In diesem Artikel gehen wir auf den Multiplexer ein. Zuerst definieren wir, was ein Multiplexer ist, dann gehen wir seine Typen durch, die 2×1 und 4×1 sind, und dann gehen wir die Implementierung des 2×1-Mux und höher durch Mux mit Mux niedrigerer Ordnung. Abschließend schließen wir unseren Artikel mit einigen Anwendungen, Vorteilen und einigen FAQs ab.

Inhaltsverzeichnis

• Was sind Multiplexer?
• Arten von Mux
• 2×1 Multiplexer
• 4×1 Multiplexer
• Implementierung verschiedener Gates mit 2:1 Mux
• Implementierung von MUX höherer Ordnung unter Verwendung von MUX niedrigerer Ordnung
• Vor- und Nachteile von MUX

Was sind Multiplexer?

Ein Multiplexer ist ein Kombinationsschaltung das über viele Dateneingänge und einen einzigen Ausgang verfügt, abhängig von den Steuer- oder Auswahleingängen. Für N Eingabezeilen sind log2(N)-Auswahlzeilen erforderlich, oder äquivalent, z2^nEingabezeilen, es werden n Auswahlzeilen benötigt. Multiplexer werden auch als N-zu-1-Selektoren, Parallel-Seriell-Wandler, Viele-zu-Eins-Schaltungen und universelle Logikschaltungen bezeichnet. Sie dienen hauptsächlich dazu, die Datenmenge zu erhöhen, die innerhalb einer bestimmten Zeitspanne über ein Netzwerk gesendet werden kann Bandbreite .

Multiplexer

Arten von Mux

Der Mux kann je nach Eingabe unterschiedlicher Art sein, aber in diesem Artikel werden wir zwei Haupttypen von Mux durchgehen

• 2×1 Mux
• 4×1 Mux
  

2×1 Multiplexer

Die 2×1 ist eine Grundschaltung, die auch als 2-zu-1-Multiplexer bezeichnet wird und zur Auswahl einer Schaltung verwendet wird Signal von zwei Eingängen und gibt sie an den Ausgang weiter. Der 2×1-Mux verfügt über zwei Eingangsleitungen, eine Ausgangsleitung und eine einzelne Auswahlleitung. Es gibt verschiedene Anwendungen in digitalen Systemen, beispielsweise wird es in Mikroprozessoren zur Auswahl zwischen zwei verschiedenen Datenquellen oder zwischen zwei verschiedenen Anweisungen verwendet.

Blockdiagramm eines 2:1-Multiplexers mit Wahrheitstabelle

Nachfolgend finden Sie das Blockdiagramm und die Wahrheitstabelle von 2:1 Mux. In diesem Blockdiagramm sind I0 und I1 die Eingangsleitungen, Y die Ausgangsleitung und S0 eine einzelne Auswahlleitung.

Blockdiagramm eines 2:1-Multiplexers mit Wahrheitstabelle

Die Ausgabe des 2×1 Mux hängt von der Auswahlleitung S0 ab,

• Wenn S 0 (niedrig) ist, ist I0 ausgewählt
• Wenn S0 1 (High) ist, wird I1 ausgewählt

Logischer Ausdruck von 2×1 Mux

Mithilfe der Wahrheitstabelle kann der logische Ausdruck für Mux bestimmt werden als

Y=overline{S_0}.I_0+S_0.I_1

Schaltplan von 2×1 Multiplexern

Mithilfe der Wahrheitstabelle Schaltkreis Diagramm kann als angegeben werden

Schaltplan von 2×1 Mux

4×1 Multiplexer

Der 4×1-Multiplexer, der auch als 4-zu-1-Multiplexer bekannt ist. Es handelt sich um einen Multiplexer mit 4 Eingängen und einem einzigen Ausgang. Der Ausgang wird als einer der 4 Eingänge ausgewählt, die auf den Auswahleingängen basieren. Die Anzahl der Auswahlzeilen hängt von der Anzahl der Eingaben ab, die durch die Gleichung bestimmt werdenlog_2n,In 4×1 Mux können die Auswahlleitungen bestimmt werden alslog_4=2Es sind zwei Auswahlmöglichkeiten erforderlich.

