V tem članku bomo šli skozi multiplekser, najprej bomo definirali, kaj je multiplekser, nato bomo šli skozi njegove vrste, ki sta 2 × 1 in 4 × 1, nato pa bomo šli skozi implementacijo 2 × 1 mux in višjih mux z muxom nižjega reda. Končno bomo naš članek zaključili z nekaterimi aplikacijami, prednostmi in nekaterimi pogostimi vprašanji.

Kazalo

• Kaj so multiplekserji?
• Vrste Mux
• 2×1 Multiplekser
• 4×1 Multiplekser
• Implementacija različnih vrat z 2:1 Mux
• Implementacija MUX višjega reda z uporabo MUX nižjega reda
• Prednosti in slabosti MUX

Kaj so multiplekserji?

Multiplekser je a kombinacijsko vezje ki ima veliko podatkovnih vhodov in en sam izhod, odvisno od kontrolnih ali izbranih vhodov. Za N vhodnih vrstic so potrebne izbirne vrstice log2(N) ali enakovredno za2^nvnosnih vrstic, potrebnih je n izbirnih vrstic. Multiplekserji so znani tudi kot izbirniki N-na-1, vzporedno-serijski pretvorniki, vezja mnogo-na-ena in univerzalna logična vezja. Uporabljajo se predvsem za povečanje količine podatkov, ki jih je mogoče poslati po omrežju v določenem času in pasovna širina .

Multiplekser

Vrste Mux

Mux je lahko različnih vrst glede na vnos, vendar bomo v tem članku pregledali dve glavni vrsti muxa, ki sta

• 2×1 Mux
• 4×1 Mux
  

2×1 Multiplekser

2×1 je temeljno vezje, ki je znano tudi kot multiplekser 2 proti 1, ki se uporablja za izbiro enega signal iz dveh vhodov in ga posreduje na izhod. Mux 2×1 ima dve vhodni liniji, eno izhodno linijo in eno izbirno linijo. Ima različne aplikacije v digitalnih sistemih, na primer v mikroprocesorju se uporablja za izbiro med dvema različnima viroma podatkov ali med dvema različnima ukazoma.

Blok diagram 2:1 multiplekserja s tabelo resničnosti

Spodaj sta blokovni diagram in tabela resničnosti za 2:1 Mux. V tem blokovnem diagramu, kjer sta I0 in I1 vhodni liniji, Y je izhodna linija in S0 je ena izbirna vrstica.

Blok diagram 2:1 multiplekserja s tabelo resničnosti

Izhod 2×1 Mux bo odvisen od izbirne črte S0,

• Ko je S 0 (nizko), je izbran I0
• ko je S0 1 (visoko), je izbran I1

Logični izraz 2×1 Mux

Z uporabo tabele resničnosti je mogoče določiti logični izraz za Mux

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

Shema vezja 2×1 multiplekserjev

Uporaba tabele resnic vezje diagram je mogoče podati kot

Shema vezja 2×1 Mux

4×1 Multiplekser

Multiplekser 4×1, znan tudi kot multiplekser 4 proti 1. Gre za multiplekser, ki ima 4 vhode in en sam izhod. Izhod je izbran kot eden od 4 vhodov, ki temelji na izbirnih vhodih. Število izbirnih vrstic bo odvisno od števila vnosa, ki ga določa enačbalog_2n,V 4×1 Mux se izbirne črte lahko določijo kotlog_4=2,slo sta potrebni dve izbiri.

Blok diagram 4×1 multiplekserja

V danem blokovnem diagramu so I0, I1, I2 in I3 4 vhodi, Y pa je en sam izhod, ki temelji na izbranih linijah S0 in S1.

Izhod multiplekserja je določen z binarno vrednostjo izbirnih vrstic

• Ko je S1S0=00, je izbran vhod I0.
• Ko je S1S0=01, je izbran vhod I1.
• Ko je S1S0=10, je izbran vhod I2.
• Ko je S1S0=11, je izbran vhod I3.

Resnična tabela 4×1 multiplekserja

Podano Spodaj je Tabela resnice 4×1 multiplekserja

je

Shema vezja 4×1 multiplekserjev

Z uporabo tabele resnic lahko diagram vezja podamo kot

Multiplekser lahko deluje kot univerzalno kombinacijsko vezje. Vsa standardna logična vrata je mogoče implementirati z multiplekserji.

