Reja: Maqsadlar, vazifalar, dars mazmuni

Ilovalar -
Etti segmentli displeylar kalkulyatorlar, soatlar, turli o'lchash asboblari, raqamli soatlar va raqamli hisoblagichlardagi raqamlarni ko'rsatish uchun ishlatiladi.

17-Mavzu: Multiplexer va demultiplexer

Reja:

1. 
   Multipleksor tushunchasi
   
2. 
   Demultiplexer davri
   
3. 
   Multiplekser va demultiplekserning qo'llanilishi va ishlash printsipi
   

Multipleksatorlar va demultipleksatorlar kombinatsiyalangan qurilmalar sinfiga kiradi, ular aloqa liniyalarida ma'lumotlar oqimini belgilangan manzillarda almashtirish uchun mo'ljallangan. Ma'lumotlarning aksariyati raqamli tizimlar to'g'ridan-to'g'ri bosilgan elektron platalarning simlari va o'tkazgichlari orqali uzatiladi. Ko'pincha ikkilik signallarni (yoki analog-raqamli tizimlarda analog) signal manbasidan iste'molchilarga uzatish zarurati tug'iladi. Ba'zi hollarda siz telefon liniyalari, koaksiyal va optik kabellar orqali ma'lumotlarni uzoq masofalarga uzatishingiz kerak. Agar barcha ma'lumotlar bir vaqtning o'zida parallel aloqa liniyalari orqali uzatilsa, bunday kabellarning umumiy uzunligi juda uzun bo'ladi va ular juda qimmatga tushadi. Buning o'rniga, ma'lumotlar ketma-ket shaklda bitta sim orqali uzatiladi va bu bitta havolaning qabul qilish uchida parallel ma'lumotlarga guruhlanadi. Berilgan raqam (manzil)ga ega ma’lumotlar manbalaridan birini aloqa liniyasiga ulash uchun foydalaniladigan qurilmalar multipleksorlar deyiladi. Aloqa liniyasini ma'lum bir manzilga ega bo'lgan axborotni qabul qiluvchilardan biriga ulash uchun ishlatiladigan qurilmalar demultipleksatorlar deb ataladi. Birining parallel ma'lumotlari raqamli qurilmalar multipleksor yordamida ularni ketma-ket axborot signallariga aylantirish mumkin, ular bir sim orqali uzatiladi. Demultipleksatorning chiqishlarida ushbu ketma-ket kirishlarni parallel ma'lumotlarga qayta guruhlash mumkin.

Multipleksatorlar
Multiplekser turli manbalardan raqamli oqimlarni yagona transport oqimiga birlashtirish uchun ishlatiladi- siqish koderlari, boshqa multipleksorlarning chiqishlari, qabul qiluvchilarning chiqishlari - dekoderlar va boshqalar. Kiruvchi signallar boshqa vaqt bazasiga ega bo'lishi mumkin (ya'ni ular bir oz boshqacha takt chastotalari bilan tuzilishi mumkin) va multipleksorning vazifasi har bir komponentning sinxronizatsiya ma'lumotlarini saqlab, asinxron oqim hosil qilishdir. Multipleksorning ishlash printsipi xotira buferining xususiyatlariga asoslanadi - unga bittadan ma'lumot yoziladi. soat chastotasi, lekin boshqa, yuqori chastotada o'qiladi. Agar siz ketma-ket ulangan buferlar zanjirini tasavvur qilsangiz, impulslarning chiqish portlashlari vaqtida bir-biriga mos kelmaydigan tarzda sinxronlashtirilsa, bu multipleksor bo'ladi.
Multiplekserning asosiy parametri transport oqimining chiqish tezligi bo'lib, ko'pchilik modellar uchun 55 ... 60 Mbit / s ni tashkil qiladi. 100 Mbit / s gacha tezlikka ega bo'lgan namunalar ham mavjud. Albatta, chiqish joyida o'rnatilgan oqim tezligi hech bo'lmaganda barcha birlashtirilgan oqimlarning stavkalari yig'indisidan past bo'lmasligi kerak. Chiqish oqimining haddan tashqari tezligi multipleksor chiqishida nol paketlarni kiritish bilan qoplanadi.
Demultipleksator - bitta axborot kiritish D signalini n ta axborot chiqishidan biriga almashtirish (almashtirish) uchun mo'ljallangan kompyuterning funktsional birligi. Mashina vaqtining har bir tsiklida kirish signalining qiymati etkazib beriladigan chiqish soni A0, A1 ..., Am-1 manzil kodi bilan belgilanadi. Manzil kirishlari m va axborot chiqishlari n n2m nisbatda ulanadi. Demultipleksator sifatida DC dekoderidan foydalanish mumkin. Bunday holda, ma'lumot signali E faollashtirish kirishiga beriladi (inglizchadan enable - yoqish). Axborot kirishi D, manzil kirishlari A1, A0 va shlyuz kirishi C bo'lgan shlyuzli demultipleksator 2.1-rasmda ko'rsatilgan. Demultipleksator multipleksorning qarama-qarshi vazifasini bajaradi. Multipleksorlar va demultipleksatorlarga nisbatan "ma'lumotlar selektorlari" atamasi ham qo'llaniladi

