Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti telekommunikatsiya texnologiyalari fakulteti

Multipleksorning manzil kirishini tayinlash

Multiplexers va demultiplexers kombinatsion qurilmalar sinfiga mansub bo'lib, ular ko'rsatilgan manzillarda aloqa liniyalaridagi ma'lumotlar oqimini 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 ma'lumot manbasidan ikkilik signallarni (yoki analog-raqamli tizimlarda analogni) iste'molchilarga o'tkazish zarurati tug'iladi. Ba'zi hollarda ma'lumotlarni telefon liniyalari, koaksiyal va optik kabellar orqali uzoq masofalarga uzatish kerak bo'ladi. Agar barcha ma'lumotlar bir vaqtning o'zida parallel aloqa liniyalari orqali uzatilsa, bunday kabellarning umumiy uzunligi juda uzun va ular juda qimmatga tushar edi. Buning o'rniga, ma'lumotlar bitta sim orqali ketma -ket shaklda uzatiladi va bu bitta havolani qabul qilish uchida parallel ma'lumotlarga guruhlanadi. Ma'lumot manbalaridan birini berilgan raqam (manzil) bilan aloqa liniyasiga ulash uchun ishlatiladigan qurilmalarga multipleksor deyiladi. Aloqa liniyasini ko'rsatilgan manzilga ega bo'lgan axborot qabul qiluvchilardan biriga ulash uchun ishlatiladigan qurilmalarga demultipleksatorlar deyiladi. Birining parallel ma'lumotlari raqamli qurilmalar multipleksor yordamida ularni ketma -ket axborot signallariga aylantirish mumkin, ular bitta sim orqali uzatiladi. Demultiplexer chiqishlarida bu ketma-ket kirishlar parallel ma'lumotlarga qayta guruhlanishi mumkin.
Multiplexers va demultiplexers kombinatsion qurilmalar sinfiga mansub bo'lib, ular ko'rsatilgan manzillarda aloqa liniyalaridagi ma'lumotlar oqimini almashtirish uchun mo'ljallangan. Raqamli tizimlardagi ma'lumotlarning aksariyati to'g'ridan -to'g'ri bosilgan platalarning simlari va o'tkazgichlari orqali o'tadi. Ko'pincha ma'lumot manbasidan ikkilik signallarni (yoki analog-raqamli tizimlarda analogni) iste'molchilarga o'tkazish zarurati tug'iladi. Ba'zi hollarda ma'lumotlarni telefon liniyalari, koaksiyal va optik kabellar orqali uzoq masofalarga uzatish kerak bo'ladi. Agar barcha ma'lumotlar bir vaqtning o'zida parallel aloqa liniyalari orqali uzatilsa, bunday kabellarning umumiy uzunligi juda uzun va ular juda qimmatga tushar edi. Buning o'rniga, ma'lumotlar bitta sim orqali ketma -ket shaklda uzatiladi va bu bitta havolani qabul qilish uchida parallel ma'lumotlarga guruhlanadi. Ma'lumot manbalaridan birini berilgan raqam (manzil) bilan aloqa liniyasiga ulash uchun ishlatiladigan qurilmalarga multipleksor deyiladi. Aloqa liniyasini ko'rsatilgan manzilga ega bo'lgan axborot qabul qiluvchilardan biriga ulash uchun ishlatiladigan qurilmalarga demultipleksatorlar deyiladi. Multiplexer yordamida raqamli qurilmalardan birining parallel ma'lumotlari ketma -ket axborot signallariga aylantirilishi mumkin, ular bitta sim orqali uzatiladi. Demultiplexer chiqishlarida bu ketma-ket kirishlar parallel ma'lumotlarga qayta guruhlanishi mumkin.

