Obwody cyfrowe - multipleksery
Multiplexerjest układem kombinacyjnym, który ma maksymalnie 2 n wejść danych, „n” linii wyboru i jedną linię wyjściową. Jedno z tych danych wejściowych zostanie podłączone do wyjścia na podstawie wartości linii wyboru.
Ponieważ istnieje „n” linii wyboru, będzie 2 n możliwych kombinacji zer i jedynek. Zatem każda kombinacja wybierze tylko jedno wejście danych. Multiplekser jest również nazywany jakoMux.
Multiplekser 4x1
Multiplekser 4x1 posiada cztery wejścia danych I 3 , I 2 , I 1 i I 0 , dwie linie wyboru s 1 i s 0 oraz jedno wyjście Y.block diagram multipleksera 4x1 pokazano na poniższym rysunku.
Jedno z tych 4 wejść zostanie podłączone do wyjścia w oparciu o kombinację wejść obecnych w tych dwóch liniach wyboru. Truth table multipleksera 4x1 pokazano poniżej.
| Linie wyboru | Wynik | |
|---|---|---|
| S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | I 0 |
| 0 | 1 | I 1 |
| 1 | 0 | I 2 |
| 1 | 1 | I 3 |
Z tabeli Prawda możemy bezpośrednio napisać plik Boolean function na wyjściu, Y jako
$$ Y = {S_ {1}} '{S_ {0}}' I_ {0} + {S_ {1}} 'S_ {0} I_ {1} + S_ {1} {S_ {0}}' I_ {2} + S_ {1} S_ {0} I_ {3} $$
Możemy zaimplementować tę funkcję logiczną za pomocą inwerterów, bramek AND i bramek OR. Plikcircuit diagram multipleksera 4x1 pokazano na poniższym rysunku.
Z łatwością możemy zrozumieć działanie powyższego obwodu. Podobnie można zaimplementować multiplekser 8x1 i multiplekser 16x1, wykonując tę samą procedurę.
Wdrażanie multiplekserów wyższego rzędu.
Teraz zaimplementujmy następujące dwa multipleksery wyższego rzędu przy użyciu multiplekserów niższego rzędu.
- Multiplekser 8x1
- Multiplekser 16x1
Multiplekser 8x1
W tej sekcji zaimplementujmy multiplekser 8x1 przy użyciu multiplekserów 4x1 i multiplekserów 2x1. Wiemy, że multiplekser 4x1 ma 4 wejścia danych, 2 linie wyboru i jedno wyjście. Natomiast multiplekser 8x1 ma 8 wejść danych, 3 linie wyboru i jedno wyjście.
Więc potrzebujemy dwóch 4x1 Multiplexersw pierwszym etapie, aby uzyskać 8 wejść danych. Ponieważ każdy multiplekser 4x1 wytwarza jedno wyjście, wymagamy pliku2x1 Multiplexer na drugim etapie poprzez uwzględnienie produktów z pierwszego etapu jako nakładów i wytworzenie produktu końcowego.
Niech multiplekser 8x1 ma osiem wejść danych od I 7 do I 0 , trzy linie wyboru s 2 , s 1 i s0 oraz jedno wyjście Y.Truth table multipleksera 8x1 pokazano poniżej.
| Wybór wejść | Wynik | ||
|---|---|---|---|
| S2 | S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | I 0 |
| 0 | 0 | 1 | I 1 |
| 0 | 1 | 0 | I 2 |
| 0 | 1 | 1 | I 3 |
| 1 | 0 | 0 | I 4 |
| 1 | 0 | 1 | I 5 |
| 1 | 1 | 0 | I 6 |
| 1 | 1 | 1 | I 7 |
Możemy łatwo wdrożyć multiplekser 8x1 przy użyciu multiplekserów niższego rzędu, biorąc pod uwagę powyższą tabelę prawdy. Plikblock diagram na poniższym rysunku pokazano multiplekser 8x1.