Demultipleksatorlar alohida liniyalar va ko'p bitli avtobuslarni almashtirish, ketma-ket kodni parallelga aylantirish uchun ishlatiladi. Multiplekser singari, demultipleksator ham manzil dekoderini o'z ichiga oladi. Dekoder signallari mantiqiy eshiklarni boshqaradi, ma'lumotni faqat ulardan biri orqali uzatishga imkon beradi (1.1-rasm).

Multiplekser - bu bir nechta kirishlardan birini tanlaydigan va uni chiqishiga ulaydigan qurilma. Multiplekserda bir nechta axborot kirishlari (D 0, D 1, ...), manzilli kirishlar (A 0 A 1, ...), strob signalini etkazib berish uchun kirish C va bitta Q chiqish mavjud. Rasmda. 1, f to'rtta axborot kiritishga ega bo'lgan multipleksorning ramziy tasvirini ko'rsatadi.
Multiplekserning har bir ma'lumot kiritishiga manzil deb ataladigan raqam beriladi. S kirishiga strob-signal qo'llanilganda, multipleksor kirishlardan birini tanlaydi, uning manzili manzil kirishlarida ikkilik kod bilan belgilanadi va uni chiqishga ulaydi.
Shunday qilib, turli xil axborot kirishlarining manzillarini manzilli kirishlarga etkazib berish orqali ushbu kirishlardan Q chiqishiga raqamli signallarni uzatish mumkin. Shubhasiz, axborot kirishlari soni n inf va manzil kirishlari soni n adr bilan bog'liq. nisbati n inf = 2 nadr.

Multipleksorning ishlashi Jadvalda aniqlangan. 1. Strobe signali (C = 0) bo'lmasa, axborot kiritishlari va chiqishlari (Q = 0) o'rtasida hech qanday aloqa yo'q. Strob signali (C = l) qo'llanilganda, manzil kirishlarida ikkilik shakldagi i soni o'rnatilgan D i axborot kirishlaridan birining mantiqiy darajasi chiqishga uzatiladi. Demak, A l A 0 = ll 2 = 3 10 manzilini o'rnatishda 3 10, ya'ni D 3 manzilli axborot kiritish signali Q chiqishiga uzatiladi. Ushbu jadvaldan Q chiqishi uchun quyidagi mantiqiy ifodani yozishingiz mumkin:
Ushbu ifodaga muvofiq tuzilgan multipleksorning sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan.1, b.
Ko'p bitli kirish ma'lumotlarini chiqishlarga parallel shaklda uzatish zarur bo'lgan hollarda, uzatiladigan ma'lumotlar bitlari soniga qarab multipleksorlarning parallel ulanishi qo'llaniladi.
Kombinatsion qurilmalarni sintez qilish uchun multipleksorlardan foydalanish.
Multipleksorlardan mantiqiy funksiyalarni sintez qilish uchun foydalanish mumkin. Bunday holda, sxemada ishlatiladigan elementlarning soni (integral mikrosxemalarning paketlari) sezilarli darajada kamayishi mumkin.
Multiplekserning mantiqiy ifodasi manzil o'zgaruvchilarining barcha kombinatsiyalariga ega bo'lgan a'zolarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun, agar f (x 1, x 2, x 3) uchta o'zgaruvchining funktsiyasini sintez qilish kerak bo'lsa, u holda bu o'zgaruvchilardan ikkitasi (masalan, x 1, x 2) A1 manzil kirishlariga berilishi mumkin va A 0, uchinchisi x 3 - axborot kirishiga.
Masalan, siz Jadvalda berilgan funksiyani sintez qilmoqchisiz deylik. 2. Mantiqiy funksiya ifodasi X l, x 2 o'zgaruvchilarni manzil o'zgaruvchilari sifatida hisobga olsak, biz Jadvalni olamiz. 3, undan ko'rinib turibdiki, Q chiqishidagi multipleksor berilgan mantiqiy funktsiyani amalga oshiradi. Sxematik diagramma shaklda ko'rsatilgan. 2.
Shubhasiz, to'rtta kirishli multipleksorlarda uchta o'zgaruvchining istalgan funktsiyasini, sakkiz kirishli multipleksorlarda - to'rt o'zgaruvchining istalgan funktsiyasini va boshqalarni sintez qilish mumkin. Kombinatsion sxemalarni sintez qilishda multipleksorlardan ma'lum bazis elementlari bilan birgalikda foydalanish mumkin. O'zgaruvchi funktsiyalarning umumiy soni n bo'lsin. So'ngra, agar multipleksorda n ta manzil kirish manzili bo'lsa, u holda ularga n ta o'zgaruvchi manzil beriladi va uning axborot kiritishlari beriladi. n-n funktsiyalari o'zgaruvchan adr.