Multipleksor turli manbalardan olingan raqamli oqimlarni yagona transport oqimiga birlashtirish uchun ishlatiladi- siqish koderlari, boshqa multipleksorlarning chiqishi, qabul qiluvchilarning - dekoderlarning chiqishi va boshqalar. Kiruvchi signallar har xil vaqt bazasiga ega bo'lishi mumkin (ya'ni ular bir oz boshqacha soat chastotalarida shakllanishi mumkin) va multipleksorning vazifasi har bir komponentning sinxronlash ma'lumotlarini saqlab turishda asenkron oqim hosil qilishdir. Multipleksorning ishlash printsipi xotira buferining xususiyatlariga asoslanadi - unga bitta ma'lumot yoziladi soat chastotasi, lekin boshqa, yuqori chastotada o'qiladi.
Agar siz buferlar ketma -ket ulangan, pulslarning chiqish portlashlari bir -biriga to'g'ri kelmaydigan tarzda bog'langan buferlar zanjirini tasavvur qilsangiz, bu multipleksor bo'ladi. Multipleksorning asosiy parametri transport oqimining chiqish tezligi bo'lib, u ko'pchilik modellar uchun 55 ... 60 Mbit / s ni tashkil qiladi. Bundan tashqari, tezligi 100 Mbit / s gacha bo'lgan namunalar mavjud. Albatta, chiqish joyida o'rnatilgan oqim tezligi hech bo'lmaganda barcha birlashtirilgan oqimlar tezligi yig'indisidan past bo'lmasligi kerak. Chiqish oqimining haddan tashqari tezligi multipleksor chiqishiga nolli paketlarni kiritish-bilan-qoplanadi.

Demultiplexer - bu bitta D ma'lumotli kirish signalini n ta axborot chiqishidan biriga almashtirish (almashtirish) uchun mo'ljallangan kompyuterning funktsional birligi. Mashina vaqtining har bir tsiklida kirish signalining qiymati beriladigan chiqish soni A0, A1 ..., Am-1 manzil kodlari bilan belgilanadi. Manzil kirishlari m va axborot chiqishlari n2m nisbati bilan bog'langan. Shahar dekoderidan demultiplexer sifatida foydalanish mumkin. Bunday holda, axborot uzatish E kirish kiritishiga beriladi (ingliz tilidan faollashtirish - yoqish). Axborot kiritish D, manzil kirishlar A1, A0 va darvozali kirish C bo'lgan darvoza demultiplexer 2.1 -rasmda ko'rsatilgan. Demultiplexer multiplekserning qarama -qarshi funktsiyasini bajaradi. Multiplexer va demultiplexersga nisbatan "ma'lumotlar selektorlari" atamasi ham ishlatiladi.

Demultiplexers ketma-ket kodni parallel ravishda aylantirish, alohida liniyalar va ko'p bitli avtobuslarni almashtirish uchun ishlatiladi. Multiplexer singari, demultiplexer manzil dekoderini o'z ichiga oladi. Dekoder signallari ma'lumotni faqat ulardan bittasi orqali uzatishga imkon beradigan mantiq eshiklarini boshqaradi (1.1 -rasm). Multipleksor - bu bir nechta kirishlardan birini tanlaydigan va uni chiqishiga ulaydigan qurilma. Multipleksatorda bir nechta axborot kirishlari (D 0, D 1, ...), adresli kirishlar (A 0 A 1, ...), strob signalini C va bitta chiqish Q ni etkazib berish uchun kirish mavjud. 1, f to'rt ma'lumotli kirish bilan multipleksorning ramziy tasvirini ko'rsatadi. Multiplexerning har bir ma'lumot kiritishiga manzil deb nomlangan raqam beriladi. C kirishiga strobe signali qo'llanilganda, multipleksor kirishlardan birini tanlaydi, uning manzili manzil kirishlaridagi ikkilik kod bilan belgilanadi va uni chiqishga ulaydi. Shunday qilib, turli xil kirish ma'lumotlarining manzillarini manzil kirishiga etkazib berish orqali, bu kirishlardan raqamli signallarni Q. chiqishiga uzatish mumkin. Shubhasiz, n inf ma'lumotli ma'lumotlar soni va n adr manzilining kirishi soni bilan bog'liq. n inf = 2
Multipleksorning ishlashi jadvalda keltirilgan. 1. Strobe signali bo'lmasa (C = 0), axborot kirishlari va chiqishlari o'rtasida hech qanday aloqa yo'q (Q = 0). Strobe signali (C = l) qo'llanilganda, ikkilik shakldagi i raqami manzil kirishlaridagi D i axborot kirishlarining mantiqiy darajasi chiqishga uzatiladi. Shunday qilib, A l A 0 = ll 2 = 3 10 manzilini belgilashda 3 10 manzili bo'lgan ma'lumot kiritish signalini, ya'ni D 3, Q chiqishiga uzatiladi. Ushbu jadvaldan siz Q chiqishi uchun quyidagi mantiqiy ifodani yozishingiz mumkin:
Ushbu ifodaga muvofiq qurilgan multipleksorning sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 1, b. Ko'p bitli kirish ma'lumotlarini chiqishlarga parallel ravishda uzatish zarur bo'lgan hollarda, multipleksorlarning parallel ulanishi uzatiladigan ma'lumotlarning bit soniga qarab ishlatiladi.

