MULTIPLEKSERIT DIGITAALISESSA LOGIIKASSA

Tässä artikkelissa käymme läpi multiplekserin, määrittelemme ensin, mikä on multiplekseri, sitten käymme läpi sen tyypit, jotka ovat 2 × 1 ja 4 × 1, sitten käymme läpi 2 × 1 -muxin ja korkeamman toteutuksen. mux alemman järjestyksen muxilla, Lopuksi päätämme artikkelimme joihinkin sovelluksiin, etuihin ja joihinkin usein kysyttyihin kysymyksiin.

Sisällysluettelo

Mitä ovat multiplekserit?
Mux-tyypit
2×1 multiplekseri
4×1 multiplekseri
Eri porttien toteutus 2:1 Muxilla
Korkeamman asteen MUX:n käyttöönotto alemman asteen MUX:n avulla
MUX:n edut ja haitat

Mitä ovat multiplekserit?

Multiplekseri on a yhdistelmäpiiri jossa on useita datatuloja ja yksi lähtö, ohjaus- tai valituista tuloista riippuen. N tuloriville tarvitaan log2(N) valintariviä tai vastaavasti2^nsyöttöriviä, tarvitaan n valintariviä. Multiplekserit tunnetaan myös N-to-1-valitsimina, rinnakkais-sarjamuuntimina, useat yhteen -piireinä ja yleislogiikkapiireinä. Niitä käytetään pääasiassa lisäämään tiedon määrää, joka voidaan lähettää verkon yli tietyssä ajassa ja kaistanleveys .

Multiplekseri

Mux-tyypit

Mux voi olla erityyppinen syötteen perusteella, mutta tässä artikkelissa käymme läpi kaksi päätyyppiä muxeja, jotka ovat

2 × 1 Mux
4 × 1 Mux

2×1 multiplekseri

2×1 on peruspiiri, joka tunnetaan myös 2-1-multipleksereinä, joita käytetään valitsemaan yksi. signaali kahdesta sisääntulosta ja lähettää sen lähtöön. 2×1-muxissa on kaksi tulolinjaa, yksi lähtölinja ja yksi valintalinja. Sillä on erilaisia sovelluksia digitaalisissa järjestelmissä, kuten mikroprosessorissa, sitä käytetään valitsemaan kahden eri tietolähteen tai kahden eri käskyn välillä.

Lohkokaavio 2:1 multiplekseristä totuustaulukolla

Alla on 2:1 Muxin lohkokaavio ja totuustaulukko. Tässä lohkokaaviossa I0 ja I1 ovat tulorivit, Y on lähtölinja ja S0 on yksi valintarivi.

Lohkokaavio 2:1 multiplekseristä totuustaulukolla

2×1 Muxin lähtö riippuu valintariviltä S0,

Kun S on 0 (matala), I0 valitaan
kun S0 on 1 (korkea), valitaan I1

Looginen lauseke 2×1 Mux

Totuustaulukkoa käyttämällä Muxin looginen lauseke voidaan määrittää seuraavasti

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

2×1-multiplekserien piirikaavio

Käyttämällä totuustaulukkoa piiri kaavio voidaan antaa muodossa

Piirikaavio 2 × 1 Mux

4×1 multiplekseri

4 × 1 -multiplekseri, joka tunnetaan myös nimellä 4-to-1 multiplekseri. Se on multiplekseri, jossa on 4 tuloa ja yksi lähtö. Lähtö valitaan yhdeksi neljästä tulosta, joka perustuu valintatuloihin. Valintarivien lukumäärä riippuu yhtälön määräämästä syötteen määrästälog_2n,4×1 Muxissa valintarivit voidaan määrittää seuraavastilog_4=2,slo tarvitaan kaksi valintaa.

4×1-multiplekserin lohkokaavio

Annetussa lohkokaaviossa I0, I1, I2 ja I3 ovat 4 tuloa ja Y on yksittäinen lähtö, joka perustuu Select-riville S0 ja S1.

Multiplekserin ulostulo määräytyy valintalinjojen binääriarvon perusteella

Kun S1S0=00, tulo I0 valitaan.
Kun S1S0=01, tulo I1 valitaan.
Kun S1S0=10, tulo I2 valitaan.
Kun S1S0=11, tulo I3 valitaan.

4 × 1 -multiplekserin totuustaulukko

Alla on annettu Totuustaulukko 4×1 multiplekseristä

konekirjoitus kukin

4 × 1 -multiplekserien piirikaavio

Totuustaulukon avulla piirikaavio voidaan antaa muodossa

Multiplekseri voi toimia yleisenä yhdistelmäpiirinä. Kaikki standardilogiikkaportit voidaan toteuttaa multipleksereillä.

