V tomto článku si prejdeme multiplexer, najskôr si zadefinujeme, čo je to multiplexer, potom prejdeme jeho typmi, ktorými sú 2×1 a 4×1, potom prejdeme cez Implementáciu muxu 2×1 a vyššie. mux s muxom nižšieho rádu, Nakoniec náš článok uzavrieme niekoľkými aplikáciami, výhodami a niektorými často kladenými otázkami.

Obsah

• Čo sú multiplexory?
• Typy muxov
• 2×1 multiplexer
• Multiplexer 4×1
• Implementácia rôznych brán s 2:1 Mux
• Implementácia MUX vyššieho rádu pomocou MUX nižšieho rádu
• Výhody a nevýhody MUX

Čo sú multiplexory?

Multiplexer je a kombinačný obvod ktorý má veľa dátových vstupov a jeden výstup v závislosti od ovládania alebo výberu vstupov. Pre N vstupných riadkov sa vyžadujú výberové riadky log2(N) alebo ekvivalentne2^nvstupných riadkov, je potrebných n výberových riadkov. Multiplexory sú tiež známe ako N-to-1 selektory, paralelné-sériové prevodníky, mnoho-k-jedno obvody a univerzálne logické obvody. Používajú sa hlavne na zvýšenie množstva dát, ktoré je možné odoslať cez sieť v určitom čase a šírku pásma .

Multiplexer

Typy muxov

Mux môže byť rôznych typov na základe vstupu, ale v tomto článku prejdeme cez dva hlavné typy muxov, ktoré sú

• 2×1 Mux
• 4×1 Mux
  

2×1 multiplexer

2×1 je základný obvod, ktorý je známy aj ako multiplexor 2-to-1, ktorý sa používa na výber jedného signál z dvoch vstupov a prenáša ho na výstup. 2×1 mux má dve vstupné linky, jednu výstupnú linku a jednu výberovú linku. Má rôzne aplikácie v digitálnych systémoch, ako napríklad v mikroprocesore, používa sa na výber medzi dvoma rôznymi zdrojmi údajov alebo medzi dvoma rôznymi pokynmi.

Bloková schéma multiplexora 2:1 s pravdivostnou tabuľkou

Nižšie je uvedený blokový diagram a pravdivostná tabuľka 2:1 Mux. V tomto blokovom diagrame, kde I0 a I1 sú vstupné riadky, Y je výstupný riadok a S0 je jeden výberový riadok.

Bloková schéma multiplexora 2:1 s pravdivostnou tabuľkou

Výstup 2×1 Mux bude závisieť od riadku výberu S0,

• Keď je S 0 (nízka), zvolí sa I0
• keď je S0 1 (vysoké), vyberie sa I1

Logické vyjadrenie 2×1 Mux

Pomocou tabuľky pravdy možno určiť logický výraz pre Mux ako

Y=overline{S_0}.I_0+S_0.I_1

Schéma zapojenia 2×1 multiplexerov

Pomocou pravdivostnej tabuľky obvod diagram môže byť uvedený ako

Schéma zapojenia 2×1 Mux

Multiplexer 4×1

Multiplexer 4×1, ktorý je známy aj ako multiplexor 4:1. Ide o multiplexer, ktorý má 4 vstupy a jeden výstup. Výstup je vybraný ako jeden zo 4 vstupov, ktorý je založený na výberových vstupoch. Počet riadkov výberu bude závisieť od počtu vstupu, ktorý je určený rovnicoulog_2n,V 4×1 Mux môžu byť riadky výberu určené akolog_4=2, sú potrebné dva výbery.

Bloková schéma multiplexora 4×1

V danej blokovej schéme sú I0, I1, I2 a I3 4 vstupy a Y je jediný výstup, ktorý je založený na výberových riadkoch S0 a S1.

Výstup multiplexora je určený binárnou hodnotou výberových riadkov

• Keď S1S0=00, zvolí sa vstup I0.
• Keď S1S0=01, zvolí sa vstup I1.
• Keď S1S0=10, zvolí sa vstup I2.
• Keď S1S0=11, zvolí sa vstup I3.

Tabuľka pravdy 4×1 multiplexora

Nižšie je uvedené Tabuľka pravdy 4×1 multiplexer

slučka for v skripte shellu

Schéma zapojenia 4×1 multiplexerov

Pomocou pravdivostnej tabuľky môže byť schéma zapojenia uvedená ako

Multiplexor môže fungovať ako univerzálny kombinačný obvod. Všetky štandardné logické obvody môžu byť implementované pomocou multiplexorov.

