ARQUITECTURAS ESPECIALES

Transcripción

1 ARQUITECTURAS ESPECIALES EL Página

2 Qué es un Multiplexor? EL Un multiplexor o MUX es un switch digital (interruptor digital) que conecta una de las entradas con su única salida. Desde el punto de vista de los sistemas digitales es un circuito combinacional con varios canales de entrada, una única salida y una lógica de control que selecciona el canal que se debe presentar a la salida del circuito. Las señales de entrada pueden ser más de una. Por lo general también cuenta con una señal de habilitación que permite que el circuito responda una vez que se selecciona como activo. Página 2

3 Multiplexor También se le conoce como circuito Selector. Para un multiplexor de 2 n - a -, hay 2 n líneas para la entrada de datos, donde n corresponde a las líneas de selección donde la combinación de bits determinan la entrada a seleccionar. EL Página 3

4 MULTIPLEXOR EL Página 4 Es un circuito usado para el control de un flujo de información que equivale a un conmutador. En su forma más básica se compone de dos entradas de datos (A y B), una salida de datos y una entrada de control. Cuando la entrada de control se pone a lógico, la señal de datos A es conectada a la salida; cuando la entrada de habilitación se pone a lógico, la señal de datos B es la que se conecta a la salida... El multiplexor es una aplicación particular de los decodificadores, tal que existe una entrada de habilitación (EN) por cada puerta AND y al final se hace un OR entre todas las salidas de las puertas AND.

5 EL Página 5 Concepto de multiplexor La figura que se muestra representa n multiplexores. Las entradas se denotan como XD# donde: X representa el multiplexor, D a que la entrada corresponde a una señal de datos y # al número de la entrada que se discute. Las salidas se denotan con una Y y el número que la antecede al multiplexor al que pertenece. Entre las señales de control se encuentran SEL y EN. Como se indica SEL selecciona el canal de entrada que se transfiere a la salida. EN es una señal de control que permite seleccionar el dispositivo y que las salidas se transfieran al pin de salida. La selección del canal de entrada se puede simular como un interruptor que posiciona la entrada que se transfiere a la salida.

6 Diagrama lógico de un multiplexor EL Página 6

7 Multiplexores I I 2: MUX Z EL Dependiendo de la cantidad de canales de entrada así será la cantidad de líneas de selección. La cantidad de líneas de selección serán las necesarias para contar en binario la cantidad de entradas que tenga el sistema. Así en los ejemplos que se muestran para: Dos entradas, una línea de selección. Para cuatro entradas, dos líneas de selección Para ocho entradas, tres líneas de selección. I I I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I I I 2 I 3 4: MUX A A B 8: MUX Z Z Página 7 A B C

8 Conexión en cascada EL Para hacer un multiplexor de 8 entras a una, se podrían utilizar dos multiplexores de 4 a y uno de 2 a, tal como se muestra en la figura I I I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I : MUX S S 4: MUX 2 3 S S B C 8: MUX 2: MUX S A Z Página 8

9 Multiplexor 75LS5 EL Este es un multiplexor de 8 a. Es muy utilizado en la selección de datos de entrada en los circuitos aritméticos. Consta de ocho entradas (I, I, I 2, I 3, I 4, I 5, I 6, I 7 ). La cantidad de líneas de selección son 3 (S, S, S 2 ), ya que 2 n debe corresponder a la cantidad de entradas. Y una línea (E) para seleccionar el dispositivo. Con respecto a las salidas es solamente una (Z), sin embargo también se encuentra disponible su complemento. Página 9

10 Tabla de verdad del Multiplexor 74LS5 EL Página

11 Diagrama lógico del 74LS5 Selector de canal Entradas EL Selección de Dispositivo (chip select) Salidas Página

12 Conclusión Como se observa del diagrama anterior un multiplexor se puede confeccionar a partir de un decodificador y agregarle una compuerta OR a la salida EL Página 2