Blockdiagramm eines 4×1-Multiplexers

Im gegebenen Blockdiagramm sind I0, I1, I2 und I3 die 4 Eingänge und Y ist der einzelne Ausgang, der auf den Auswahlleitungen S0 und S1 basiert.

Der Ausgang des Multiplexers wird durch den Binärwert der Auswahlleitungen bestimmt

• Wenn S1S0=00, ist der Eingang I0 ausgewählt.
• Wenn S1S0=01, ist der Eingang I1 ausgewählt.
• Wenn S1S0=10, ist der Eingang I2 ausgewählt.
• Wenn S1S0=11, ist der Eingang I3 ausgewählt.

Wahrheitstabelle des 4×1-Multiplexers

Unten ist angegeben Wahrheitstabelle von 4×1 Multiplexer

Java-Reverse-String

Schaltplan von 4×1 Multiplexern

Mithilfe der Wahrheitstabelle kann der Schaltplan wie folgt angegeben werden:

Multiplexer können als universelle Kombinationsschaltung fungieren. Alle gängigen Logikgatter können mit Multiplexern implementiert werden.

Implementierung verschiedener Gates mit 2:1 Mux

Nachfolgend finden Sie die Implementierung verschiedener Gatter unter Verwendung von 2:1 Mux

Implementierung eines NOT-Gatters mit 2:1 Mux

Das Not-Gate von 2:1 Mux kann von erhalten werden

• Verbinden Sie das Eingangssignal mit einer der Dateneingangsleitungen (I0).
• Verbinden Sie dann eine Leitung (0 oder 1) mit der anderen Dateneingangsleitung (I1).
• Schließen Sie die gleiche Eingangsleitung an. Wählen Sie die Leitung S0 aus, die mit D0 verbunden ist.

Nachfolgend finden Sie das Diagramm zur logischen Darstellung von NICHT Tor mit 2:1 Mux

Implementierung eines UND-Gatters mit 2:1-Mux

Das Und-Gatter von 2:1 Mux kann von erhalten werden

• Verbinden Sie den Eingang Y mit I1.
• Verbinden Sie den Eingang X mit der Auswahlleitung S0.
• Verbinden Sie eine Leitung (0) mit I0.

Nachfolgend finden Sie das Diagramm zur logischen Darstellung von UND Tor mit 2:1 Mux

Weitere Informationen zum Implementierung eines UND-Gatters mit 2:1-Mux

Implementierung eines ODER-Gatters mit 2:1-Mux

Das ODER-Gatter von 2:1 Mux kann durch erhalten werden

• Verbinden Sie den Eingang X mit der Auswahlleitung S0.
• Eingang Y mit I1 verbinden.
• Verbinden Sie Leitung(1) mit I1.

Nachfolgend finden Sie das Diagramm zur logischen Darstellung von ODER-Tor mit 2:1 Mux

Die Implementierung von NAND-, NOR-, XOR- und XNOR-Gattern erfordert zwei 2:1-Mux. Der erste Multiplexer fungiert als NICHT-Gatter, das dem zweiten Multiplexer einen komplementären Eingang liefert.

Implementierung eines NAND-Gatters mit 2:1-Mux

Das NAND-Gatter von 2:1 Mux kann erhalten werden durch

• Im ersten Multiplexer werden die Eingänge 1 und 0 sowie y als Auswahlleitung verwendet.
• Im zweiten MUX ist der Ausgang des MUX mit I1 verbunden.
• line(1) wird an I0 übergeben.
• x wird als Auswahllinie für den zweiten Mux angegeben.

Nachfolgend finden Sie das Diagramm zur logischen Darstellung von NAND-Gatter mit 2:1 Mux

Weitere Informationen zum Implementierung eines NAND-Gatters mit 2:1-Mux

Implementierung eines NOR-Gatters mit 2:1-Mux

Das Nor-Gatter von 2:1 Mux kann von erhalten werden

• Im ersten Multiplexer werden die Eingänge 1 und 0 sowie y als Auswahlleitung verwendet.
• Im zweiten MUX ist der Ausgang des MUX mit I0 verbunden.
• Zeile (0) wird an I1 übergeben.
• x wird als Auswahllinie für den zweiten Mux angegeben.