Implementácia rôznych brán s 2:1 Mux

Nižšie sú uvedené Implementácia rozdielnej brány pomocou 2:1 Mux

Implementácia brány NOT pomocou 2 : 1 Mux

Bránu Not z 2:1 Mux možno získať pomocou

• Pripojte vstupný signál k jednému zo vstupných dátových vedení (I0).
• Potom pripojte linku (0 alebo 1) k druhej vstupnej linke (I1)
• Pripojte rovnakú vstupnú linku Zvoľte linku S0, ktorá je pripojená k D0.

Nižšie je uvedený diagram pre logické znázornenie NIE brána pomocou 2:1 Mux

Implementácia AND hradla pomocou 2 : 1 Mux

Bránu And z 2:1 Mux možno získať pomocou

• Pripojte vstup Y k I1.
• Pripojte vstup X k riadku výberu S0.
• Pripojte vedenie (0) k I0.

Nižšie je uvedený diagram pre logické znázornenie A brána pomocou 2:1 Mux

Pre viac informácií na Implementácia AND hradla pomocou 2 : 1 Mux

Implementácia OR brány pomocou 2 : 1 Mux

Bránu OR z 2:1 Mux možno získať pomocou

konverzia int na reťazec

• Pripojte vstup X k riadku výberu S0.
• Pripojte vstup Y k I1.
• Pripojte vedenie (1) k I1.

Nižšie je uvedený diagram pre logické znázornenie ALEBO brána pomocou 2:1 Mux

Implementácia brán NAND, NOR, XOR a XNOR vyžaduje dva 2:1 Mux. Prvý multiplexor bude fungovať ako brána NOT, ktorá poskytne doplnený vstup do druhého multiplexora.

Implementácia brány NAND pomocou 2 : 1 Mux

Bránu NAND z 2:1 Mux možno získať o

• V prvom muxe zoberte vstupy a 1 a 0 a y ako riadok výberu.
• V druhom MUX je výstup z muxu pripojený k I1.
• riadok (1) je daný I0.
• x je uvedené ako výberový riadok pre druhý Mux.

Nižšie je uvedený diagram pre logické znázornenie Brána NAND pomocou 2:1 Mux

Pre viac informácií na Implementácia brány NAND pomocou 2 : 1 Mux

Implementácia brány NOR pomocou 2 : 1 Mux

Bránu Nor z 2:1 Mux možno získať pomocou

• V prvom muxe zoberte vstupy a 1 a 0 a y ako riadok výberu.
• V druhom MUX je výstup z muxu pripojený k I0.
• riadok (0) je daný I1.
• x je uvedené ako výberový riadok pre druhý Mux.

Nižšie je uvedený diagram pre logické znázornenie NOR brána pomocou 2:1 Mux

Pre viac informácií na Implementácia brány NOR pomocou 2 : 1 Mux

Implementácia brány EX-OR pomocou 2 : 1 Mux

Bránu Nor z 2:1 Mux možno získať pomocou

• V prvom muxe zoberte vstupy a 1 a 0 a y ako riadok výberu.
• V druhom MUX je výstup z muxu pripojený k I1.
• y je dané I0.
• x je uvedené ako výberový riadok pre druhý Mux.

Nižšie je uvedený diagram pre logické znázornenie EX-OR brána pomocou 2:1 Mux

Implementácia brány EX-NOR pomocou 2 : 1 Mux

Nižšie je uvedený diagram pre logické znázornenie EX-OR brána pomocou 2:1 Mux

Bránu Nor z 2:1 Mux možno získať pomocou

• V prvom muxe zoberte vstupy a 1 a 0 a y ako riadok výberu.
• V druhom MUX je výstup z muxu pripojený k I0.
• y je dané I1.
• x je uvedené ako výberový riadok pre druhý Mux.

Implementácia MUX vyššieho rádu pomocou MUX nižšieho rádu

Nižšie je uvedená implementácia MUX vyššieho rádu pomocou MUX nižšieho rádu

4 : 1 MUX pomocou 2 : 1 MUX

Na implementáciu 4:1 MUX sú potrebné tri 2:1 MUX.

podobne,

Zatiaľ čo MUX 8:1 vyžaduje sedem (7) MUX 2:1, MUX 16:1 vyžaduje pätnásť (15) MUX 2:1 a MUX 64:1 vyžaduje šesťdesiattri (63) MUX 2:1. Môžeme teda vyvodiť záver, že an2^n:1MUX vyžaduje(2^n-1) 2:1 MUXes.

nevýhody online bankovníctva

16 : 1 MUX pomocou 4 : 1 MUX

Nižšie je uvedený logický diagram 16:1 Mux s použitím 4:1 Mux

Vo všeobecnosti sa na implementáciu B : 1 MUX pomocou A : 1 MUX používa jeden vzorec na implementáciu toho istého.
B/A = K1,
K1/ A = K2,
K2/A = K3

K_N-1/ A = K_N= 1 (kým nezískame 1 počet MUX).

