Multiplexer dan demultiplexer: prinsip operasi, penjelasan dengan contoh sederhana, aplikasi. Multiplexer dan demultiplexer: sirkuit, prinsip operasi Presentasi multiplexer dan demultiplexer

17.11.2023 Kartu memori

Multiplekser - disebut perangkat kombinasional yang memastikan transmisi dalam urutan yang diinginkan informasi digital, datang melalui beberapa masukan ke satu keluaran. Multiplexer ditunjuk melalui MUX (dari bahasa Inggris multiplexor), serta melalui MS (dari bahasa Inggris multiplex atau selector).

Secara skematis dapat direpresentasikan sebagai saklar yang menghubungkan salah satu dari beberapa input (disebut informasi) ke satu output perangkat. Selain masukan informasi, multiplekser memiliki masukan alamat dan, biasanya, masukan permisif (strobo). Sinyal pada input alamat menentukan saluran informasi spesifik mana yang terhubung ke output. Jika hubungan antara jumlah masukan informasi n dan jumlah masukan alamat m adalah n = 2 m, maka multiplekser tersebut disebut lengkap. Jika n< 2 m , то мультиплексор называют неполным.

Aktifkan input digunakan untuk ekspansi fungsionalitas multiplekser. Mereka digunakan untuk meningkatkan kapasitas multiplexer dan menyinkronkan operasinya dengan operasi node lain. Sinyal pada input pengaktifan dapat mengizinkan atau melarang koneksi input tertentu ke output, yaitu, sinyal tersebut dapat memblokir pengoperasian seluruh perangkat.

Pengoperasian multiplekser dua masukan

Mari kita perhatikan pengoperasian multiplekser dua masukan (2 →1), yang secara konvensional digambarkan sebagai sakelar, dan status masukannya X 1 X 2 dan keluaran Y ditunjukkan pada tabel (Gbr. 3.41).

Berdasarkan tabel tersebut, kita dapat menulis persamaan berikut:

Y = X 1 SEBUAH + X 2 SEBUAH

Pada Gambar. Gambar 3.42 menunjukkan implementasi perangkat tersebut dan kondisinya sebutan grafis.


Dasar dari rangkaian ini adalah dua rangkaian kebetulan pada elemen AND, yang, pada tingkat logis “1” pada salah satu masukannya, mengulangi pada keluaran apa yang ada pada masukan lainnya.

Jika perlu menambah jumlah input, gunakan multiplexer berjenjang. Sebagai contoh, perhatikan multiplexer dengan empat input (4 → 1), dibangun berdasarkan multiplexer (2 → 1).

Diagram dan tabel keadaan multiplexer tersebut ditunjukkan pada Gambar 3.43.



Multiplexer adalah perangkat logika universal yang menjadi dasar pembuatan berbagai rangkaian kombinasional dan sekuensial. Multiplexer dapat digunakan dalam pembagi frekuensi, perangkat pemicu, pemindah, dll. Multiplexer sering digunakan untuk mengubah kode biner paralel menjadi serial. Untuk konversi seperti itu, cukup menerapkan kode biner paralel ke input informasi multiplekser, dan menerapkan sinyal ke input alamat sedemikian rupa sehingga input tersebut dihubungkan secara bergantian ke output, dimulai dari yang pertama dan diakhiri dengan yang terakhir.

Multiplexer sebagai shifter

Mari kita perhatikan contoh penggunaan multiplekser untuk mengimplementasikan apa yang disebut pemindah kombinasional, yang menghasilkan pergeseran bilangan biner sedikit demi sedikit. Prinsip operasi perangkat ini jelas dari diagram perangkat dan tabel status input dan outputnya (Gbr. 3.44).


Dalam penunjukan multiplexer digunakan dua huruf Rusia KP, misalnya industri memproduksi multiplexer seperti K155KP1, K531KSh8, K561KPZ, K555KP17, dll.

Demultiplexer adalah perangkat di mana sinyal dari satu input informasi diterima dalam urutan yang diinginkan melalui beberapa output, bergantung pada kode pada bus alamat. Jadi, demultiplexer secara fungsional merupakan kebalikan dari multiplexer. Demultiplexer ditunjuk oleh DMX atau DMS.

Jika hubungan antara jumlah keluaran n dan jumlah masukan alamat m ditentukan oleh persamaan n= 2 m, maka demultiplexer tersebut disebut lengkap, dengan n< 2 m демультиплексор является неполным.