Eri porttien toteutus 2:1 Muxilla

Alla on eri porttien toteutus 2:1 Muxia käyttämällä

NOT-portin toteutus 2:1 Muxin avulla

Not-portti 2:1 Muxista voidaan saada

Liitä tulosignaali johonkin datan syöttölinjoista (I0).
Yhdistä sitten linja (0 tai 1) toiseen tiedonsyöttölinjaan (I1)
Liitä sama tulolinja Valitse linja S0, joka on kytketty D0:aan.

Alla on kaavio loogista esitystä varten EI portti käyttäen 2:1 Mux

JA-portin toteutus 2 : 1 Muxilla

Ja portti 2:1 Muxista voidaan saada

Yhdistä tulo Y liittimeen I1.
Kytke tulo X valintalinjaan S0.
Yhdistä linja (0) I0:aan.

Alla on kaavio loogista esitystä varten JA portti käyttäen 2:1 Mux

js-funktion kutsuminen html:stä

Lisätietoja aiheesta JA-portin toteutus 2 : 1 Muxilla

TAI-portin toteutus käyttämällä 2:1 Mux

TAI-portti 2:1 Muxista voidaan saada

Kytke tulo X valintalinjaan S0.
Yhdistä tulo Y liittimeen I1.
Yhdistä linja (1) liittimeen I1.

Alla on kaavio loogista esitystä varten TAI portti käyttäen 2:1 Mux

NAND-, NOR-, XOR- ja XNOR-porttien käyttöönotto vaatii kaksi 2:1 Muxia. Ensimmäinen multiplekseri toimii EI-porttina, joka tarjoaa täydennetty sisääntulo toiselle multiplekserille.

NAND-portin toteutus 2:1 Muxin avulla

NAND-portti 2:1 Muxista voidaan hankkia

Ota ensimmäisessä muxissa tulot ja valintariviksi 1 ja 0 ja y.
Toisessa MUX:ssa muxin lähtö on kytketty liittimeen I1.
rivi(1) annetaan I0:lle.
x on annettu valintariviksi toiselle Muxille.

Alla on kaavio loogista esitystä varten NAND portti käyttäen 2:1 Mux

Lisätietoja aiheesta NAND-portin toteutus 2:1 Muxin avulla

NOR-portin toteutus käyttämällä 2 : 1 Mux

Nor-portti 2:1 Muxista voidaan saada

Ota ensimmäisessä muxissa tulot ja valintariviksi 1 ja 0 ja y.
Toisessa MUX:ssa muxin lähtö on kytketty I0:aan.
rivi(0) annetaan I1:lle.
x on annettu valintariviksi toiselle Muxille.

Alla on kaavio loogista esitystä varten NOR portti käyttäen 2:1 Mux

Lisätietoja aiheesta NOR-portin toteutus käyttämällä 2 : 1 Mux

EX-OR-portin toteutus käyttämällä 2:1 Mux

Nor-portti 2:1 Muxista voidaan saada

Ota ensimmäisessä muxissa tulot ja valintariviksi 1 ja 0 ja y.
Toisessa MUX:ssa muxin lähtö on kytketty liittimeen I1.
y annetaan arvolle I0.
x on annettu valintariviksi toiselle Muxille.

Alla on kaavio loogista esitystä varten EX-OR portti käyttäen 2:1 Mux

EX-NOR-portin toteutus 2 : 1 Muxilla

Alla on kaavio loogista esitystä varten EX-OR portti käyttäen 2:1 Mux

Nor-portti 2:1 Muxista voidaan saada

kokeile catch block java

Ota ensimmäisessä muxissa tulot ja valintariviksi 1 ja 0 ja y.
Toisessa MUX:ssa muxin lähtö on kytketty I0:aan.
y annetaan I1:lle.
x on annettu valintariviksi toiselle Muxille.

Korkeamman asteen MUX:n käyttöönotto alemman asteen MUX:n avulla

Alla on esitetty korkeamman asteen MUX:n käyttöönotto alemman asteen MUX:ia käyttämällä

4:1 MUX käyttäen 2:1 MUX

4:1 MUX:n toteuttamiseen tarvitaan kolme 2:1 MUX:ia.

Samalla lailla,

Kun 8:1 MUX vaatii seitsemän (7) 2:1 MUXia, 16:1 MUX vaatii viisitoista (15) 2:1 MUX:ia ja 64:1 MUX kuusikymmentäkolme (63) 2:1 MUXia. Tästä syystä voimme tehdä johtopäätöksen, että an2^n:1MUX vaatii(2^n-1) 2:1 MUXes.