A potom pridajte všetky čísla MUX = K1 + K2 + K3 + …. + K_N.
Na implementáciu 64 : 1 MUX pomocou 4 : 1 MUX
Pomocou vyššie uvedeného vzorca môžeme získať to isté.
64/4 = 16
16/4 = 4
4/4 = 1 (kým nezískame 1 počet MUX)
Preto je potrebný celkový počet 4 : 1 MUX na implementáciu 64 : 1 MUX = 16 + 4 + 1 = 21.

f (A, B, C) =sum( 1, 2, 3, 5, 6 ) s tým je mi to jedno (7)

pomocou A a B ako výberových liniek pre 4 : 1 MUX,

AB podľa výberu: Rozšírením mintermov do ich booleovskej formy a na C-tom mieste sa zobrazí ich hodnota 0 alebo 1, aby ich bolo možné umiestniť týmto spôsobom.

AC ako výber : Rozšírením minterms do ich booleovskej formy a ich hodnota 0 alebo 1 sa zobrazí na B-tom mieste, aby ich bolo možné umiestniť týmto spôsobom.

BC ako výber : Rozšírenie minterms na svoju boolovskú formu a v A uvidí svoju hodnotu 0 alebo 1^thumiestniť tak, aby ich bolo možné umiestniť týmto spôsobom.

Výhody a nevýhody MUX

Nižšie sú uvedené výhody a nevýhody MUX

Výhody MUX

Nižšie sú uvedené výhody MUX

• Efektívnosť : Mux má dobrú účinnosť pri smerovaní viacerých vstupných signálov do jedného výstupného signálu na základe riadiacich signálov.
• Optimalizácia : Mux pomáha šetriť zdroje, ako sú drôty, kolíky a integrovaný obvod (IC).
• Iná implementácia: Mux možno použiť na implementáciu rôznych digitálnych logických funkcií, ako sú AND, OR atď.
• Flexibilita: Mux možno ľahko nakonfigurovať podľa požiadaviek a prispôsobiť sa rôznym zdrojom údajov, čím sa zvyšuje všestrannosť systému.

Nevýhody MUX

Nižšie sú uvedené nevýhody MUX

• Obmedzený počet zdrojov údajov: Počet vstupov, ktoré môže prijať multiplexor, je obmedzený počtom riadiacich liniek, čo môže spôsobiť obmedzenia v určitých aplikáciách.
• Oneskorenie: Multiplexory môžu mať určité oneskorenie v signálovej ceste, čo môže mať vplyv na výkon obvodu.
• Zdôvodnenie komplexného ovládania: Logika riadenia pre multiplexory môže byť zložitá, najmä pre väčšie multiplexory s veľkým počtom vstupov.
• Spotreba energie: Multiplexory môžu spotrebovať viac energie v porovnaní s inými jednoduchými l ogická brána , najmä ak majú veľký počet vstupov.

Aplikácie MUX

Nižšie sú uvedené aplikácie MUX

• Smerovanie dát : Mux sa používa na smerovanie dát v digitálnom systéme, kde si vyberú jednu z niekoľkých dátových liniek a presmerujú ju na výstup.
• Výber údajov : Mux sa používa na výber údajov, kde vyberajú zdroj údajov podľa výberových riadkov.
• Analógovo-digitálny prevod : Mux sa používajú v ADC na výber rôznych analógových vstupných kanálov.
• Dekódovanie adresy : Mux sa používajú v Mikroprocesory alebo pamäť na dekódovanie adries.
• Implementácia logických funkcií : Muxy možno použiť na implementáciu rôznych logických funkcií.

Záver

V tomto článku sme si prešli MUX, videli sme rôzne typy muxov, ktorými sú 2×1 a 4×1 mux, prešli sme implementáciou 2×1 muxu a vyššieho muxu s muxom nižšieho rádu. V krátkosti sme si prešli aj jeho výhody, nevýhody a aplikácie.

Multiplexory v digitálnej logike – často kladené otázky

Prečo sa logika riadenia pre multiplexory považuje za zložitú?

Mux môže byť zložitý najmä pre väčšie multiplexory kvôli riadiacim signálom, ktoré vyberajú vstupy na základe požiadaviek aplikácie.

Aké sú rôzne typy architektúr multiplexerov?

Architektúry muxov sa menia na základe faktorov, ako je celkový počet vstupov, počet vybraných liniek a logika použitá na výber vstupu.

Ako sa používajú multiplexory aplikácie digitálneho spracovania signálu (DSP)?

V aplikáciách DSP sa multiplexory používajú na smerovanie, výber a spracovanie signálu.