To samo selection lines, s1 & s0są stosowane do obu multiplekserów 4x1. Wejścia danych górnego multipleksera 4x1 to I 7 do I 4, a wejścia danych dolnego multipleksera 4x1 to I 3 do I 0 . Dlatego każdy multiplekser 4x1 generuje wyjście w oparciu o wartości linii wyboru, s 1 i s 0 .
Wyjścia multiplekserów 4x1 pierwszego stopnia są stosowane jako wejścia multipleksera 2x1, który jest obecny w drugim stopniu. Innyselection line, s2 jest stosowany do multipleksera 2x1.
Jeśli s 2 wynosi zero, to wyjściem multipleksera 2x1 będzie jedno z 4 wejść od I 3 do I 0 w oparciu o wartości linii wyboru s 1 i s 0 .
Jeśli s 2 wynosi jeden, to wyjście multipleksera 2x1 będzie jednym z 4 wejść od I 7 do I 4 w oparciu o wartości linii wyboru s 1 i s 0 .
Dlatego cała kombinacja dwóch multiplekserów 4x1 i jednego multipleksera 2x1 działa jak jeden multiplekser 8x1.
Multiplekser 16x1
W tej sekcji zaimplementujmy multiplekser 16x1 przy użyciu multipleksera 8x1 i multipleksera 2x1. Wiemy, że multiplekser 8x1 ma 8 wejść danych, 3 linie wyboru i jedno wyjście. Natomiast multiplekser 16x1 ma 16 wejść danych, 4 linie wyboru i jedno wyjście.
Więc potrzebujemy dwóch 8x1 Multiplexersw pierwszym etapie, aby uzyskać 16 danych wejściowych. Ponieważ każdy multiplekser 8x1 wytwarza jedno wyjście, potrzebujemy multipleksera 2x1 w drugim stopniu, biorąc pod uwagę wyjścia pierwszego stopnia jako wejścia i wytwarzając ostateczne wyjście.
Niech multiplekser 16x1 ma szesnaście wejść danych I 15 do I 0 , cztery linie wyboru s 3 do s 0 i jedno wyjście Y.Truth table multipleksera 16x1 pokazano poniżej.
| Wybór wejść | Wynik | |||
|---|---|---|---|---|
| S3 | S2 | S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 | I 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | I 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | I 2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | I 3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | I 4 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | I 5 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | I 6 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | I 7 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | I 8 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | I 9 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | I 10 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | I 11 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | I 12 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | I 13 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | I 14 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | I 15 |
Możemy łatwo wdrożyć multiplekser 16x1 przy użyciu multiplekserów niższego rzędu, biorąc pod uwagę powyższą tabelę prawdy. Plikblock diagram multipleksera 16x1 pokazano na poniższym rysunku.
Plik same selection lines, s2, s1 & s0są stosowane do obu multiplekserów 8x1. Wejścia danych górnego multipleksera 8x1 to I 15 do I 8, a wejścia danych dolnego multipleksera 8x1 to I 7 do I 0 . Dlatego każdy multiplekser 8x1 generuje wyjście w oparciu o wartości linii wyboru, s 2 , s 1 i s 0 .
Wyjścia multipleksera 8x1 pierwszego stopnia są stosowane jako wejścia multipleksera 2x1 obecnego w drugim stopniu. Innyselection line, s3 jest stosowany do multipleksera 2x1.
Jeśli s 3 wynosi zero, to wyjście multipleksera 2x1 będzie jednym z 8 wejść Is 7 do I 0 w oparciu o wartości linii wyboru s 2 , s 1 i s 0 .
Jeśli s 3 wynosi jeden, to wyjście multipleksera 2x1 będzie jednym z 8 wejść od I 15 do I 8 w oparciu o wartości linii wyboru s 2 , s 1 i s 0 .
Dlatego cała kombinacja dwóch multiplekserów 8x1 i jednego multipleksera 2x1 działa jak jeden multiplekser 16x1.