- Definición y descripción general del multiplexor
- Operación y análisis
- Implementación de la función booleana usando MUX
- DEMUX
- Aplicación de MUX-DEMUX
Definición:
Un multiplexor digital es un dispositivo que toma más de una entrada y emite un solo dato seleccionado. Al igual que un sumador y un restador, un multiplexor también es un dispositivo combinatorio.
También se identifica como un selector de datos, ya que selecciona una de varias entradas y la envía a la salida con la ayuda de una señal de control o líneas seleccionadas. Si un MUX típico tiene 2n líneas de entrada, habrá n líneas de elección. La combinación de bits de las líneas seleccionadas determina qué salida se producirá.
2: 1 MUX Definición:
Un MUX 2: 1 significa que el multiplexor tiene dos entradas y una salida. También tiene una línea de selección como S. Si S = 0, la puerta AND superior está ENCENDIDA, e I0 aparece en o / p, y si S = 1, la puerta AND inferior está ENCENDIDA e I1 aparece en o / pag. MUX actúa como un interruptor que elige una de las dos entradas disponibles.
4: 1 MUX Definición:
Un MUX 4: 1 significa que el multiplexor tiene cuatro líneas de entrada y una línea de salida. Tiene dos líneas selectas como S0 y S1. Hay varias puertas AND para producir la salida. Las líneas seleccionadas están conectadas con las puertas Y correspondientes. El resultado de las puertas AND está conectado a una única puerta OR.
Si las líneas de selección dan el código binario como 10, es decir, S1 = 1 y S0 = 0, entonces la puerta AND conectada con la entrada I2 tiene dos de sus entradas iguales al valor 1, y la última está conectada con I2. Las otras tres puertas AND tienen al menos una entrada igual a cero, esto cambia correspondientemente su salida igual a cero. Aquí y ahora, el resultado de la puerta OR es análogo al valor de I2 y permite que la entrada designada se vea como el resultado.
Operación y análisis
Un multiplexor es muy similar a un decodificador. Las puertas AND y NOT traen la similitud entre un decodificador y un multiplexor. Mientras tanto, un MUX realmente decodifica las líneas seleccionadas y proporciona la salida. También se puede construir un multiplexor a partir de un decodificador. Si 2n líneas de entrada, cada una a la puerta Y, se suman con un decodificador n a 2n, el circuito funcionará como un multiplexor.
El tamaño del multiplexor depende de las líneas de entrada de datos que son 2n y de la línea de salida única. El número de líneas de selección será n para un mux de línea de entrada 2n. Como un decodificador, un mux también puede tener una línea de entrada habilitada. Las salidas se deshabilitarán si la entrada de habilitación está en un estado inactivo. Cuando el pin de habilitación está en un estado activo, el MUX funcionará como de costumbre.
Existen técnicas eficientes para ser responsables de la lógica de selección de múltiples bits. Si los circuitos multiplexores se combinan con entradas de selección estándar, se puede implementar la selección de numerosos bits. Para implementar esto, se muestra un mux cuádruple 2: 1 en la imagen de abajo.
Aquí, el circuito tiene cuatro multiplexores, y son mux 2: 1. La salida Y0 se puede seleccionar desde la entrada A0 o B0. De manera similar, la salida de Y1 se puede seleccionar de la entrada A1 o B1, y continúa por el resto del circuito. Las líneas de selección S selecciona una de las líneas para cada uno de los multiplexores. La entrada de habilitación debe estar en estado activo para operar los multiplexores.
Aunque el circuito tiene un multiplexor 2: 1 para su funcionamiento, parecía un circuito que seleccionaba cualquiera de los dos conjuntos de líneas de datos de 4 bits. Ahora, cuando la habilitación es 0 y la línea de selección también es 0, las cuatro entradas an pueden aparecer como salida. Además, si s = 1, las entradas B aparecen en el resultado. Los resultados serán 0 cuando el pin de habilitación se establezca en 0, sin importar el valor de las líneas seleccionadas.
Implementación de la función booleana usando MUX
Las funciones booleanas también se pueden implementar usando multiplexores. Los términos mínimos de una función se pueden generar en un multiplexor con el circuito conectado con las líneas de selección. Las entradas de datos pueden seleccionar términos mínimos separados. Así es como son posibles las implementaciones de la función variable n para un multiplexor de líneas de datos de entrada de 2n y n líneas de selección. Las líneas de datos de entrada se utilizarán para cada término mínimo.
También está disponible una forma más eficiente de implementar la expresión booleana. Se puede implementar una función de n variables con un multiplexor que tenga n-1 líneas. La primera variable n-1 se utiliza como entradas de selección. La variable restante de la operación se utiliza para la entrada de datos. Si cada entrada de datos denota la variable restante, el mux será a, a ', 1 o 0.
Podemos tomar el ejemplo de un álgebra de Boole.