Mantiqiy funktsiyalarni sintez qilish uchun multipleksorlardan foydalanish mumkin. Bunday holda, sxemada ishlatiladigan elementlar soni (integral mikrosxemalar paketlari) sezilarli darajada kamayishi mumkin. Multiplexer boolean ifodasi barcha manzil o'zgaruvchilarining kombinatsiyasiga ega a'zolarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun, agar f (x 1, x 2, x 3) uchta o'zgaruvchining funktsiyasini sintez qilish zarur bo'lsa, bu o'zgaruvchilardan ikkitasini (masalan, x 1, x 2) A 1 manzilli kirishlar bilan ta'minlash mumkin. va A 0, va uchinchi x 3 - axborot kirish joyiga. Masalan, jadvalda berilgan funktsiyani sintez qilmoqchisiz. 2. Mantiqiy funksiya ifodasi X l, x 2 o'zgaruvchilarni manzil o'zgaruvchilari sifatida hisobga olsak, biz Jadvalni olamiz. 3, shundan ko'rinib turibdiki, Q chiqishidagi multipleksor berilgan mantiq funktsiyasini amalga oshiradi. Sxematik diagramma rasmda ko'rsatilgan. 2018-05-01 xoxlasa buladi 121 2.
Shubhasiz, to'rtta kiruvchi multipleksorlarda uchta o'zgaruvchining har qanday funktsiyasi sintezlanishi mumkin, sakkizta kiruvchi multipleksorlarda-to'rt o'zgaruvchining har qanday funktsiyasi va boshqalar. Kombinatsion sxemalarni sintez qilishda multipleksorlardan ma'lum asosli elementlar bilan birgalikda foydalanish mumkin. O'zgaruvchan funktsiyalarning umumiy soni n bo'lsin. So'ngra, agar multipleksorda n ta manzil kirish manzili bo'lsa, ularga n ta o'zgaruvchan manzillar beriladi va uning ma'lumotlari kiritiladi. n-n funktsiyalari-o'zgaruvchandr.

