мультиплексоров. При этом на адресные входы следует подавать аргументы функции, а на информационные входы – коды настройки. Алфавитом настройки являются константы. Таким образом, при использовании мультиплесора 4х1, можно реализовать 2^m=4 логические функции. На рис.2.13 показан пример использования мультиплексора для реализации функции «исключающее ИЛИ» .