F (a, segundo, c) = ∑ (1, 2, 3, 4)
La función de tres variables se puede implementar con un MUX 4: 1, como se muestra a continuación.
Las dos variables, ayb, se aplican a las líneas seleccionadas en un orden determinado. El a está conectado a la entrada S1 y b está conectado con la entrada S0. La tabla de verdad de la función determina los valores para las líneas de entrada del MUX. Cuando ab = 00, la salida F es igual ac como F = 0 cuando c = 0 y F = 1 cuando c = 1. La entrada de datos 0 requiere la entrada para la variable c.
El multiplexor funciona de cierta manera. Cuando el valor de ab es cero, la entrada de datos 0 aparece en la salida. Por tanto, la salida se vuelve igual ac. Las líneas de datos 1, 2, 3 también requieren entradas y se pueden determinar de manera similar. Las entradas se derivan de la función F, y las entradas son ab = 01, 10, 11. Podemos encontrar las entradas para las líneas de datos mediante esta explicación.
Este ejemplo muestra los pasos típicos para implementar funciones booleanas que constan de n variables con la ayuda de un multiplexor con n - 1 línea de selección y 2n-1 línea de datos. La tabla de verdad de la función booleana se describe inicialmente. Las variables primarias n-1 del proceso dadas se aplican a la entrada de selección del MUX. La salida se calcula como la función de la última variable para cada combinación única de las líneas de selección. El proceso tiene un conjunto específico de valores. El valor de la función puede ser 0 o 1, o las variables o el complemento de las variables.
Tomemos ahora un ejemplo de una función booleana más considerable.
F (A, B, C, D) = ∑ (1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15)
Un multiplexor puede implementar esta función booleana con tres líneas de selección y ocho líneas de entrada (básicamente un MUX 8: 1). El MUX se muestra en la imagen.
Ahora, la primera variable que es A, debe conectarse a la línea de selección S2 para asegurarse de que las líneas de selección correspondientes para B y C se conviertan en S1 y S0. La tabla de verdad de la función se representa como se mencionó anteriormente. Los valores de las líneas de entrada para el MUX se calculan a partir de esa tabla de verdad. El número de la línea de datos está determinado por las combinaciones binarias de la variable ABC.
Si ABC = 101, entonces F viene como D. De esta forma, se puede calcular que la línea de entrada de datos 5 recibe la entrada como D. La lógica 0 y la lógica 1 son dos valores fijos. Lógica 0 significa lógica baja o equivalente a tierra, y lógica 1 significa lógica alta o la señal de potencia de entrada.
Tres puertas estatales
La construcción de un multiplexor es posible utilizando puertas de tres estados. Las puertas de tres estados son los circuitos digitales que pueden operar en tres estados. Dos de esos tres estados son 0 y 1 convencionalmente, y el tercer estado se conoce como estado de alta impedancia. En el estado de alta impedancia, el procedimiento lógico funciona como un circuito abierto. Tres puertas estatales pueden realizar todo tipo de operaciones lógicas, como NOT o NOR. El uso más común de una puerta de tres estados es como puerta de búfer.
Como se dijo anteriormente, los multiplexores se pueden construir utilizando búferes de tres estados. La siguiente imagen describe la implementación de un mux 2: 1 con dos búfer de tres estados y una puerta NOT. Las dos salidas están conectadas para proporcionar un único resultado. Cuando la línea de selección se valora como cero, el pad superior se activa y el inferior se desactiva. A aparece en la salida, y cuando la entrada seleccionada es 1, ocurre lo contrario y aparece B en el resultado.
DEMUX
Un DEMUX o demultiplexor es un dispositivo digital que hace lo contrario de un multiplexor. Toma una sola entrada y proporciona múltiples salidas con la ayuda de líneas seleccionadas. Si un DEMUX tiene n líneas seleccionadas, entonces el número de producción será 2n. A continuación se muestra un diagrama de DEMUX 4: 1.
MUX Y DEMUX Aplicaciones:
MUX y DEMUX tienen importancia en la era digital actual. Algunas de sus aplicaciones son:
- Sistema de comunicación: MUX y DEMUX tienen las aplicaciones más amplias en el campo de los sistemas de comunicación. MUX permite transmitir distintos tipos de datos como: audio y video, imágenes, grabaciones de voz, etc., que se pueden multiplexar en un solo canal de transmisión. Aumenta la eficiencia del sistema.
- Sistema Telefónico: Las redes telefónicas necesitan tanto MUX como DEMUX. Tecnologías como – División de frecuencia Multiplexación (FDM), multiplexación por división de tiempo (TDM), acceso múltiple por división de código (CDMA), etc., solo son posibles gracias a MUX y DEMUX.
- Los MUX y DEMUX también se utilizan en puertas lógicas para circuitos combinacionales y muchos otros dispositivos digitales.
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