Мультиплексор — это комбинационная схема, которая имеет максимум 2 n входов данных, n линий выбора и одну выходную линию. Один из этих входов данных будет подключен к выходу на основе значений линий выбора.
Так как есть n строк выбора, будет 2 n возможных комбинаций нулей и единиц. Итак, каждая комбинация выберет только один ввод данных. Мультиплексор также называется Mux .
4×1 Мультиплексор
Мультиплексор 4×1 имеет четыре входа данных I 3 , I 2 , I 1 и I 0 , две строки выбора s 1 & s 0 и один выход Y. Блок-схема мультиплексора 4×1 показана на следующем рисунке.
Один из этих 4 входов будет подключен к выходу на основе комбинации входов, присутствующих в этих двух линиях выбора. Таблица истинности мультиплексора 4×1 показана ниже.
| Линии выбора | Выход | |
|---|---|---|
| S 1 | S 0 | Y |
| 0 | 0 | Я 0 |
| 0 | 1 | Я 1 |
| 1 | 0 | Я 2 |
| 1 | 1 | Я 3 |
Из таблицы Truth мы можем напрямую написать булеву функцию для вывода, Y как
Y=S1′S0′I0+S1′S0I1+S1S0′I2+S1S0I3
Мы можем реализовать эту булеву функцию с помощью инверторов, вентилей AND и вентиля OR. Принципиальная схема мультиплексора 4×1 показана на следующем рисунке.
Мы можем легко понять работу вышеупомянутой схемы. Аналогично, вы можете реализовать мультиплексор 8×1 и мультиплексор 16×1, следуя той же процедуре.
Реализация мультиплексоров высшего порядка.
Теперь давайте реализуем следующие два мультиплексора высшего порядка, используя мультиплексоры низкого порядка.
- 8×1 мультиплексор
- 16×1 мультиплексор
8×1 мультиплексор
В этом разделе мы реализуем мультиплексор 8×1, используя мультиплексоры 4×1 и мультиплексор 2×1. Мы знаем, что 4×1 Multiplexer имеет 4 входа данных, 2 строки выбора и один выход. Принимая во внимание, что мультиплексор 8×1 имеет 8 входов данных, 3 строки выбора и один выход.
Итак, нам требуется два мультиплексора 4×1 на первом этапе, чтобы получить 8 входных данных. Поскольку каждый мультиплексор 4×1 производит один выходной сигнал, нам требуется мультиплексор 2×1 на втором этапе, рассматривая выходы первого этапа в качестве входных данных и для получения конечного выхода.
Пусть мультиплексор 8×1 имеет восемь входов данных от I 7 до I 0 , три строки выбора s 2 , s 1 & s0 и один выход Y. Таблица истинности мультиплексора 8×1 показана ниже.
| Выбор входов | Выход | ||
|---|---|---|---|
| S 2 | S 1 | S 0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | Я 0 |
| 0 | 0 | 1 | Я 1 |
| 0 | 1 | 0 | Я 2 |
| 0 | 1 | 1 | Я 3 |
| 1 | 0 | 0 | Я 4 |
| 1 | 0 | 1 | Я 5 |
| 1 | 1 | 0 | Я 6 |
| 1 | 1 | 1 | Я 7 |
Мы можем легко реализовать мультиплексор 8×1, используя мультиплексоры низкого порядка, рассмотрев приведенную выше таблицу истинности. Блок-схема мультиплексора 8×1 показана на следующем рисунке.
Те же строки выбора, s 1 и s 0 , применяются к обоим мультиплексорам 4×1. Входы данных верхнего мультиплексора 4×1 — от I 7 до I 4, а входы данных нижнего мультиплексора 4×1 — от I 3 до I 0 . Таким образом, каждый мультиплексор 4×1 создает выходной сигнал на основе значений строк выбора, s 1 и s 0 .
Выходы мультиплексоров 4×1 первой ступени применяются в качестве входов мультиплексора 2×1, который присутствует на второй ступени. Другая строка выбора s 2 применяется к мультиплексору 2×1.