Aytaylik, siz to'rtta o'zgaruvchining mantiqiy funktsiyasini to'rtta kiruvchi multipleksor yordamida sintez qilmoqchisiz. Agar manzil o'zgaruvchilari x 1, x 2 bo'lsa, u holda 1 -jadvalda ko'rsatilgan x 3 va x 4 o'zgaruvchilarning funktsiyalari multipleksorning axborot kirishiga berilishi kerak. Veyx jadvalining 5 ta hududi. Ma'lumot kiritish uchun berilgan Veitch jadvalining har bir maydonida minimallashtirish odatiy usullar bilan amalga oshiriladi, shundan so'ng multipleksorning axborot kirishiga berilgan funktsiyalarni tashkil etuvchi sxemalar tuziladi. Keling, jadvalda ko'rsatilgan funktsiyani bajarish uchun ushbu texnikani ko'rsataylik. 6. Multiplexerning manzil kirishiga x 1 va x 2 o'zgaruvchilarni etkazib berishda uning axborot kirishiga D 0 = 1 qo'llanilishi kerak; D 1 = 0; D 2 = x 3. 4, D 3 = 4. Berilgan funktsiyani bajaradigan sxema rasmda ko'rsatilgan. 3. Shuni esda tutish kerakki, multipleksor yordamida mantiqiy qurilmani sintez qilishda, shuningdek, multipleksorni ishlatmasdan, sxemali versiyani tuzish zarur. Keyin, olingan variantlarni taqqoslab, sxemada ishlatiladigan integral elektron paketlar soni bo'yicha qaysi variantlardan eng yaxshisi ekanligini aniqlang. Multipleksor - bu raqamli kod bo'yicha bir nechta kirishni bitta chiqishga ulaydigan kalit. Aslida, multipleksorlar ikki xil bo'ladi: analog va raqamli, analog dala transistorlari asosida qurilgan va signalni ikki tomonga uzatadi, tanlangan kirishdan raqamli esa signalni chiqishga takrorlaydi. Keyinchalik analog multipleksor haqida gaplashamiz. Kanalni tanlash, yuqorida tavsiflanganidek, quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, ko'rsatilgan raqamli kod bo'yicha amalga oshiriladi.
Keling, quyidagi holatni tasavvur qilaylik, bizda ADC va bir nechta analog datchiklar bor, ular ma'lumotni qayta ishlashi kerak. Faqat bitta ADC bor va sensorlar ko'p, u faqat o'z navbatida ularga xizmat qilishi mumkin va unga multipleksor unga yordam beradi.
An'anaviy kuchlanish bo'luvchi va multipleksor yordamida siz signalni kuchsizlantirishingiz mumkin to'g'ri miqdor bir marta.
Va unga multipleksor va bir nechta rezistorlar qo'shib fikr -mulohaza op-ampga o'rnatilgan kuchaytirgich signalni kerak bo'lganda ko'p marta kuchaytirishi mumkin.
Yuqoridagi rasmlarda, yaxshi sezish uchun multipleksor sxematik tarzda tasvirlangan, lekin diagrammada u quyidagicha tasvirlangan.
Endi biz multipleksor qayerda ishlatilishini bilsak, uning kalitdan qanday farq qilishini ko'rib chiqaylik. Birinchidan, zamonaviy multipleksorlar CMOS texnologiyasi yordamida qurilgan va buning natijasida ochiq kanal bir oz qarshilikka ega, bu qarshilik qiymati 1 Ohmdan kam bo'lishi mumkin va besleme zo'riqishining qiymatiga bog'liq. Kanal qarshiligini ma'lumotlar sahifasidan topish mumkin, u Ron deb belgilanadi.
Endi biz multipleksor qayerda ishlatilishini bilsak, uning kalitdan qanday farq qilishini ko'rib chiqaylik. Birinchidan, zamonaviy multipleksorlar CMOS texnologiyasi yordamida qurilgan va buning natijasida ochiq kanal bir oz qarshilikka ega, bu qarshilik qiymati 1 Ohmdan kam bo'lishi mumkin va besleme zo'riqishining qiymatiga bog'liq. Kanal qarshiligini ma'lumotlar sahifasidan topish mumkin, u Ron deb belgilanadi.
Ikkinchidan, multipleksor almashtirishi mumkin bo'lgan kuchlanish, shuningdek nazorat kirishidagi kuchlanish besleme zo'riqishidan oshmasligi kerak. Zamonaviy multipleksorlarning maksimal o'tish oqimi 400mA ga yetishi mumkin. Shunga qaramay, maksimal oqimni ma'lumotlar jadvalidan topish mumkin, har xil ma'lumotlar varaqlarida u boshqacha ko'rsatiladi. Uchinchidan, multipleksor CMOS texnologiyasidan foydalangan holda qurilganligi sababli uning tuzilishida uning xususiyatlarini yomonlashtiradigan imkoniyatlar mavjud. Ikki kanalli multipleksorning ekvivalent sxemasi quyidagicha.
TTL elementlarida multipleksorlarni qurish xususiyatlariю
Keling, bizga tanish bo'lganlarni elektron kalit sifatida ishlashga harakat qilaylik. AND eshigining haqiqat jadvalini ko'rib chiqing. Bunday holda, "AND" mantiqiy elementining kirishlaridan biri elektron kalitning ma'lumotli kirishi, ikkinchisiga esa nazorat qilish usuli sifatida qaraladi. AND darvozasining ikkala kirishi ham ekvivalent bo'lgani uchun, qaysi biri nazorat kiritishidir. X - boshqaruv, Y - axborot kiritish bo'lsin. Fikrlashning soddaligi uchun haqiqat jadvalini X boshqaruv kirishidagi mantiqiy signal darajasiga qarab ikki qismga ajratamiz. Haqiqat jadvali aniq ko'rsatadiki, X boshqaruv kirishiga nol mantiqiy daraja qo'llanilsa, Y kirishiga qo'llaniladigan signal Chiqish chiqishiga o'tmaydi. Mantiqiy birlik X boshqaruv kirishiga qo'llanilganda, Y kirishiga keladigan signal Chiqish chiqishida paydo bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, AND eshigi elektron kalit sifatida ishlatilishi mumkin. Bunday holda, "AND" elementining kirishlaridan qaysi biri boshqaruv usuli sifatida, qaysi biri esa axborot kiritish sifatida ishlatilishi muhim emas. AND eshiklarining chiqishlarini bitta chiqishga birlashtirishgina qoladi. Bu OR darvozasi yordamida xuddi shu tarzda amalga oshiriladi.
Biroq, bu odatda oldindan aytib bo'lmaydigan oqibatlarga olib keladi. Bunga qo'shimcha ravishda, bunday kalitni boshqarish uchun ko'p kirishlar kerak bo'ladi, shuning uchun ko'rsatilgandek, odatda ikkilik multipleksorga kiritiladi. Bu nazorat kirishlariga berilgan ikkilik kodlar yordamida axborot kirishini almashtirishni nazorat qilish imkonini beradi. Bunday sxemalardagi axborot kiritish soni ikkita kuchga ko'paytma sifatida tanlanadi.