Nachfolgend finden Sie das Diagramm zur logischen Darstellung von NOR-Gatter mit 2:1 Mux

Weitere Informationen zum Implementierung eines NOR-Gatters mit 2:1-Mux

Implementierung eines EX-OR-Gatters mit 2:1-Mux

Das Nor-Gatter von 2:1 Mux kann von erhalten werden

• Im ersten Multiplexer werden die Eingänge 1 und 0 sowie y als Auswahlleitung verwendet.
• Im zweiten MUX ist der Ausgang des MUX mit I1 verbunden.
• y wird dem I0 gegeben.
• x wird als Auswahllinie für den zweiten Mux angegeben.

Nachfolgend finden Sie das Diagramm zur logischen Darstellung von EX-OR-Gatter mit 2:1 Mux

Implementierung eines EX-NOR-Gatters mit 2:1-Mux

Nachfolgend finden Sie das Diagramm zur logischen Darstellung von EX-OR-Gatter mit 2:1 Mux

Primärschlüssel und zusammengesetzter Schlüssel in SQL

Das Nor-Gatter von 2:1 Mux kann von erhalten werden

• Im ersten Multiplexer werden die Eingänge 1 und 0 sowie y als Auswahlleitung verwendet.
• Im zweiten MUX ist der Ausgang des MUX mit I0 verbunden.
• y wird dem I1 gegeben.
• x wird als Auswahllinie für den zweiten Mux angegeben.

Implementierung von MUX höherer Ordnung unter Verwendung von MUX niedrigerer Ordnung

Nachfolgend finden Sie die Implementierung von MUX höherer Ordnung unter Verwendung von MUX niedrigerer Ordnung

4:1 MUX mit 2:1 MUX

Zur Implementierung des 4:1-MUX sind drei 2:1-MUX erforderlich.

Ähnlich,

Während ein 8:1-MUX sieben (7) 2:1-MUXes erfordert, erfordert ein 16:1-MUX fünfzehn (15) 2:1-MUXes und ein 64:1-MUX dreiundsechzig (63) 2:1-MUXes. Daher können wir den Schluss ziehen, dass ein2^n:1MUX erfordert(2^n-1) 2:1 MUXes.

16:1 MUX mit 4:1 MUX

Unten finden Sie das logische Diagramm von 16:1 Mux unter Verwendung von 4:1 Mux

Im Allgemeinen wird zur Implementierung von B : 1 MUX unter Verwendung von A : 1 MUX eine Formel verwendet, um dasselbe zu implementieren.
B/A = K1,
K1/ A = K2,
K2/A = K3

K_N-1/ A = K_N= 1 (bis wir 1 Anzahl von MUX erhalten).

Und addieren Sie dann alle MUX-Anzahlen = K1 + K2 + K3 + …. + K_N.
Um 64:1 MUX mit 4:1 MUX zu implementieren
Mit der obigen Formel können wir dasselbe erhalten.
64 / 4 = 16
16 / 4 = 4
4 / 4 = 1 (bis wir 1 Anzahl von MUX erhalten)
Daher sind insgesamt 4:1 MUX erforderlich, um 64:1 MUX = 16 + 4 + 1 = 21 zu implementieren.

f ( A, B, C) =sum( 1, 2, 3, 5, 6 ) mit egal (7)

Verwendung von A und B als Auswahlleitungen für 4:1 MUX,

AB als Auswahl: Erweitern Sie die Minterms in ihre boolesche Form und sehen Sie ihren Wert 0 oder 1 an der C-ten Stelle, sodass sie auf diese Weise platziert werden können.

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AC wie ausgewählt : Erweitert die Minterms in ihre boolesche Form und sieht ihren Wert 0 oder 1 an der B-ten Stelle, sodass sie auf diese Weise platziert werden können.

