Мультиплексоры
На цифровом логическом уровне мультиплексор представляет собой схему с Т входами, одним выходом и п линиями управления, которые позволяют выбрать один из входов. Выбранный вход соединяется с выходом. На рис. 3.10 изображена
Не стоит забывать закон Мура. Ядро процессора Pentium 4 содержит уже 42 млн транзисторов, и, очевидно, это не предел. — Примеч. научн. ред.
схема восьмивходового мультиплексора. Три линии управления, Л, Б и С, кодируют 3-разрядное число, которое указывает, какая из восьми входных линий должна соединяться с вентилем ИЛИ и, следовательно, с выходом. Вне зависимости от того, какое значение окажется на линиях управления, семь вентилей И всегда будут выдавать на выходе 0, а оставшийся может выдавать 0 или 1 в зависимости от значения выбранной линии входа. Каждый вентиль И запускается определенной комбинацией сигналов на линиях управления. Если в схему мультиплексора, показанную на рис. 3.10, добавить источник питания и землю, то мультиплексор можно включить в корпус с 14 выводами.
Рис. 3.10. Схема восьми входового мультиплексора
Использовав мультиплексор, мы можем реализовать функцию большинства (см. рис. 3.3, я), как показано на рис. 3.11, б. Для каждой комбинации А, В и С выбирается одна из входных линий. Каждый вход соединяется либо с сигналом Усс (логическая 1), либо с землей (логический 0). Алгоритм соединения входов очень прост: входной сигнал Д такой же, как значение в строке і таблицы истинности. На рис. 3.3, а в строках 0, 1, 2 и 4 значение функции равно 0, поэтому соответствующие входы заземляются; в оставшихся строках значение функции равно 1, поэтому соответствующие входы соединяются с логической единицей. Таким способом можно реализовать любую таблицу истинности с тремя переменными, использовав микросхему на рис. 3.11, а.
Рис. 3.11. Мультиплексор, построенный на СИС (а); тот же мультиплексор, смонтированный для вычисления функции большинства (б)
Мы уже видели, как мультиплексор может использоваться для выбора одного из нескольких входов и как он позволяет строить таблицу истинности. Его также можно использовать в качестве преобразователя параллельного кода в последовательный. Если подать 8 бит данных на входные линии, а затем поочередно переключать линии управления, чтобы получить значения от ООО до 111 (это двоичные числа), то 8 бит поступят на выходную линию последовательно. Обычно такое преобразование осуществляется при вводе информации с клавиатуры, поскольку каждое нажатие клавиши определяет 7- или 8-разрядное число, которое должно передаваться последовательно по телефонной линии.
Противоположностью мультиплексора является демультиплексор, который соединяет единственный входной сигнал с одним из 2п выходов в зависимости от значений сигналов в п линиях управления. Если бинарное значение линий управления равно то выбирается выход к.
Декодеры
В качестве второго примера рассмотрим схему, которая получает на входе гг-раз-рядное число и использует его для того, чтобы выбрать (то есть установить в значение 1) одну из 2 й выходных линий. Такая схема называется декодером. Пример декодера для п = 3 показан на рис. 3.12.