Мультиплексоры. 
Наноэлектроника и схемотехника

Мультиплексор (коммутатор данных) — комбинационная схема, которая в зависимости от адреса (S₀,…" S_n_!) коммутирует соответствующий вход на единственный выход (рис. 19.6). Мультиплексор обеспечивает передачу информации, приходящую по нескольким линиям связи на одну выходную линию в соответствии с заданным адресом.

Рис. 19.6. Мультиплексор 4 в 1

Мультиплексоры широко применяются для.

• • селекции (выбора) сигналов, приходящих по различным линиям связи;
• • преобразования параллельного кода в последовательный;
• • построения схем сравнения кодов (последовательное сравнение);
• • для реализации логических функций.

Алгоритм работы мультиплексора с 4-я входными линиями (мультиплексора 4 в 1) представлен в таблице 19.4.

Таблица 19.4

Логика работы мультиплексора 4 в 1.

По таблице определяется логическое уравнение такого мультиплексора:

Возможна коммутация из 4 в 1, из 8 в 1, из 16 в 1 и т. д. В общем случае, если п — число адресных входов, а М = 2^п — максимальное коли;

Рис. 19.7. Общий вид мультиплексора

чество входных линий (рис. 19.7), то уравнением для мультиплексора «из М в 1» будет:

где т, — минтерм л-адресных переменных (л = og₂M), — информация, приходящая на t-ую входную линию связи. Мультиплексирование можно выполнять пирамидальным каскадированием мультиплексоров.

Двухкаскадный мультиплексор. Пример мультиплексирования из 16 в 1 с помощью каскадирования мультиплексоров из 4 в 1 представлен на рисунке 19.8.

Предположим, нужно спроектировать мультиплексор 16 в 1. Выходная функция мультиплексора 16 в 1 описывается формулой:

Мы имеем шестнадцать слагаемых, каждое из которых — конъюнкция пяти аргументов.

При повышении разрядности мультиплексоров возрастает сложность реализации, возникает задача деления схемы на составные части.

Рис. 19.8. Двухкаскадный мультиплексор

Мультиплексор 16 в 1 можно реализовать на мультиплексорах 4 в 1. У мультиплексоров 16 в 1 адрес состоит из 4-х разрядов — его можно разбить на две части и воспользоваться мультиплексорами, у которых адрес двухразрядный, то есть мультиплексорами 4 в 1.

Реализация логических функций на мультиплексоре. Спроектируем устройство на мультиплексоре, которое выполняет функцию: F (x_y у, z) ⁼ (1, 3, 5, 6, 7). В правой части равенства находятся номера минтермов, на которых функция принимает единичное значение.

Таблица 19.5

Логика работы мультиплексора 4 в 1 для реализации функции трех переменных.

Рис. 19.9. Реализация на мультиплексоре функции Г (х, у, z) = (1,3, 5, 6, 7)

Если на адресные входы S и S₂ подать сигналы х и у> то в соответствии с таблицей 19.5 на входные линии связи информация должна быть подана так, как показано на рисунке 19.9.