Мультиплексори

3.3.1 Загальна характеристика мультиплексорів

Функціональний вузол комп'ютера, призначений для почергової комутації (перемикання) інформації від одного з n входів на загальний вихід називається мультиплексором.

Номер конкретної вхідної лінії, що підключається до виходу за кожний такт машинного часу, визначається адресним кодом А₀, А₁., A_m-1. Зв'язок між числом інформаційних n і адресних т входів визначається співвідношенням n = 2^m. Таким чином, мультиплексор реалізує керовану передачу даних від кількох вхідних ліній в одну вихідну.

Умовне графічне позначення мультиплексорів показане на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Умовне позначення мультиплексора: а - на функціональних схемах; б - на принципових схемах

де А₀, А₁ – адресний код;

F₀, F₁, F₂, F₃ – виходи внутрішнього дешифратора;

Х₀,X₁, Х₂, Х₃ – вхідна інформація;

D – загальний інформаційний вихід.

Літерами MUX (multiplexor) записується функція мультиплексорів.

Логіку роботи чотиривходового мультиплексора представлено в табл. 3.6.

Таблиця 3.6. Логіка роботи чотиривходового мультиплексора.

А1	А0	Х3	Х2	Х1	Х0	D
		–	–	–	+
		–	–	+	–
		–	+	–	–
		+	–	–	–

+ –вхід Х підключений до виходу D.

– – вхід Х не підключений до виходу D.

На основі табл. 3.6. вираз для вихідної функції D можна представити з використанням адресного коду:

Схему мультиплексора, що відповідає рівнянню, показано на рис. 3.9.

Застосовують мультиплексори для таких операцій: комутації, як окремих ліній, так і груп ліній (шин); перетворення паралельного коду в послідовний; реалізації логічних функцій; побудови схем порівняння, генераторів коду. Символічно мультиплексор часто позначають: "n-1".

Рис. 3.9. Чотиривходовий мультиплексор: а – схема, б – часова діаграма роботи

3.3.2. Каскадування мультиплексорів

Мультиплексори в інтегральному виконанні випускають на чотири, вісім або шістнадцять входів. Каскадування дозволяє реалізувати комутацію довільного числа вхідних ліній на базі серійних мікросхем мультиплексорів меншої розрядності.

Приклад побудови схеми мультиплексора на 16 входів на основі типових чотиривходових мультиплексорах показано на рис. 3.10.

Рис. 3.10. Каскадування мультиплексорів

Молодші розряди адреси А_1, А₀ підключаються до адресних входів усіх мультиплексорів першого рівня, на виходах яких виробляються наступні функції:

де F_o, F₁, F₂, F₃ – виходи внутрішніх дешифраторів:

– вхідні змінні.

Старші розряди адреси А₃, А₂ подаються на адресні входи мультиплексора другого рівня, на виході якого формується остаточна функція

де внутрішні виходи дешифратора визначаються так:

Нехай, наприклад, значення адреси А₃А₂А₁А₀= 1011₂ = 11₁₀. При цьому функція молодшої частини адреси приймає значення F₃ = 11, і на виходах мультиплексорів першого рівня одночасно формуються сигнали

.

Функція старшої частини адреси забезпечує передачу на вихід значення сигналу, тобто

.