Pengoperasian demultiplexer dua keluaran

Mari kita perhatikan pengoperasian demultiplexer dengan dua keluaran, yang secara konvensional digambarkan sebagai sakelar, dan status masukan dan keluarannya ditunjukkan pada tabel (Gbr. 3.45).


Dari tabel ini sebagai berikut: Y 1 =X·A Y 2 = X·A yaitu perangkat seperti itu dapat diimplementasikan seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3.46.



Untuk meningkatkan jumlah output demultiplexer, koneksi kaskade demultiplexer digunakan. Sebagai contoh (Gbr. 3.47), perhatikan konstruksi demultiplexer dengan 16 output (1 → 16) berdasarkan demultiplexer dengan 4 output (1 → 4).


Jika terdapat angka nol pada bus alamat A 0 dan A 1, masukan informasi X dihubungkan ke keluaran atas DMX 0 dan, bergantung pada status bus alamat A 2 dan A 3, dapat dihubungkan ke salah satu dari Keluaran DMX 1. Jadi, ketika A 2 = A 3 = 0, masukan X dihubungkan ke Y 0. Ketika A 0 = 1 dan A 1 = 0, input X dihubungkan ke DMX 2, bergantung pada keadaan A 2 dan A 3, input tersebut dihubungkan ke salah satu output Y 4 - Y 7, dst.

Fungsi demultiplekser

Fungsi demultiplexer mirip dengan descrambler. Decoder dapat dianggap sebagai demultiplexer, di mana input informasi mempertahankan tegangan output dalam keadaan aktif, dan input alamat berfungsi sebagai input decoder. Oleh karena itu, huruf yang sama digunakan dalam penunjukan decoder dan demultiplexer - ID. Mereka memproduksi decryptor (demultiplexer) K155IDZ, K531ID7, dll.

Saat menggunakan teknologi CMOS, dimungkinkan untuk membuat sakelar dua arah yang memiliki kemampuan untuk melewatkan arus di kedua arah dan mengirimkan tidak hanya sinyal digital, tetapi juga sinyal analog. Berkat ini, dimungkinkan untuk membuat multiplexer-demultiplexer, yang dapat digunakan baik sebagai multiplexer atau sebagai demultiplexer. Multiplexer-demultiplexer ditunjuk oleh MX. Di antara multiplexer-demultiplexer yang diproduksi, kita dapat menyoroti seperti K564KP1, K590KP1. Multiplexer-demultiplexer adalah bagian dari seri K176, K561, K591, K1564.

Multiplexer dapat digunakan sebagai elemen logika universal (ULE) untuk mengimplementasikan fungsi logis.

Di ULE, setiap rangkaian argumen berhubungan dengan transmisi salah satu sinyal konfigurasi ke output. Jika sinyal ini adalah nilai fungsi aktif set ini argumen, maka ULE mengimplementasikan fungsi yang diberikan.

Fungsi yang berbeda akan memiliki kode pengaturan yang berbeda.

Alfabet penyetelannya adalah (0, 1) - penyetelan dilakukan menggunakan konstanta 0 dan 1.

Jika jumlah argumen melebihi jumlah input alamat ULE, maka alfabet sinyal penyetelan perlu diperluas dengan mentransfer argumen ke jumlah sinyal penyetelan.

Mentransfer salah satu argumen ke jumlah sinyal pengaturan memungkinkan Anda mengimplementasikan fungsi dengan jumlah argumen satu lebih banyak daripada saat mengatur dengan konstanta.

Anda dapat melangkah lebih jauh dalam memperluas alfabet sinyal penyetelan. Dalam hal ini, rangkaian logika tambahan akan diperlukan untuk mereproduksi fungsi sisa yang bergantung pada lebih dari satu argumen.

Misalnya, jika dua argumen diubah menjadi sinyal pengaturan, maka rangkaian logika tambahan akan menjadi dua masukan.

Multiplexer,

demultiplexer

Menggunakan multiplexer sebagai elemen logika universal untuk mengimplementasikan fungsi logis

Multiplexer, demultiplexer

Demultiplexer

Mereka melakukan fungsi kebalikan dari multiplexer - mereka mengirimkan data dari satu saluran input ke salah satu dari beberapa saluran penerima.

Demultiplexer mempunyai satu masukan informasi x, n keluaran informasi, ..., dan k masukan kontrol (alamat), ..., .

Biasanya, sama seperti multiplexer, .