16:1 MUX käyttäen 4:1 MUX

Alla on looginen kaavio 16:1 Muxista käyttäen 4:1 Mux

Yleisesti ottaen B : 1 MUX toteutetaan käyttämällä A : 1 MUX :ta, yhtä kaavaa käytetään saman toteuttamiseen.
B/A = K1,
K1/ A = K2,
K2/A = K3

K_N-1/ A = K_N= 1 (kunnes saamme 1 MUX-määrän).

Ja sitten lisää kaikki MUX-numerot = K1 + K2 + K3 + …. + K_N.
Toteuta 64 : 1 MUX käyttämällä 4 : 1 MUX:ia
Yllä olevaa kaavaa käyttämällä voimme saada saman.
64/4 = 16
16/4 = 4
4/4 = 1 (kunnes saamme 1 MUX-määrän)
Näin ollen kokonaismäärä 4 : 1 MUX tarvitaan toteuttamaan 64 : 1 MUX = 16 + 4 + 1 = 21.

f (A, B, C) =sum( 1, 2, 3, 5, 6 ) älä välitä (7)

käyttämällä A:ta ja B:tä valintalinjoina 4:1 MUX:lle,

AB valinnan mukaan: Kun mintermit laajennetaan loogiseen muotoonsa, sen arvo 0 tai 1 näkyy C:ssä, jotta ne voidaan sijoittaa tällä tavalla.

AC valinnan mukaan : Mintermit laajennetaan loogiseen muotoonsa ja sen 0 tai 1 arvo näkyy B:nnessä paikassa, jotta ne voidaan sijoittaa tällä tavalla.

BC valintana : laajentaa minterms boolen muotoon ja näkee arvon 0 tai 1 muodossa A^thpaikkaan, jotta ne voivat olla paikallaan tällä tavalla.

MUX:n edut ja haitat

Alla on esitetty MUX:n edut ja haitat

MUX:n edut

Alla on esitetty MUX:n edut

Tehokkuus : Muxilla on hyvä tehokkuus useiden tulosignaalien reitittämisessä yhdeksi lähtösignaaliksi ohjaussignaalien perusteella.
Optimointi : Mux auttaa säästämään resursseja, kuten johtoja, nastoja ja integroitu virtapiiri (IC).
Erilainen toteutus: Muxilla voidaan toteuttaa erilaisia digitaalisia logiikkatoimintoja, kuten AND, TAI jne.
Joustavuus: Mux on helposti konfiguroitavissa tarpeiden mukaan ja mukautettavissa erilaisiin tietolähteisiin, mikä lisää järjestelmän monipuolisuutta.

MUX:n haitat

Alla on esitetty MUX:n haitat

Rajoitettu määrä tietolähteitä: Multiplekserin vastaanottaman tulon määrää rajoittaa ohjauslinjojen määrä, mikä voi aiheuttaa rajoituksia tietyissä sovelluksissa.
Viive: Multipleksereillä voi olla jonkin verran viivettä signaalitiellä, mikä voi vaikuttaa piirin suorituskykyyn.
Monimutkainen ohjausperuste: Multiplekserien ohjauslogiikka voi olla monimutkainen, varsinkin suuremmissa multipleksereissä, joissa on suuri määrä tuloja.
Tehon käyttö: Multiplekserit voivat kuluttaa enemmän tehoa verrattuna muihin yksinkertaisiin l ogic portti , varsinkin kun niillä on suuri määrä tuloja.

MUX:n sovellukset

Alla on esitetty MUX:n sovellukset

Tietojen reititys : Muxia käytetään datan reitittämiseen digitaalisessa järjestelmässä, jossa ne valitsevat yhden useista datalinjoista ja reitittävät sen uudelleen ulostuloon.
Tietojen valinta : Muxia käytetään tietojen valintaan, jossa ne valitsevat tietolähteen valittujen rivien mukaan.
Muuntaminen analogisesta digitaaliseksi : Muxia käytetään ADC valitaksesi erilaisia analogisia tulokanavia.
Osoitteen dekoodaus : Muxia käytetään Mikroprosessorit tai muisti osoitteen dekoodausta varten.
Logiikkafunktion toteutus : Mukseja voidaan käyttää erilaisten logiikkatoimintojen toteuttamiseen.

Johtopäätös

Tässä artikkelissa olemme käyneet läpi MUX:n, olemme nähneet erityyppisiä muxeja, jotka ovat 2 × 1 ja 4 × 1 Mux, olemme käyneet läpi 2 × 1 -muxin ja korkeamman muxin toteutuksen alemmalla järjestyksellä. Olemme myös käyneet lyhyesti läpi sen edut, haitat ja sovellukset.