6.Мультиплексоры и их назначение. Уго. Увеличение разрядности мультиплексоров. Реализация фал на мультиплексоре.

Мультиплексор реализует некоторая комбинационная схема (мультиплексорная схема), которая будет иметь n входов адреса (на которые будут подаваться сигналы x1,..., xn ), 2ⁿ входов DI - Data Input (вход данных -информационный сигнал) и один выход DO - это Data Out (выход данных - информационный выход). По существу, эта схема коммутирует 2ⁿ входных каналов на выходной канал.

Номер коммутируемого канала будет определяться набором сигналов x1,..., x_n . Запишем функцию, реализуемую мультиплексором:

Мультиплексор выполняет функцию, обратную демультиплексору. Там у нас один вход коммутируется на один из 2n выходов, а здесь, наоборот - 2n входов коммутируется на один выход.

Из той функции, которую выполняет мультиплексор, понятна его реализация в схеме. Допустим, имеем мультиплексор на два входа и один выход:

D I₀ - первый информационный вход. DI₁ - второй информационный вход. При подаче 0 на адресный вход X1,на выход DO будет передаваться сигнал с первого информационного входа DIo; при подаче 1 - со второго информационного входа DI₁.

Аналогично рассмотрим мультиплексор, имеющий четыре информационных входа (адресных входа два - x1и x2) и один выход:

Первый элемент имеет адрес 00 ( x1=0 , т.е. x1 ; и x2=0 , т.е. x2 ); второй - 01; третий 10; четвёртый - 11.

Мультиплексоров существует достаточно большое разнообразие. Например, типичный мультиплексор, имеющий 8 входов и один выход - это мультиплексор типа 155КП5.

УГО: (см. рисунок 4)

Н а основное поле ставится обязательно "MUX" - т.к. это мультиплексор. Имеется так же поле DI – поле информационных входов. Нумеруются информационные входы по номерам наборов. Так же – имеется адресное поле; в адресном поле указываются веса соответствующих разрядов (весовые коэффициенты). А на выходе, в данном случае, стоит инверсия. То есть при коммутации какого-то сигнала DIi, будет передаваться на выход инверсия этого сигнала.

Мультиплексор коммутирует на выход один из информационных входов.

E - вход разрешения.

Между n (количество информационных входов) и k (количество адресных входов) существует зависимость: максимальное количество входов данных n=2^k; количество адресных входов k=log₂n

Увеличение разрядности мультиплексоров

А если у нас есть только элемент КП2? Нам нужно построить мультиплексор общий, чтобы он имел один выход. И на нём реализовать функцию. Как на базе элемента КП2 (4→1)х2 построить 8→1 ? Прежде всего, должен быть объединяющий элемент. Какой это будет элемент, зная работу мультиплексора? Элемент "ИЛИ" (1).

А как нам поступить с E входами (входами разрешения), если их два? Нужно сделать так, чтобы работал либо один, либо второй - следовательно, между ними надо поставить инвертер:

Если будет 0 - работает верхняя половина; будет 1 - работает нижняя половина. А что будет на выходе того, который не работает? Ноль. А чтобы разрешить второму проходить при нуле? Поэтому соединяющий элемент должен быть, конечно "ИЛИ".

П ри таком соединении E - окажется старшим адресным разрядом (в данном случае, A2).

То есть мы реализовали схему следующего мультиплексора: