Мультиплексоры

Мультиплексор (коммутатор) - комбинационная многовходовая схема с одним выходом F₁. Входы мультиплексора подразделяются на информационные x_1,...,x_n и управляющие v_1,...,v_k. Обычно 2^k=n, где k и n - число управляющих и информационных входов соответственно. Код, поступающий на управляющие входы, определяет один из информационных входов, значение переменной которого передается на выход F₁.

Мультиплексор реализует следующую функцию:

Таблица истинности, описывающая работу мультиплексора, имеющего n=8 информационных (x₁-x₈) и k=3 управляющих (v₁-v₃) входов может, быть представлена в следующем виде:

Где × - значение информационного входа не влияет на значение F_1.

Вариант реализации мультиплексора при n=4 и k=2 и его графическое обозначение представлены на рис.

Здесь мультиплексор построен как совокупность двухвходовых конъюнкторов (их число равно числу информационных входов), управляемых выходными сигналами дешифратора, дешифрирующего двоичный управляющий код. Выходы конъюнкторов объединены схемой "ИЛИ". Данный вариант характеризуется двухступенчатой реализацией, что определяет задержку распространения сигнала, равную сумме задержки сигнала в дешифраторе и конъюнкторе. В интегральном исполнениии применяется построение мультиплексора по линейной схеме.

В соответствии с данным уравнением строятся реальные схемы мультиплексоров. Пример такого мультиплексора для k=2, n=4 представлен на рисунке

Мультиплексоры широко применяются в качестве коммутаторов - селекторов сигналов для преобразования параллельного кода в последовательный, построения схем генераторов, сравнения кодов. Мультиплексор является схемой, с помощью которой возможно реализовать любую из логических функций от k+1 логических переменных. Например, на мультиплексоре с n=4 и k=2 входами реализуется любая логическая функция от трех логических переменных.

Допустим, что логическая функция задана таблицей истинности (таблица )

Выделим из логических переменных переменную z. Одинаковые комбинации оставшихся переменных x и y представим в виде групп (отделены в таблице истинности горизонтальными линиями).

Обратимся к условному графическому обозначению мультиплексора (рисунок)

Закоммутируем y и x на v₁ и v₂. При коде v₁v₂=yx=00 на выход F₁ коммутируется вход x₁. Если на вход x₁ подать переменную z, то на выходе получим правильное значение F при yx=00. При коде v₁v₂=yx=01 на выход F₁ коммутируется вход x₂. В соответствии с таблицей истинности, для получения значения

при коде yx=01 на x₂ надо подать . При коде v₁v₂=yx=10 на выход F₁ коммутируется x₃ и на него надо подать сигнал , соответствующий "0". При коде v₁v₂=yx=11 на выход F₁ коммутируется вход x₄ и и на него необходимо подать сигнал , соответствующий "1".Аналогично реализуется любая другая логическая функция.