Implementacija različnih vrat z 2:1 Mux

Spodaj je podana izvedba različnih vrat z uporabo 2:1 Mux

Izvedba vrat NOT z uporabo 2 : 1 Mux

Vrata Not iz 2:1 Mux lahko dobite z

• Povežite vhodni signal z eno od podatkovnih vhodnih linij (I0).
• Nato povežite vrstico (0 ali 1) z drugo vrstico za vnos podatkov (I1)
• Povežite isto vhodno linijo Izberite linijo S0, ki je povezana z D0.

Spodaj je diagram za logično predstavitev NI vrata z uporabo 2 : 1 Mux

Izvedba vrat IN z uporabo 2 : 1 Mux

Vrata And iz 2:1 Mux lahko dobite z

• Povežite vhod Y z I1.
• Povežite vhod X z izbirno črto S0.
• Povežite črto (0) z I0.

Spodaj je diagram za logično predstavitev IN vrata z uporabo 2 : 1 Mux

Za več o Izvedba vrat IN z uporabo 2 : 1 Mux

Izvedba vrat ALI z uporabo 2 : 1 Mux

Vrata OR iz 2:1 Mux lahko dobite z

• Povežite vhod X z izbirno črto S0.
• Priključite vhod Y na I1.
• Povežite Line(1) z I1.

Spodaj je diagram za logično predstavitev ALI vrata z uporabo 2 : 1 Mux

Implementacija vrat NAND, NOR, XOR in XNOR zahteva dva Muxa 2:1. Prvi multiplekser bo deloval kot NOT vrata, ki bodo zagotovila dopolnjen vhod drugemu multiplekserju.

Izvedba vrat NAND z uporabo 2 : 1 Mux

Vrata NAND iz 2:1 Mux lahko dobite z

centos proti rhel

• V prvem muxu vzemite vnose in 1 ter 0 in y kot izbirno vrstico.
• V drugem MUX je izhod iz MUX povezan z I1.
• line(1) je podana I0.
• x je podan kot izbirna vrstica za drugi Mux.

Spodaj je diagram za logično predstavitev NAND vrata z uporabo 2 : 1 Mux

Za več o Izvedba vrat NAND z uporabo 2 : 1 Mux

Izvedba vrat NOR z uporabo 2 : 1 Mux

Vrata Nor iz 2:1 Mux lahko dobite z

• V prvem muxu vzemite vnose in 1 ter 0 in y kot izbirno vrstico.
• V drugem MUX je izhod iz MUX povezan z I0.
• line(0) je podana I1.
• x je podan kot izbirna vrstica za drugi Mux.

Spodaj je diagram za logično predstavitev NOR vrata z uporabo 2 : 1 Mux

Za več o Izvedba vrat NOR z uporabo 2 : 1 Mux

Izvedba vrat EX-ALI z uporabo 2 : 1 Mux

Vrata Nor iz 2:1 Mux lahko dobite z

• V prvem muxu vzemite vnose in 1 ter 0 in y kot izbirno vrstico.
• V drugem MUX je izhod iz MUX povezan z I1.
• y je podan I0.
• x je podan kot izbirna vrstica za drugi Mux.

Spodaj je diagram za logično predstavitev EX-OR vrata z uporabo 2 : 1 Mux

Izvedba vrat EX-NOR z uporabo 2 : 1 Mux

Spodaj je diagram za logično predstavitev EX-OR vrata z uporabo 2 : 1 Mux

Vrata Nor iz 2:1 Mux lahko dobite z

• V prvem muxu vzemite vnose in 1 ter 0 in y kot izbirno vrstico.
• V drugem MUX je izhod iz MUX povezan z I0.
• y je podan I1.
• x je podan kot izbirna vrstica za drugi Mux.

Implementacija MUX višjega reda z uporabo MUX nižjega reda

Spodaj je podana izvedba MUX višjega reda z uporabo MUX nižjega reda

4 : 1 MUX z uporabo 2 : 1 MUX

Za implementacijo 4 : 1 MUX so potrebni trije 2:1 MUX.

Podobno,

Medtem ko 8:1 MUX zahteva sedem (7) 2:1 MUX-ov, 16:1 MUX zahteva petnajst (15) 2:1 MUX-ov, 64:1 MUX pa zahteva triinšestdeset (63) 2:1 MUX-ov. Zato lahko sklepamo, da an2^n:1MUX zahteva(2^n-1) 2:1 MUXes.

16 : 1 MUX z uporabo 4 : 1 MUX

Spodaj je podan logični diagram 16:1 Mux z uporabo 4:1 Mux

Na splošno se za implementacijo B : 1 MUX z uporabo A : 1 MUX uporablja ena formula za implementacijo istega.
B/A = K1,
K1/ A = K2,
K2/A = K3

K_N-1/ A = K_n= 1 (dokler ne dobimo 1 štetja MUX).

