Мультиплексоры и демультиплексоры

Мультиплексоры осуществляют подключение одного из входных каналов к вы­ходному под управлением управляющего (адресующего) слова. Разрядности ка­налов могут быть различными, мультиплексоры для коммутации многораз­рядных слов составляются из одноразрядных.

а б

Рис. 2.9. Упрощенное представление мультиплексора многопозиционным ключом (а) и реализация мультиплексора на элементах И-НЕ (б)

Входы мультиплексора делятся на две труппы: информационные и адресую­щие. Работу мультиплексора можно упрощенно представить с помощью многопозиционного ключа. Для одноразрядного мультиплексора это пред­ставлено на рис. 2.9, а. Адресующий код А задает переключателю определен­ное положение, соединяя с выходом F один из информационных входов х_i. При нулевом адресующем коде переключатель занимает верхнее положение х_о, с увеличением кода на единицу переходит в соседнее положение х_i и т. д.

Работа мультиплексора описывается соотношением

которое иногда называется мультиплексной формулой. При любом значении адресующего кода все слагаемые, кроме одного, равны нулю. Ненулевое слагаемое равно х_i, где i — значение текущего адресного кода.

Схемотехнически мультиплексор реализует электронную версию показан­ного переключателя, имея, в отличие от него, только одностороннюю пере­дачу данных. На рис. 2.9, б показан мультиплексор с четырьмя информаци­онными входами, двумя адресными входами и входом разрешения работы. При отсутствии разрешения работы (Е = 0) выход F становится нулевым независимо от информационных и адресных сигналов.

В стандартных сериях размерность мультиплексоров не более 16х1.

Наращивание размерности

Наращивание размерности мультиплексоров возможно с помощью пирамидаль­ной структуры из нескольких мультиплексоров. При этом первый ярус схемы представляет собою столбец, содержащий столько мультиплексоров, сколько необходимо для получения нужного числа информационных входов. Все мульти­плексоры столбца адресуются одним и тем же кодом, составленным из соответ­ствующего числа младших разрядов общего адресного кода (если число инфор­мационных входов схемы равно 2ⁿ, то общее число адресных разрядов равно n, младшее поле n₁ адресного кода используется для адресации мультиплексоров первого яруса). Старшие разряды адресного кода, число которых равно п - n₁, используются во втором ярусе, мультиплексор которого обеспечивает поочеред­ную работу мультиплексоров первого яруса на общий выходной канал.

Пирамидальная схема, выполняющая функции мультиплексора "32-1" и по­строенная на мультиплексорах меньшей размерности, показана на рис. 2.10 (сокращение MUX от английского Multiplexer).

Демультиплексоры выполняют операцию, обратную операции мультиплексоров — передают данные из одного входного канала в один из нескольких каналов-приемников. Многоразрядные демультиплексоры составляются из несколь­ких одноразрядных. Условное обозначение демультиплексоров на примере размерности " 1 -4" показано на рис. 2.11.

Нетрудно заметить, что дешифратор со входом разрешения работы будет рабо­тать в режиме демультиплексора, если на вход разрешения подавать информа­ционный сигнал. Действительно, при единичном значении этого сигнала адре­сация дешифратора (подача адресного кода на его входы) приведет к возбужде­нию соответствующего выхода, при нулевом — нет. А это и соответствует пере­даче информационного сигнала в адресованный выходной канал.

В связи с указанным, в сериях элементов отдельные демультиплексоры могут отсутствовать, а дешифратор со входом разрешения часто называется дешифратором-демультиплексором.

Рис. 2.10. Схема наращивания мультиплексоров

Рис. 2.11. Условное обозначение дешифратора-демультиплексора