Circuitos digitales: multiplexores
Multiplexeres un circuito combinacional que tiene un máximo de 2 n entradas de datos, 'n' líneas de selección y una sola línea de salida. Una de estas entradas de datos se conectará a la salida en función de los valores de las líneas de selección.
Dado que hay 'n' líneas de selección, habrá 2 n combinaciones posibles de ceros y unos. Entonces, cada combinación seleccionará solo una entrada de datos. El multiplexor también se llamaMux.
Multiplexor 4x1
El multiplexor 4x1 tiene cuatro entradas de datos I 3 , I 2 , I 1 e I 0 , dos líneas de selección s 1 y s 0 y una salida Y. Elblock diagram del multiplexor 4x1 se muestra en la siguiente figura.
Una de estas 4 entradas se conectará a la salida basándose en la combinación de entradas presentes en estas dos líneas de selección. Truth table del multiplexor 4x1 se muestra a continuación.
| Líneas de selección | Salida | |
|---|---|---|
| S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | Yo 0 |
| 0 | 1 | Yo 1 |
| 1 | 0 | Yo 2 |
| 1 | 1 | Yo 3 |
Desde la tabla de Verdad, podemos escribir directamente el Boolean function para salida, Y como
$$ Y = {S_ {1}} '{S_ {0}}' I_ {0} + {S_ {1}} 'S_ {0} I_ {1} + S_ {1} {S_ {0}}' I_ {2} + S_ {1} S_ {0} I_ {3} $$
Podemos implementar esta función booleana usando inversores, puertas AND y puerta OR. loscircuit diagram del multiplexor 4x1 se muestra en la siguiente figura.
Podemos entender fácilmente el funcionamiento del circuito anterior. De manera similar, puede implementar un multiplexor 8x1 y un multiplexor 16x1 siguiendo el mismo procedimiento.
Implementación de multiplexores de orden superior.
Ahora, implementemos los siguientes dos multiplexores de orden superior utilizando multiplexores de orden inferior.
- Multiplexor 8x1
- Multiplexor 16x1
Multiplexor 8x1
En esta sección, implementemos un multiplexor 8x1 usando multiplexores 4x1 y multiplexores 2x1. Sabemos que el multiplexor 4x1 tiene 4 entradas de datos, 2 líneas de selección y una salida. Considerando que, el multiplexor 8x1 tiene 8 entradas de datos, 3 líneas de selección y una salida.
Entonces, requerimos dos 4x1 Multiplexersen la primera etapa para obtener las 8 entradas de datos. Dado que cada multiplexor 4x1 produce una salida, necesitamos un2x1 Multiplexer en la segunda etapa considerando las salidas de la primera etapa como entradas y para producir la salida final.
Deje que el multiplexor 8x1 tenga ocho entradas de datos I 7 a I 0 , tres líneas de selección s 2 , s 1 & s0 y una salida Y. LaTruth table del multiplexor 8x1 se muestra a continuación.
| Entradas de selección | Salida | ||
|---|---|---|---|
| S2 | S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | Yo 0 |
| 0 | 0 | 1 | Yo 1 |
| 0 | 1 | 0 | Yo 2 |
| 0 | 1 | 1 | Yo 3 |
| 1 | 0 | 0 | Yo 4 |
| 1 | 0 | 1 | Yo 5 |
| 1 | 1 | 0 | Yo 6 |
| 1 | 1 | 1 | Yo 7 |
Podemos implementar un multiplexor 8x1 usando multiplexores de orden inferior fácilmente considerando la tabla de Verdad anterior. losblock diagram del multiplexor 8x1 se muestra en la siguiente figura.
Lo mismo selection lines, s1 & s0se aplican a ambos multiplexores 4x1. Las entradas de datos del multiplexor 4x1 superior son I 7 a I 4 y las entradas de datos del multiplexor 4x1 inferior son I 3 a I 0 . Por lo tanto, cada multiplexor 4x1 produce una salida basada en los valores de las líneas de selección, s 1 & s 0 .
Las salidas de los Multiplexores 4x1 de la primera etapa se aplican como entradas del Multiplexor 2x1 que está presente en la segunda etapa. El otroselection line, s2 se aplica al multiplexor 2x1.
Si s 2 es cero, entonces la salida del multiplexor 2x1 será una de las 4 entradas I 3 a I 0 según los valores de las líneas de selección s 1 & s 0 .
Si s 2 es uno, entonces la salida del multiplexor 2x1 será una de las 4 entradas I 7 a I 4 según los valores de las líneas de selección s 1 & s 0 .
Por lo tanto, la combinación general de dos multiplexores 4x1 y un multiplexor 2x1 funciona como un multiplexor 8x1.
Multiplexor 16x1
En esta sección, implementemos un multiplexor 16x1 usando multiplexores 8x1 y multiplexores 2x1. Sabemos que el multiplexor 8x1 tiene 8 entradas de datos, 3 líneas de selección y una salida. Considerando que, el multiplexor 16x1 tiene 16 entradas de datos, 4 líneas de selección y una salida.
Entonces, requerimos dos 8x1 Multiplexersen la primera etapa para obtener las 16 entradas de datos. Dado que cada multiplexor 8x1 produce una salida, requerimos un multiplexor 2x1 en la segunda etapa considerando las salidas de la primera etapa como entradas y para producir la salida final.
Deje que el multiplexor 16x1 tenga dieciséis entradas de datos I 15 a I 0 , cuatro líneas de selección s 3 as 0 y una salida Y. LaTruth table del multiplexor 16x1 se muestra a continuación.
| Entradas de selección | Salida | |||
|---|---|---|---|---|
| S3 | S2 | S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 | Yo 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | Yo 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | Yo 2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | Yo 3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | Yo 4 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | Yo 5 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | Yo 6 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | Yo 7 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | Yo 8 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | Yo 9 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | Yo 10 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | Yo 11 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | Yo 12 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | Yo 13 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | Yo 14 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | Yo 15 |
Podemos implementar multiplexores 16x1 usando multiplexores de orden inferior fácilmente considerando la tabla de Verdad anterior. losblock diagram del multiplexor 16x1 se muestra en la siguiente figura.
los same selection lines, s2, s1 & s0se aplican a ambos multiplexores 8x1. Las entradas de datos del multiplexor 8x1 superior son I 15 a I 8 y las entradas de datos del multiplexor 8x1 inferior son I 7 a I 0 . Por lo tanto, cada multiplexor 8x1 produce una salida basada en los valores de las líneas de selección, s 2 , s 1 & s 0 .
Las salidas de los Multiplexores 8x1 de la primera etapa se aplican como entradas del Multiplexor 2x1 que está presente en la segunda etapa. El otroselection line, s3 se aplica al multiplexor 2x1.
Si s 3 es cero, entonces la salida del multiplexor 2x1 será una de las 8 entradas Is 7 a I 0 según los valores de las líneas de selección s 2 , s 1 & s 0 .
Si s 3 es uno, entonces la salida del multiplexor 2x1 será una de las 8 entradas I 15 a I 8 según los valores de las líneas de selección s 2 , s 1 & s 0 .
Por lo tanto, la combinación general de dos multiplexores 8x1 y un multiplexor 2x1 funciona como un multiplexor 16x1.