Ttl элементтерінде мультиплексорлар құрылысының ерекшеліктері

Оны бірнеше кірістің бірін (оларды ақпараттық деп атайды) құрылғының бір шығысына қосатын қосқыш ретінде схемалық түрде бейнелеуге болады. Ақпараттық кірістерден басқа, мультиплексорда мекен-жай кірістері бар және, әдетте, қосу (строб) кірістері бар. Адрес кірістеріндегі сигналдар қандай нақты ақпарат арнасы шығысқа қосылғанын анықтайды. Егер ақпараттық кірістер саны n мен адрестік кірістер саны m арасындағы қатынас n \u003d 2 m әрекет етсе, онда мұндай мультиплексор толық деп аталады. Егер n< 2 m , то мультиплексор называют неполным.

Рұқсат етілген кірістер мультиплексордың жұмысын кеңейту үшін қолданылады. Олар мультиплексордың ұзындығын ұлғайтуға, оның жұмысын басқа түйіндердің жұмысымен синхрондауға арналған. Қабылдағыш кіріс сигналдары шығысқа белгілі бір кірістің қосылуын қосуы немесе өшіруі мүмкін, яғни олар бүкіл құрылғының жұмысын блоктауы мүмкін.

Екі кірісті мультиплексорлық жұмыс

Шартты түрде қосқыш ретінде көрсетілген екі кірісті мультиплексордың жұмысын қарастырайық (2 → 1), ал оның кірістерінің күйі X 1 X 2 және Y кестеде көрсетілген (3.41-сурет).

Кесте негізінде келесі теңдеуді жазуға болады:

Y \u003d X 1 A + X 2 A

Күріш. 3.42 осындай құрылғының іске асырылуын және оның әдеттегі графикалық белгіленуін көрсетеді.

Егер кірістер санын кеңейту қажет болса, онда каскадты мультиплексорлар қолданылады. Мысал ретінде мультиплексорлар негізінде салынған (4 → 1) төрт кірісі бар мультиплексорды қарастырайық (2 → 1).

Осындай мультиплексор күйлерінің сызбасы мен кестесі 3.43-суретте көрсетілген.



Мультиплексорлар - олардың негізінде әр түрлі комбинациялық және реттік тізбектер жасалатын әмбебап логикалық құрылғылар. Мультиплексорлар жиілікті бөлгіштерде, флип-флоптарда, ауыстырғыштарда және т.б. қолданыла алады. Мультиплексорлар көбінесе параллель екілік кодты серияға түрлендіру үшін қолданылады. Мұндай түрлендіру үшін мультиплексордың ақпараттық кірістеріне параллельді екілік кодты беру жеткілікті, ал кірістер бірінші кезектен басталып аяқталатын шығысқа кезек-кезек жалғасатын адрес кірістеріне сигналдар беру. Соңғы.

Мультиплексор ауыстырғыш ретінде

Екілік санның разрядты ауысуын қамтамасыз ететін комбинациялық ауысым деп аталатынды жүзеге асыру үшін мультиплексорларды қолдану мысалын қарастырайық. Бұл құрылғының жұмыс принципі құрылғының диаграммасынан және оның кірістері мен шығыстарының күйлер кестесінен айқын көрінеді (3.44-сурет).


Мультиплексорларды белгілеу кезінде KP екі орыс әрпі қолданылады, мысалы, өнеркәсіп K155KP1, K531KSh8, K561KPZ, K555KP17 және т.б.мультиплексорларды шығарады.

Демультиплексор - бұл бір ақпараттық кірістен сигналдар адрес автобустарындағы кодқа байланысты бірнеше шығыс арқылы қажетті ретпен келетін құрылғы. Сонымен, демультиплексор функционалды түрде мультиплексорға қарсы тұрады. Демультиплексорлар DMX немесе DMS арқылы тағайындалады.

Егер n шығулар саны мен m мекен-жай кірістері санының арақатынасы n \u003d 2 m теңдікпен анықталса, онда мұндай демультиплексор толық деп аталады, n үшін< 2 m демультиплексор является неполным.

Қос шығару демультиплексорының жұмысы

Демультиплексордың екі шығысы бар жұмысын қарастырайық, ол шартты түрде коммутатор түрінде көрсетілген, ал оның кірістері мен шығыстарының күйі кестеде көрсетілген (3.45-сурет).

Осы кестеден мыналар шығады: Y 1 \u003d X · A Y 2 \u003d X · Және, мысалы, мұндай құрылғыны суретте көрсетілгендей жүзеге асыруға болады. 3.46.