BC als Auswahl : Erweiterung der Minterms in seine boolesche Form umwandelt und seinen Wert 0 oder 1 in A sieht^ThPlatz, damit sie auf diese Weise platziert werden können.

Vor- und Nachteile von MUX

Nachfolgend sind die Vor- und Nachteile von MUX aufgeführt

Vorteile von MUX

Nachfolgend sind die Vorteile von MUX aufgeführt

• Effizienz : Der Mux bietet eine gute Effizienz beim Weiterleiten mehrerer Eingangssignale zu einem einzigen Ausgangssignal basierend auf Steuersignalen.
• Optimierung : Der Mux hilft, Ressourcen wie Drähte, Pins usw. zu schonen Integrierter Schaltkreis (IC).
• Unterschiedliche Implementierung: Der Mux kann zur Implementierung verschiedener digitaler Logikfunktionen wie UND, ODER usw. verwendet werden.
• Flexibilität: Mux lässt sich ganz einfach entsprechend den Anforderungen konfigurieren und unterstützt verschiedene Datenquellen, wodurch die Vielseitigkeit des Systems erhöht wird.

Nachteile von MUX

Nachfolgend sind die Nachteile von MUX aufgeführt

• Begrenzte Anzahl von Datenquellen: Die Anzahl der Eingänge, die ein Multiplexer aufnehmen kann, ist durch die Anzahl der Steuerleitungen begrenzt, was bei bestimmten Anwendungen zu Einschränkungen führen kann.
• Verzögerung: Bei Multiplexern kann es zu Verzögerungen im Signalpfad kommen, die Auswirkungen auf die Leistung der Schaltung haben können.
• Komplexe Kontrollbegründung: Die Steuerlogik für Multiplexer kann komplex sein, insbesondere bei größeren Multiplexern mit einer großen Anzahl von Eingängen.
• Stromverbrauch: Multiplexer können im Vergleich zu anderen einfachen Geräten mehr Strom verbrauchen logisches Tor , insbesondere wenn sie über eine große Anzahl von Eingaben verfügen.

Anwendungen von MUX

Nachfolgend sind die Anwendungen von MUX aufgeführt

• Datenweiterleitung : Der Mux wird für die Datenweiterleitung im digitalen System verwendet, wo er eine der mehreren Datenleitungen auswählt und sie zum Ausgang umleitet.
• Datenauswahl : Der Mux wird zur Datenauswahl verwendet, wobei die Datenquelle entsprechend den Auswahlzeilen ausgewählt wird.
• Analog-Digital-Umwandlung : Die Mux werden verwendet in ADC um verschiedene analoge Eingangskanäle auszuwählen.
• Adressdekodierung : Die Mux werden verwendet in Mikroprozessoren oder Speicher zur Adressdekodierung.
• Implementierung einer Logikfunktion : Muxes können zur Implementierung verschiedener Logikfunktionen verwendet werden.

Abschluss

In diesem Artikel haben wir den MUX durchgegangen, wir haben verschiedene Arten von Mux gesehen, die 2×1- und 4×1-Mux sind, wir haben die Implementierung des 2×1-Mux und eines höheren Mux mit Mux niedrigerer Ordnung durchgegangen. Außerdem sind wir kurz auf die Vorteile, Nachteile und Anwendungen eingegangen.

Multiplexer in der digitalen Logik – FAQs

Warum gilt die Steuerlogik für Multiplexer als komplex?

Der Mux kann insbesondere bei größeren Multiplexern komplex sein, da die Steuersignale die Eingänge basierend auf den Anwendungsanforderungen auswählen.

Welche verschiedenen Arten von Multiplexer-Architekturen gibt es?

Mux-Architekturen hängen von Faktoren wie der Gesamtzahl der Eingänge, der Anzahl der Auswahlleitungen und der für die Eingangsauswahl verwendeten Logik ab.

Wie werden Multiplexer in DSP-Anwendungen (Digital Signal Processing) eingesetzt?

In DSP-Anwendungen werden Multiplexer zur Signalweiterleitung, -auswahl und -verarbeitung verwendet.