CMOS elementlariga asoslangan multipleksorlarni qurish xususiyatlari Elektron kalit bilan ishlashda bitta yoki ikkita MOS tranzistorini olish juda oson, shuning uchun CMOS sxemalarida "AND" mantiqiy elementi elektron kalit-sifatida-ishlatilmaydi.

Raqamli multipleksor - bu bir nechta ma'lumot manbalaridan ma'lumotlarni chiqish kanaliga boshqariladigan uzatishga mo'ljallangan mantiqiy kombinatsiyalangan qurilma. Asosan, bu qurilma raqamli pozitsiya kalitlari to'plamidir. Ma'lum bo'lishicha, raqamli multipleksor - kirish signallarining bitta chiqish liniyasiga o'tishidir. Ushbu qurilma uchta kirish guruhiga ega: manzilli, bunda qaysi ma'lumot kiritilishi chiqishga ulanishi kerakligini aniqlaydi; axborot; ruxsat (strobe). Ishlab chiqarilgan raqamli multipleksor maksimal 16 ta axborot kirishiga ega. Agar mo'ljallangan qurilma kerak bo'lsa Ko'proq, bu holda, multipleksor deb ataladigan daraxtning tuzilishi bir nechta mikrosxemalardan qurilgan. Raqamli multipleksor deyarli har qanday mantiqiy qurilmani sintez qilish uchun ishlatilishi mumkin va shu bilan sxemalarda ishlatiladigan mantiq elementlari sonini sezilarli darajada kamaytiradi.