Multiplexer, demultiplexer

Kode biner A, yang tiba di input alamat, menentukan salah satu dari n output, ke mana nilai variabel dari input informasi ditransfer, yaitu demultiplexer mengimplementasikan fungsi berikut:

Multiplexer, demultiplexer

Contoh demultiplexer yang memiliki

keluaran informasi dan masukan alamat,

Multiplexer,

demultiplexer

Fungsi demultiplexer mudah diimplementasikan menggunakan decoder jika input izin EN-nya digunakan sebagai input informasi demultiplexer, dan input kode yang dapat didekodekan digunakan sebagai input alamat. Dalam hal ini, ketika nilai sinyal pada input EN aktif, output yang sesuai dengan kode yang diberikan ke input alamat akan dipilih.

Oleh karena itu, IC DS yang memiliki input permisif, seperti disebutkan sebelumnya, disebut

Multiplexer, demultiplexer

Istilah multipleksing

adalah proses transmisi data dari beberapa sumber melalui saluran yang sama, dan perangkat yang melakukan operasi reduksi data menjadi satu saluran di sisi transmisi biasanya disebut

multiplekser.

Perangkat semacam itu mampu memisahkan sementara sinyal yang datang dari beberapa sinyal

sumber, dan mengirimkannya ke saluran

(jalur) komunikasi satu demi satu di

Multiplexer, demultiplexer

Di sisi penerima, Anda perlu melakukan operasi sebaliknya -

diterima melalui saluran komunikasi pada saat-saat yang berurutan, pada penerimanya. Operasi ini dilakukan demultiplexer.

Membagikan multiplexer dan demultiplexer memungkinkan transmisi data

Multiplexer,

demultiplexer

Gabungan penggunaan multiplexer dan demultiplexer untuk mengirimkan data dari n sumber ke n penerima melalui saluran yang sama

“Grafik fungsi dan sifat-sifatnya” - 7) Fungsi tersebut kontinu pada sembarang interval berbentuk (?k; ? + ?k). Bekerja secara lisan: tg(- x) = - tg x. 2) Fungsi genap atau ganjil. Jelaskan sifat-sifat fungsi y = ctgx. 6) Fungsi tersebut tidak mempunyai nilai terbesar dan terkecil. Fungsi y = tan x tidak mempunyai nilai maksimum dan minimum. D(f): himpunan semua bilangan real kecuali bilangan yang berbentuk x = ?k.

“Matematika Grafik” - Bagaimana grafik dibuat? Apa yang bisa kamu gambar dengan grafik? Jadi, tujuan penelitian. Mari berkenalan dengan aplikasi yang lebih luas: kedokteran, geodesi... Metode pembuatan grafik apa yang Anda ketahui? Menarik. Grafik: sulit, pekerjaan menanti Anda: Secara alami, ketergantungan fungsional tercermin menggunakan grafik.

“Grafik fungsi kelas 7” - Bandingkan angka: Buatlah grafik suatu fungsi menggunakan aturan gerak: Tentukan korespondensi antara grafik suatu fungsi dan rumus: Variabel tak bebas. Mari kita buat grafik suatu fungsi berdasarkan titik: Contoh yang mengarah pada konsep suatu fungsi. Buatlah grafik fungsi: Sajikan ekspresi sebagai monomial dari bentuk standar:

“Grafik proporsionalitas terbalik” - Genap, ganjil. Kontinuitas. Proporsionalitas terbalik. Hiperbola. Hiperbola dan satelit luar angkasa. Penerapan hiperboloid. Membuat grafik proporsionalitas terbalik. Sumbu simetri hiperbola. Fungsi proporsionalitas terbalik. Hiperboloid rotasi. Ruang lingkup definisi. Asimtot.

"Graphing" - Buat grafik fungsi. Temukan semua nilai a yang Persamaannya. Mari terapkan metode wilayah umum. Kita dapat dengan mudah membaca jawabannya dari gambar. Persamaan aslinya ekuivalen dengan himpunan: Dengan menjumlahkan koordinat yang bersesuaian, kita memperoleh grafik yang diinginkan. Mari kita membuat gambar grafis dari korespondensi yang termasuk dalam sistem.

“Membuat grafik fungsi dengan modulus” - Memperkuat pengetahuan tentang fungsi yang dipelajari sebelumnya. Y = x – 2. Pertanyaan untuk kelas. Generalisasi. Merencanakan grafik fungsi. Y = sinx. Cobalah untuk membuat grafik sendiri. Y = lnx. Pelajaran generalisasi dan sistematisasi pengetahuan. Pengetahuan yang dipelajari. Fungsi linier. kamu = f(x). Kegiatan proyek. kamu = x2 – 2x – 3.