13 Ejemplo EL Implementación de un multiplexor de 6 entradas utilizando dos multiplexores 75LS5 Página 3

14 EL Página 4 Ampliación de los canales de entrada Si se requiere de un multiplexor con muchos canales de entrada. Este se puede configurar utilizando varios multiplexores, uniendo las salidas por medio de una función de unión (OR) Y un decodificador que seleccione los diferentes selectores de dispositivos dependiendo del canal que se quiere seleccionar. En la figura se muestran 4 multiplexores del tipo 74LS5, para manejar 4 canales de entrada y cinco señales para seleccionar los canales. La selección de los canales se hace de la siguiente forma: Los tres bits menos significativos de la dirección del canal se conectan directamente a cada uno de los multiplexores. Los dos bits más significativos se conectan al decodificador de seleccionador de dispositivo que en este caso es un 74LS38, las salidas Y, Y, Y2 y Y3 se convierten en las señales que selección los diferentes multiplexores

15 EL Página 5 Método eficiente para implementar funciones booleanas Para un función con n variables de entrada (por ejemplo., f(a,b,c,d)): Necesita un multiplexor con 2 n- señales de entrada y con n- señales de selección. Enumere la función como en la tabla de verdad con el orden consiste de las variables (por ejemplo, A,B,C,D) Conecte las variables más significativas, a las señales de selección de canal (por ejemplo, A,B,C) Examine las parejas de las filas adyacentes (solo las variables menos significativas difieren, por ejemplo, D= y D=). Determine cuando la salida de la función para combinación de (A,B,C,) y (A,B,C,) es (,), (,), (,), o (,). Conecte, D, D, o a la entrada correspondiente de (A,B,C).

16 EJEMPLO EL Un sistema binario con cuatro variables de entradas debe generar la función lógica que se muestra en la siguiente tabla de verdad. En la solución de este ejercicio debe emplearse la metodología anteriormente propuesta. Página 6

17 EL Según la metodología: El número de variables es 4, entonces necesitamos un multiplexor de 8 entradas, un 74LS5, con tres entradas para seleccionar los canales de entrada. Las variables más significativas se conectan a las señales de selección del 74LS5. Como se muestra en la siguiente figura. Tabla de verdad DECIMAL ENTRADAS A B C D SALIDA F Página 7 5

18 EL Página 8 Conexión de las variables más significativas La salida se toma de Y. El dispositivo se selecciona por la señal G, si la colocamos a tierra siempre el dispositivo estará seleccionado. Ahora la variable menos significativa se coloca en las entradas según la siguiente metodología. A B C U D D D2 D3 D4 D5 D6 D7 A B C G 74LS5 Y Y 5 6 F

19 EL Variable menos significativa Si observamos las tres variables más significativas. Cuando se presenta el estado cero por ejemplo, la salida F es uno independientemente del valor de la variable D, por lo que para este estado la salida siempre es. Cuando el estado es uno a la salida F corresponde al valor que tenga la entrada D. Cuando el estado es dos a la salida F le corresponde el valor que tenga la entrada D. Cuando el estado es tres a la salida le corresponde el valor de cero independientemente del valor de la entrada D. DECIMAL ENTRADAS A B C D SALIDA F Página 9 5

20 EL Tratamiento para la variable menos significativa O sea podemos introducir en un mapa las diferentes condiciones que toman los estados. Estas condiciones se llevan a las entradas del multiplexor y nos resulta el siguiente circuito. D D D D D Página 2

21 Circuito resultante EL La variable menos significativa D entra a formar parte de un lógica que se conectará a los pines de entrada. D 2 A B C VCC U D D D2 D3 D4 D5 D6 D7 A B C G 74LS5 Y Y 5 6 F Página 2

22 APLICACIONES EL La función de un multiplexor da lugar a diversas aplicaciones: Selector de entradas. Serializador: Convierte datos desde el formato paralelo al formato serie. Transmisión multiplexada: Utilizando las mismas líneas de conexión, se transmiten diferentes datos de distinta procedencia. Realización de funciones lógicas: Utilizando inversores y conectando a ó las entradas según interese, se consigue diseñar funciones complejas, de un modo más compacto que con las tradicionales compuertas lógicas. Página 22

23 BIBLIOGRAFIA EL or, consultado el 6 de julio del 27 consultado el 2 de setiembre del 27 Fletcher, William I. An Engineering approach to digital design, Prentince Hall, Inc. Primera edición, USA, 98 Página 23