-
Если s 2 равно нулю, то выход мультиплексора 2×1 будет одним из 4 входов от I 3 до I 0 на основе значений линий выбора s 1 & s 0 .
-
Если s 2 равно единице, то выход мультиплексора 2×1 будет одним из 4 входов от I 7 до I 4 на основе значений линий выбора s 1 & s 0 .
Если s 2 равно нулю, то выход мультиплексора 2×1 будет одним из 4 входов от I 3 до I 0 на основе значений линий выбора s 1 & s 0 .
Если s 2 равно единице, то выход мультиплексора 2×1 будет одним из 4 входов от I 7 до I 4 на основе значений линий выбора s 1 & s 0 .
Таким образом, общая комбинация двух мультиплексоров 4×1 и одного мультиплексора 2×1 работает как один мультиплексор 8×1.
16×1 мультиплексор
В этом разделе мы реализуем мультиплексор 16×1, используя мультиплексоры 8×1 и мультиплексор 2×1. Мы знаем, что мультиплексор 8×1 имеет 8 входов данных, 3 строки выбора и один выход. Принимая во внимание, что мультиплексор 16×1 имеет 16 входов данных, 4 строки выбора и один выход.
Итак, нам требуется два мультиплексора 8×1 на первом этапе, чтобы получить 16 входных данных. Так как каждый мультиплексор 8×1 производит один выход, нам требуется мультиплексор 2×1 на втором этапе, рассматривая выходы первого этапа в качестве входных данных и для получения конечного выхода.
Пусть мультиплексор 16×1 имеет шестнадцать входов данных от I 15 до I 0 , четыре строки выбора от s 3 до s 0 и один выход Y. Таблица истинности мультиплексора 16×1 показана ниже.
| Выбор входов | Выход | |||
|---|---|---|---|---|
| S 3 | S 2 | S 1 | S 0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 | Я 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | Я 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | Я 2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | Я 3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | Я 4 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | Я 5 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | Я 6 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | Я 7 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | Мне 8 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | Мне 9 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | Мне 10 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | Мне 11 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | Мне 12 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | Мне 13 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | Мне 14 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | Мне 15 |
Мы можем легко реализовать мультиплексор 16×1, используя мультиплексоры низкого порядка, рассмотрев приведенную выше таблицу истинности. Блок-схема мультиплексора 16×1 показана на следующем рисунке.
Те же строки выбора, s 2 , s 1 и s 0 , применяются к обоим мультиплексорам 8×1. Входы данных верхнего мультиплексора 8×1 — от I 15 до I 8, а входы данных нижнего мультиплексора 8×1 — от I 7 до I 0 . Следовательно, каждый мультиплексор 8×1 создает выходной сигнал на основе значений строк выбора, s 2 , s 1 & s 0 .
Выходы мультиплексоров 8×1 первой ступени применяются в качестве входов мультиплексора 2×1, который присутствует на второй ступени. Другая строка выбора s 3 применяется к мультиплексору 2×1.
-
Если s 3 равно нулю, то выход мультиплексора 2×1 будет одним из 8 входов от 7 до I 0 на основе значений линий выбора s 2 , s 1 & s 0 .
-
Если s 3 равен единице, то выход мультиплексора 2×1 будет одним из 8 входов от I 15 до I 8 на основании значений линий выбора s 2 , s 1 & s 0 .
Если s 3 равно нулю, то выход мультиплексора 2×1 будет одним из 8 входов от 7 до I 0 на основе значений линий выбора s 2 , s 1 & s 0 .
Если s 3 равен единице, то выход мультиплексора 2×1 будет одним из 8 входов от I 15 до I 8 на основании значений линий выбора s 2 , s 1 & s 0 .
Таким образом, общая комбинация двух мультиплексоров 8×1 и одного мультиплексора 2×1 работает как один мультиплексор 16×1.