Демультиплексор функциялары

Демультиплексорлардың қызметі декодердің қызметіне ұқсас. Декодерді демультиплексор ретінде қарастыруға болады, онда ақпарат кірісі шығыс кернеуін белсенді күйде сақтайды, ал адрес кірістері декодер кірісі ретінде жұмыс істейді. Сондықтан декодерді де, демультиплексорды да белгілеу кезінде бірдей әріптер қолданылады - ID. Олар декодерлер (демультиплексорлар) шығарады K155IDZ, K531ID7 және т.б.

CMOS технологиясын қолданған кезде екі бағытта да ток өткізіп, тек цифрлық қана емес, сонымен қатар аналогтық сигналдарды жіберетін қабілеті бар екі бағытты ажыратқыштар құруға болады. Осыған байланысты мультиплексорлар ретінде де, мультиплексорлар ретінде де қолдануға болатын мультиплексорлар-демультиплексорлар құрастыруға болады. Мультиплексорлар-демультиплексорлар MX-мен тағайындалады. Өндірілген мультиплексорлар-демультиплексорлар арасында K564KP1, K590KP1 сияқты бөлектеуге болады. Мультиплексорлар-демультиплексорлар K176, K561, K591, K1564 серияларының бөлігі болып табылады.

Компьютерлік схемаларда жеке-жеке пайдасыз болып көрінетін көптеген бөлшектер қолданылады (және көп жағдайда олар). Физика заңдарын сақтай отырып, оларды логикалық жүйеге жинау керек, өйткені олар жай алмастырылмайды. Мультиплексорлар мен демультиплексорлар жақсы мысал бола алады. Олар байланыс жүйелерін жобалауда маңызды рөл атқарады. Мультиплексор қиын емес. Мұны сіз мақаланы оқи отырып көресіз.

Мультиплексор дегеніміз не?

Мультиплексор - бұл бірнеше кірістің бірін таңдап, содан кейін оның шығуына қосылатын құрылғы. Мұның бәрі екілік кодтың күйіне байланысты. Мультиплексор бірнеше кірісі бар және тек бір шығысы бар сигналдық қосқыш ретінде қолданылады. Оның жұмыс механизмін келесі кесте арқылы сипаттауға болады:

Демультиплексор дегеніміз не?

Демультиплексор - бұл бір кіріс және бірнеше шығысы бар құрылғы. Қосылатын нәрсе екілік код арқылы анықталады. Ол үшін ол оқылып, қажетті мәнге ие шығыс кіріске қосылады. Көріп отырғаныңыздай, бұл құрылғыларда толыққанды жұмыс істеу үшін жұпта жұмыс істеудің қажеті жоқ және олар атқаратын функционалдығына байланысты өз атауын алды.

Мультиплексор тізбегі

Мультиплексор тізбегін қарастырайық. Ең үлкен бөлігі - ЖӘНЕ-НЕМЕСЕ элементі. Ол екіден және теориялық тұрғыдан шексіздікке дейінгі әртүрлі кірістер санына ие бола алады. Бірақ, әдетте, олар 8 кірістен артық жасалмайды. Әрбір жеке кіріс инвертор деп аталады. Сол жақтағыларды ақпараттық деп атайды. Ортасында адрестік кірістер бар. Оң жақта әдетте мультиплексордың өзі жұмыс істейтіндігін анықтайтын элемент қосылады. Мұны инверттелген енгізу арқылы толықтыруға болады. Кірістер санын жазбаша белгілеу және оның мультиплексор екенін көрсету үшін осы типтегі жазбалар қолданылады: «1 * 2». Бірлік деп құрылғыға келетін қорытындылардың саны түсініледі. Екі нәтижені белгілеу үшін қолданылады және әдетте 1-ге тең. Адрес кірістерінің санына байланысты мультиплексор қандай битке ие болатындығы анықталады және бұл жағдайда формула қолданылады: 2 n. N орнына қажетті мән ауыстырылады. Бұл жағдайда 2 2 \u003d 4. Егер екілік немесе үштік мультиплексор үшін кірістер мен шығыстар санының айырымы сәйкесінше екі және үш болса, онда олар толық деп айтады. Егер мән төмен болса, олар толық емес. Мұндай құрылғыда мультиплексор бар. Диаграмма кескін түрінде қосымша ұсынылған, осылайша сіз оның құрылымы туралы толық бейнеге ие боласыз.

