2.2. Мультиплексори і демультиплексори
Мультиплексором називається комбінаційний ЦА, який забезпечує комутацію на виході одного з декількох інформаційних вхідних сигналів відповідно до заданого коду на керуючих входах. Іноді мультиплексори називають комутаторами декількох входів на один вихід.
Н
Таблиця 2.6
А1
А0
С
Y
0
0
0
Х0
0
1
0
Х1
1
0
0
Х2
1
1
0
Х3
Рис. 2.8. УГП та таблиця істинності мультиплексора на чотири входи
Замість абревіатури MUX в УГП може використовуватися MS – мультиплексор-селектор.
Кожному інформаційному входу мультиплексора присвоюється двійковий порядковий номер (у даному випадку 00…11), який називається адресою. При подачі синхронізуючого імпульсу на вхід С мультиплексор вибирає один з інформаційних входів, адреса якого задається двійковим кодом на адресних входах А0, А1 і підключає його до виходу Y.
При відсутності синхронізуючого сигналу (відзначимо, що вхід С – інверсний, отже, його активне значення – нульове) зв’язок між інформаційними входами і виходом відсутній. Тому в таблиці 2.6, яка містить алгоритм функціонування мультиплексора, рядки для С = 1, (Y = 0) відсутні.
За таблицею 2.6 запишемо реалізовану ЛФ у ДДНФ:
.
Аналізуючи отриманий
вираз, можна помітити, що для кожного
входу Х
комбінації адресних сигналів А1,
А0
у мультиплексорі такі ж, як у дешифраторі
на два входи з одиничним активним рівнем
вихідного сигналу (див. табл. 2.3). Отже,
складовою частиною мультиплексора є
дешифратор адресних сигналів, що
забезпечує одержання адресних комбінацій
З урахуванням цього отримуємо схему,
що реалізовує потрібну ЛФ із застосуванням
дешифратора, яка зображена на рисунку
2.9.
Для збільшення розрядності даних, що передаються, використовують паралельне з’єднання мультиплексорів.
Мультиплексори, як і дешифратори, можуть застосовуватися для синтезу складних логічних пристроїв з метою зменшення кількості потрібних корпусів інтегральних мікросхем. На мультиплексорах з чотирма входами може бути реалізована будь-яка ЛФ трьох змінних, на мультиплексорах, що мають вісім входів – будь-яка ЛФ чотирьох змінних.
Демультиплексор – це комбінаційний ЦА, який забезпечує комутацію інформаційного вхідного сигналу на один з декількох виходів, відповідно до заданого коду на керуючих входах. Таким чином, демультиплексор виконує функцію, зворотну мультиплексуванню.
УГП (абревіатура DMS означає „демультиплексор-селектор”) і таблиця функціонування (табл. 2.7) демультиплексора з чотирма інформаційними виходами подані на рисунку 2.10. У цій же таблиці наведені ЛФ для всіх інформаційних виходів.
Рис. 2.9. Мультиплексор на основі дешифратора
Таблиця 2.7
А1
А0
D
Вихід
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
Рис. 2.10. УГП та таблиця істинності демультиплексора на чотири виходи
З порівняння таблиці 2.3 і таблиці 2.7 і аналізу ЛФ для виходів Y0…Y3 очевидно, що даний демультиплексор є також дешифратором із додатковим входом синхронізації D. Тому як демультиплексори використовують синхронні дешифратори, інформаційні входи яких виконують функцію адресних входів демультиплексора, а вхід синхронізації – функцію інформаційного входу.
Мультиплексори і демультиплексори широко застосовуються в автоматичному багатоканальному електрозв’язку для передачі цифрових сигналів. Багатоканальний електрозв’язок забезпечує організацію по одній лінії зв’язку великої кількості одночасно і незалежно діючих каналів. Формування і поділ цифрових сигналів у багатоканальних системах із часовим розподілом виконується за допомогою мультиплексорів і демультиплексорів. Спрощена схема, наведена на рисунку 2.11, ілюструє принцип такого формування і розподілу багатоканального сигналу.
Вхідні сигнали, кожний з яких являє собою деяку послідовність одиниць і нулів, по черзі передаються на вихід мультиплексора. Для кожного із сигналів відведений свій інтервал часу, ці інтервали не можуть перетинатися.
Рис. 2.11. Спрощена схема цифрового мультиплексорного каналу
На приймальному кінці за допомогою демультиплексора виконується розподіл сигналів. Очевидно, що в такій системі сигнали управління (адресації) і синхронізації повинні бути загальними як для мультиплексора-передавача, так і для демультиплексора-приймача.
Мультиплексори і демультиплексори разом з іншими комбінаційними пристроями (дешифраторами, шифраторами) використовуються для комутації каналів, опитування окремих пристроїв з метою виявлення змін у їхньому стані (цей процес прийнято називати скануванням пристроїв).