Misol uchun, siz to'rtta o'zgaruvchining mantiqiy funktsiyasini to'rt kirishli multipleksor yordamida sintez qilmoqchisiz. Agar manzil o'zgaruvchilari x 1, x 2 bo'lsa, u holda 1-jadvalda ko'rsatilganidek, x 3 va x 4 o'zgaruvchilarning funktsiyalari multipleksorning axborot kiritishlariga berilishi kerak. Veyx jadvalining 5 ta hududi. Axborot kiritish uchun mo'ljallangan Veitch jadvalining har bir maydoni ichida minimallashtirish an'anaviy usullar bilan amalga oshiriladi, shundan so'ng multipleksorning ma'lumot kirishlari bilan ta'minlangan funktsiyalarni tashkil etuvchi sxemalar quriladi. Keling, jadvalda keltirilgan funktsiyani amalga oshirish uchun ushbu texnikani ko'rsatamiz. 6. Multiplekserning manzilli kirishlariga x 1 va x 2 o'zgaruvchilari etkazib berilganda, uning axborot kiritishlariga D 0 = 1 qo'llanilishi kerak; D 1 = 0; D 2 = x 3. 4, D 3 = 4. Berilgan funktsiyani amalga oshiradigan sxema rasmda ko'rsatilgan. 3.

Shuni yodda tutish kerakki, mantiqiy qurilmani multipleksor yordamida sintez qilishda, shuningdek, multipleksordan foydalanmasdan sxema versiyasini qurish kerak. Keyin, olingan variantlarni taqqoslab, sxemada ishlatiladigan integral mikrosxemalar paketlari soni bo'yicha variantlardan qaysi biri eng yaxshi ekanligini aniqlang.
Multiplekser - berilgan raqamli kodga muvofiq bir nechta kirishlarni bitta chiqishga ulaydigan kalit. Aslida, multipleksorlar ikki xil bo'ladi: analog va raqamli, analog dala effektli tranzistorlar ustiga qurilgan va signalni ikkala yo'nalishda o'tkazadi, tanlangan kirishdan raqamli signalni chiqishga takrorlaydi. Keyinchalik analog multipleksor haqida gapiramiz.
Kanalni tanlash, yuqorida tavsiflanganidek, quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, belgilangan raqamli kodga muvofiq amalga oshiriladi.

Keling, quyidagi vaziyatni tasavvur qilaylik, bizda ADC va bir nechta analog sensorlar mavjud bo'lib, ular ma'lumotni qayta ishlashlari kerak. Faqat bitta ADC va ko'plab sensorlar mavjud bo'lganligi sababli, u faqat o'z navbatida ularga xizmat qilishi mumkin va bunda multipleksor unga yordam beradi.

An'anaviy kuchlanish bo'luvchi va multipleksordan foydalanib, siz signalni susaytirishingiz mumkin to'g'ri miqdor bir marta.
Nazoratv uchun savollar
1. Multipleksor qanday vazifani bajaradi?
2. To‘liq multipleksorga misol keltiring.
3. To‘liqemas multipleksorga misol keltiring.
4. Multipleksor sxemada shartli belgilanishi.
5. Multipleksorning ME asosidagi sxemasini chizing.
6. Demultipleksor qanday vazifani bajaradi?
7. To‘liq demultipleksorga misol keltiring.
8. To‘liq emas demultipleksorga misol keltiring.
9. Demultipleksor sxemada shartli belgilanishi.
10. Demultipleksorning ME asosidagi sxemasini chiz

18-Mavzu: Multiplexer sxemasini qo’llash

Reja:

1. 
   Mantiqiy elementlardan multipleksor loyihalashtirish
   
2. 
   Demultipleksorlarni loyihalashtirish.
   
3. 
   Sxemada belgilanishi
   

Kombinatsion sxemalarda chiqishdagi signal mazkur vaqtda kirishga

berilayotgan mantiqiy signallar kombinatsiyasiga aynan mos keladi. Shu sababli,
bu turdagi sxemalarga xotira zarur emas. Multipleksorlar bir necha manbadan
berilayotgan ma’lumotlarni bitta chiqish kanaliga uzatishni boshqarish uchun
mo‘ljallangan. Multipleksorda ikki guruhga mansub kirishlar mavjud:
ma’lumotlar uchun va adres uchun (boshqaruvchi). U yoki bu Ai kirish liniyasini
tanlash berilayotgan S0, S1, … adres kodi bilan belgilanadi. Boshqaruv kirishlari