Demultiplexer

Demultiplexer adalah rangkaian yang menjalankan fungsi kebalikan dari multiplexer, yaitu. ini adalah rangkaian kombinasional yang mempunyai satu masukan informasi (D), n keluaran informasi (y0, y1, ..., yn-1) dan k masukan kontrol (alamat) (A0, A1, ..., Ak-1) . Biasanya, seperti multiplexer, 2k= n. Kode biner yang tiba di input alamat menentukan salah satu dari n output, ke mana nilai variabel dari input informasi (D) ditransfer, yaitu. Demultiplexer mengimplementasikan fungsi-fungsi berikut:

Tabel pengoperasian demultiplexer yang memiliki n = 4 keluaran informasi (y0, y1, y2, y3) dan k = 2 masukan alamat (A0, A1) disajikan pada tabel. 1.2.

Tabel 1.2

Persamaan yang menjelaskan pengoperasian demultiplexer:

Rangkaian demultiplexer dibangun berdasarkan persamaan tersebut dan persamaannya gambar grafis disajikan pada Gambar. 1.3.


Beras. 1.3 - Diagram demultiplexer “1-4” (a) dan gambar simbolisnya (b)

Fungsi demultiplexer mudah diimplementasikan menggunakan decoder jika input “Resolusi” (E) digunakan sebagai input informasi demultiplexer, dan input 1, 2, 4 ... digunakan sebagai input alamat demultiplexer A0, A1, A2, ... Memang, dengan nilai sinyal aktif pada input E, output yang sesuai dengan kode yang dimasukkan ke input alamat dipilih. Oleh karena itu, IC decoder yang memiliki input yang diaktifkan kadang-kadang disebut tidak hanya decoder, tetapi decoder-demultiplexer (misalnya, K155ID4, K531ID7, dll.).

Penerapan multiplexer dan demultiplexer

Istilah “multiplexing” mengacu pada proses transmisi data dari beberapa sumber melalui saluran yang sama, dan perangkat yang melakukan operasi menggabungkan data ke dalam satu saluran di sisi transmisi biasanya disebut multiplexer. Alat tersebut mampu memisahkan sementara sinyal yang datang dari beberapa sumber dan mentransmisikannya ke saluran komunikasi (jalur) satu demi satu sesuai dengan perubahan kode pada input alamatnya.

Di sisi penerima, biasanya perlu melakukan operasi sebaliknya - demultiplexing, mis. distribusi potongan data yang diterima melalui saluran komunikasi pada saat-saat yang berurutan di antara para penerimanya. Operasi ini dilakukan oleh demultiplexer. Gabungan penggunaan multiplexer dan demultiplexer untuk mengirimkan data dari n sumber ke n penerima melalui saluran yang sama diilustrasikan pada Gambar. 1.4. (Secara umum, jumlah sumber data tidak sama dengan jumlah penerima.)


Beras. 1.4

Jika dalam rangkaian (Gbr. 1.4) n sumber dan penerima yang berbeda diganti dengan n-bit sumber dan penerima, misalnya register RGist. dan RGpr. (foto garis putus-putus), maka rangkaian tersebut dapat digunakan untuk mengubah kode paralel n-bit pada sisi transmisi menjadi kode serial (menggunakan multiplexer) dan kode serial menjadi kode paralel pada sisi penerima (menggunakan demultiplexer).

Saat menggunakan multiplexer dan demultiplexer dengan cara ini, sinyal keluaran dari pencacah biner digunakan sebagai kode alamatnya, yang secara berurutan menghasilkan kode biner angka dari 0 hingga n-1 pada keluarannya.

Multiplexer dapat digunakan sebagai elemen logika universal untuk mengimplementasikan fungsi logika apa pun dari sejumlah argumen yang sama dengan jumlah input alamat multiplexer. Mari kita tunjukkan ini menggunakan contoh fungsi logika yang ditentukan oleh tabel kebenarannya (Tabel 1.3).

Kami memilih multiplexer yang memiliki tiga alamat (sesuai dengan jumlah argumen fungsi) dan delapan input informasi.


Beras. 1.5

Untuk implementasi fungsi yang diberikan Kami menghubungkan input informasi multiplexer ke level logis "1" dan "0" dalam urutan yang sepenuhnya menyalin urutan satu dan nol dari fungsi dalam tabel kebenaran (Gbr. 1.5). Dalam hal ini, pencatatan SDNF maupun minimalisasinya tidak diperlukan. Omong-omong, fungsi yang diberikan dalam tabel. 1.3 (paritas jumlah satu dalam kata tiga bit) tidak disederhanakan, oleh karena itu untuk implementasinya, misalnya, pada basis LE “NAND”, diperlukan empat LE “3I-NOT” dan tiga inverter , yaitu total tiga IC akan dibutuhkan. Pada saat yang sama, untuk mengimplementasikan rangkaian sesuai Gambar. 1.5 hanya memerlukan satu IC multiplekser “8-1”. Oleh karena itu, metode implementasi fungsi tiga argumen atau lebih menggunakan IC multiplexer sangat populer di kalangan pengembang.