In nato seštejte vsa števila MUX-ov = K1 + K2 + K3 + …. + K_n.
Za implementacijo 64 : 1 MUX z uporabo 4 : 1 MUX
Z uporabo zgornje formule lahko dobimo enako.
64/4 = 16
16/4 = 4
4 / 4 = 1 (dokler ne dobimo 1 števila MUX)
Zato je skupno število 4 : 1 MUX potrebno za implementacijo 64 : 1 MUX = 16 + 4 + 1 = 21.

f (A, B, C) =sum( 1, 2, 3, 5, 6 ) z ni mi vseeno (7)

z uporabo A in B kot izbirnih vrstic za 4 : 1 MUX,

AB kot izbrano: Razširitev mintermov v njihovo logično obliko in bo na Cth mestu videla svojo vrednost 0 ali 1, tako da jih je mogoče postaviti na ta način.

Klima kot izbira : Razširitev minterms v njegovo logično obliko in bo videl svojo vrednost 0 ali 1 na B. mestu, tako da jih je mogoče postaviti na ta način.

mikrolitsko jedro

BC kot izbrano : Razširitev minterms v njegovo logično obliko in bo videl svojo vrednost 0 ali 1 v A^thpostavite tako, da jih je mogoče postaviti na ta način.

Prednosti in slabosti MUX

Spodaj so navedene prednosti in slabosti MUX

Prednosti MUX

Spodaj so navedene prednosti MUX

• Učinkovitost : Mux ima dobro učinkovitost pri usmerjanju več vhodnih signalov v en sam izhodni signal na podlagi krmilnih signalov.
• Optimizacija : Mux pomaga pri varčevanju z viri, kot so žice, zatiči in integrirano vezje (IC).
• Drugačna izvedba: Mux se lahko uporablja za implementacijo različnih digitalnih logičnih funkcij, kot so IN, ALI itd.
• Prilagodljivost: Mux je mogoče enostavno konfigurirati v skladu z zahtevami in prilagoditi različnim virom podatkov, kar izboljša vsestranskost sistema.

Slabosti MUX

Spodaj so navedene slabosti MUX

• Omejeno število virov podatkov: Število vhodov, ki jih lahko sprejme multiplekser, je omejeno s številom krmilnih linij, kar lahko povzroči omejitve v nekaterih aplikacijah.
• Zakasnitev: Multiplekserji imajo lahko nekaj zamude na signalni poti, kar lahko vpliva na delovanje vezja.
• Utemeljitev kompleksnega nadzora: Nadzorna logika za multiplekserje je lahko zapletena, zlasti pri večjih multiplekserjih z velikim številom vhodov.
• Poraba energije: Multiplekserji lahko porabijo več energije v primerjavi z drugimi preprostimi l ogična vrata , zlasti če imajo veliko število vnosov.

Aplikacije MUX

Spodaj so navedene aplikacije MUX

• Usmerjanje podatkov : Mux se uporablja za usmerjanje podatkov v digitalnem sistemu, kjer izberejo eno od več podatkovnih linij in jo preusmerijo na izhod.
• Izbira podatkov : Mux se uporablja za izbiro podatkov, kjer izberejo vir podatkov glede na izbrane vrstice.
• Analogno-digitalna pretvorba : Mux se uporablja v ADC za izbiro različnih analognih vhodnih kanalov.
• Dekodiranje naslovov : Mux se uporablja v Mikroprocesorji ali pomnilnik za dekodiranje naslova.
• Implementacija logične funkcije : Muxe je mogoče uporabiti za izvajanje različnih logičnih funkcij.

Zaključek

V tem članku smo šli skozi MUX, videli smo različne vrste muxa, ki sta 2×1 in 4×1 Mux, šli smo skozi implementacijo 2×1 mux in višjega muxa z nižjim muxom. Na kratko smo pregledali tudi njegove prednosti, slabosti in aplikacije.

Multiplekserji v digitalni logiki – pogosta vprašanja

Zakaj je krmilna logika za multiplekserje kompleksna?

Mux je lahko zapleten zlasti pri večjih multiplekserjih zaradi krmilnih signalov, ki izbirajo vhode glede na zahteve aplikacije.

Katere so različne vrste arhitektur multiplekserjev?

Arhitekture Mux se spreminjajo glede na dejavnike, kot so skupno število vhodov, število izbirnih vrstic in logika, uporabljena za izbiro vhodov.

Kako se multiplekserji uporabljajo v aplikacijah za digitalno obdelavo signalov (DSP)?

V aplikacijah DSP se multiplekserji uporabljajo za usmerjanje, izbiro in obdelavo signalov.