Наращивание размерности приоритетного шифратора

Условное обозначение шифратора приоритета показано на рис. 2.7, на котором изображено наращивание числа входов запросов вдвое (от 8 до 16). При этом показаны шифраторы с инверсными входами и выходами, как это свойственно большинству серий элементов.

Шифратор 2 - старший по приоритету, его работа всегда разрешена подачей нуля на вход EI2. Если на входах есть хотя бы один запрос, то разрешения на работу младшего шифратора 1 нет (ЕО2 = 1). Выходы шифратора 1 пассивны, т. е. имеют единичные значения. При этом элементы И-НЕ с номерами 1, 2, 3 играют роль инверторов для сигналов а_j2 (i = 0,1,2). Поэтому на выходах а₀, a₁, a₂ схемы в целом формируются сигналы от нуля до семи в зависимости от номера старшего запроса в шифраторе 2, что вместе с единицей на выходе ЕО2 дает номера от 8 до 15.

Рис. 2.7. Схема наращивания размерности приоритетного шифратора.

Если на входах шифратора 2 запросов нет, он разрешает работу младшего, вырабатывая сигнал ЕО2 = 0 и приводит свои выходы а₀, a₁, a₂ в пассивное единичное состояние. Теперь на выходы а_i схемы в целом передаются инвертированные значения выходов а₀₁, a₁₁, a₂₁, младшего шифратора, что вместе с нулем в разряде а₃ соответствует номерам от нуля до семи.

Таким образом, строится схема с 16 входами запросов, причем вход имеет старший приоритет. Выход элемента 4 принимает единичное значение при наличии хотя бы одного запроса в любом из шифраторов, и может использоваться как сигнал запроса на прерывания для процессора с последующим указанием процессору номера старшего запроса.

Рис. 2.8. Схема указания старшей единицы.

Указатели старшей единицы могут быть реализованы подключением двоичного дешифратора к выходу шифратора приоритета, но эту же задачу можно решить с помощью специальной цепочечной схемы (рис. 2.8) путем последовательного опроса разрядов, начиная со старшего, и прекращения дальнейшего опроса при выявлении первой же единицы.

В этой схеме единичный сигнал опроса, подаваемый со стороны старшего разряда а_n-1 может распространяться вправо только до первого разряда, содержащего единицу. Разряд, содержащий ноль, пропускает сигнал опроса, на его выходе остается нулевой уровень. На выходе единичного разряда конъюнктор блокируется нулевым значением инвертированной переменной, и дальнейшее распространение переноса прекращается. Одновременно на выходе разряда возникает единичный сигнал.

Объясните назначение мультиплексоров и демультиплексоров. Опишите схемотехническую реализацию и принцип работы мультиплексора на элементах И-НЕ. Приведите способы наращивания размерности мультиплексоров.

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.

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

Входы мультиплексора делятся на две группы: 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 x₀, с увеличением кода на единицу переходит в соседнее положение x₁ 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.