Демультиплексор тізбегі

Демультиплексорлардағы каналды ауыстыру үшін тек «ЖӘНЕ» логикалық элементтері қолданылады. CMOS чиптері көбінесе FET қосқыштары арқылы жасалатынын есте ұстаған жөн. Сондықтан демультиплексор ұғымы оларға қолданылмайды. Бір құрылғы оның қасиеттерін диаметрлік қарама-қарсы өзгерте алатындай етіп жасауға бола ма? Ия, егер біз ақпараттың нәтижелері мен кірістерін ауыстыратын болсақ, нәтижесінде «де-» префиксі «мультиплексор» атауына қосылуы мүмкін. Олардың мақсаты декодерлерге ұқсас. Айырмашылыққа қарамастан, тұрмыстық микросхемалардағы екі құрылғы да бірдей әріптермен белгіленеді - ID. Демультиплексорлар сигналға ықтимал жауаптардың едәуір саны бар бір операнды (бір кірісті, унитарлы) логикалық функцияларды орындайды.

Мультиплексорлардың түрлері

Негізінде мультиплексорлардың тек екі түрі бар:

1. 
   Терминал. Мультиплексорлардың бұл түрі кейбір мәліметтер берілетін байланыс желісінің ұштарында орналасқан.
   
2. 
   I / O. Олар ақпарат ағынынан бірнеше арналарды алып тастау мақсатында байланыс желісінің үзілісінде орнатылатын құрал ретінде қолданылады. Бұл қымбат механизмдер болып табылатын терминалды мультиплексорларды орнату қажеттілігін болдырмайды.
   

Айта кету керек, мультиплексорлар арзан рахат емес. Қазіргі уақытта ең арзаны 12 мың рубльден асады, жоғарғы шегі - 270 000, бірақ мұндай бағалардың өзінде олар әрдайым жаңа жолды салғаннан гөрі тиімді. Бірақ бұл пайда барлық жұмыс көлемін дұрыс орындай алатын және мультиплексорды дұрыс орнататын білікті кадрлар болған жағдайда ғана болады. Егер штаттық маман болмаса, баға сәл көтерілуі мүмкін. Бірақ оларды әрқашан мамандандырылған компаниялардан жалдауға болады.

Мультиплекстеу

Сигналдық мультиплекстеу байланыс арналарының өзіндік құнының, сондай-ақ оларды ұстауға кететін шығындардың есебінен жүзеге асырылады. Сонымен қатар, таза физикалық тұрғыдан алғанда, қазіргі кездегі мүмкіндік толық көлемде пайдаланылмайды. Жүйеде жұмыс істеу үшін мультиплексорды орнату жаңа арнаны орнатудан гөрі экономикалық жағынан тиімді. Сонымен қатар, бұл процеске аз уақыт жұмсау керек, бұл белгілі бір материалдық игіліктерді де білдіреді.

Мақала аясында біз жиіліктік мультиплекстеу принципімен танысамыз. Оның көмегімен жалпы байланыс арнасындағы әрбір кіріс ағыны үшін бөлек жиілік диапазоны бөлінеді. Ал мультиплексорға келіп түскен спектрлердің әрқайсысының спектрін басқа мәндер диапазонына ауыстыру жүктелген. Бұл әртүрлі арналардан өту мүмкіндігін болдырмау үшін жасалады. Олар бір-біріне кедергі жасауға айналмас үшін, тіпті белгіленген шектен асып кетсе де, қарауыл аралықтарының технологиясын қолданады. Ол әр арна арасында белгілі бір жиіліктің қалуынан тұрады, ол ақаулықтарды бастан өткереді және жүйенің жалпы күйіне әсер етпейді. FDMA мультиплекстеуін оптикалық және электрлік байланыс желілерінде қолдануға болады.

Ресурстардың шектеулілігі механизмді жетілдіру мүмкіндігін тудырды. Соңғы нәтиже уақытты бөлу мультиплекстеуі деп аталатын процесс болды. Бұл механизмнің көмегімен бір жылдамдықты беру үшін жалпы жылдамдықты ағынға аз уақыт бөлінеді. Бірақ бұл іске асырудың жалғыз нұсқасы емес. Сондай-ақ, уақыттың белгілі бір бөлігі бөлінген болуы мүмкін, ол берілген аралықта циклдік түрде қайталанады. Жалпы, мультиплексордың алдында бұл жағдайларда мәліметтерді беру ортасына циклдік қол жеткізуді қамтамасыз ету міндеті тұр, ол қысқа аралықта кіріс ағындары үшін ашық болуы керек.

Қорытынды

Мультиплексор - бұл байланыс мүмкіндіктерін кеңейтетін нәрсе. Мақала аясында деректерді беру үшін қолданылатын құрылғылар қарастырылды, бұл шығындар элементін айтарлықтай үнемдеуге мүмкіндік береді. Сондай-ақ олардың схемалық құрылымы мен мультиплекстеу ұғымы, оның ерекшеліктері мен қолданылуы қысқаша қарастырылды. Осылайша, біз теориялық негізді қарастырдық. Егер сіз мультиплексорлар мен демультиплексорларды зерттегіңіз келсе, оны практикаға енгізу үшін қажет болады.