Multiplexer dan demultiplexer (mux dan demux dalam singkatan bahasa Inggris) adalah komponen yang cukup umum dalam elektronik digital. Memahami proses logis yang terjadi di dalamnya akan memungkinkan kita untuk lebih memahami rangkaian dengan partisipasinya dan mengembangkan perangkat elektronik yang lebih kompleks



Multiplexer dan demultiplexer bekerja berlawanan satu sama lain, tetapi berdasarkan prinsip yang sama. Mereka terdiri dari masukan informasi, keluaran informasi dan saklar (pemilih).


Gambar di bawah menunjukkan representasi skema multiplexer dan demultiplexer.



Multiplexer memiliki beberapa input informasi. Sakelar multiplekser memilih masukan mana yang harus digunakan dan menghubungkannya ke keluaran informasi, yang mana multiplekser hanya memiliki satu. Situasi ini dapat dibandingkan jika sekelompok orang ingin menceritakan sesuatu tentang mereka kepada Anda, tetapi Anda hanya dapat mendengarkannya satu per satu.


Sebaliknya, demultiplexer hanya memiliki satu masukan informasi, dan saklar menghubungkannya ke satu keluaran informasi pada satu waktu. Artinya, sama saja Anda ingin mengatakan sesuatu kepada sekelompok orang, tetapi pada waktu tertentu Anda hanya dapat mengatakannya kepada satu orang dari kerumunan tersebut.


Ada juga sirkuit mikro yang menggabungkan fungsi multiplexer dan demultiplexer. Dalam bahasa Inggris biasanya disebut mux/demux. Mereka juga bisa disebut multiplexer dua arah atau sekadar sakelar. Mereka memungkinkan sinyal ditransmisikan di kedua arah. Jadi, Anda tidak hanya dapat berbicara dengan seseorang, tetapi seseorang di antara kerumunan tersebut juga dapat berbicara dengan Anda momen tertentu waktu.


Dalam hal ini, saklar internal biasanya memiliki beberapa masukan informasi yang dialamatkan dalam bentuk biner. Hampir semua sirkuit mikro tersebut memiliki jalur OE (pengaktifan keluaran atau keluaran aktif). Ada juga demultiplexer di dalam chip dengan satu masukan dan biasanya empat keluaran. Untuk memilih keluaran, rangkaian mikro juga memiliki dua jalur untuk menangani keluaran (00, 01, 10, 11).


Ada multiplexer digital dan analog. Sakelar digital adalah sakelar logis yang tegangan keluarannya akan sama dengan tegangan suplai. Yang analog menghubungkan tegangan input yang dipilih ke output.


Prinsip multiplexing dan demultiplexing digunakan pada awal perkembangan telepon pada awal abad terakhir. Kemudian orang yang ingin menelpon temannya itu mengangkat teleponnya dan menunggu jawaban dari operator. Ini adalah bagian multiplekser, karena pada titik waktu tertentu operator memilih dari antara himpunan garis tempat orang tersebut “duduk”. Orang tersebut mengatakan ingin berbicara dengan temannya yang nomornya 12345. Ini bagian switchboard, disini operator menerima nomor (alamat). Selanjutnya, dia menghubungkan konektor tersebut ke saluran temannya. Ini adalah bagian demultiplexer. Di sini satu saluran dari banyak saluran terhubung ke satu saluran saja.


Multiplexer dan demultiplexer akan membantu Anda memecahkan masalah penambahan jumlah jalur input atau output jika jumlah GPIO mikrokontroler Anda terlalu kecil. Jika proyek Anda mencakup banyak sensor, Anda dapat menghubungkannya ke multiplexer. Output dari multiplexer kemudian perlu dihubungkan ke ADC dan, dengan mengganti alamat saluran, membaca data dari sensor secara berurutan.


Multiplexer juga berguna bila Anda memiliki beberapa chip antarmuka I2C yang memiliki alamat yang sama. Cukup sambungkan jalur SDA/SCL ke sakelar dan kendalikan secara seri. Multiplexer dan demultiplexer juga dapat digunakan sebagai konverter level.