Circuitos Digitais Multiplexador (MUX) e Demultiplexador (DEMUX) 14/10/2010 Circuitos Digitais Multiplexador (MUX) e Demultiplexador (DEMUX) Prof. Lucas Santos Pereira

Introdução Multiplexador ou MUX é um circuito combinacional que tem a finalidade de selecionar, através das variáveis de seleção, uma de suas entradas, conectando-a eletronicamente a sua única saída. Essa operação é denominada multiplex ou multiplexação que significa seleção e, tanto suas entradas como sua saída, são denominadas também, canais de entrada e saída.

Introdução O Multiplexador (MUX) age como uma chave de várias posições controlada digitalmente, onde o código digital aplicado as entradas de SELEÇÃO controla qual dos dados da entrada será colocado na saída. O terminal de SELEÇÃO das entradas recebe o código de qual das entradas deve ser transmitida para a saída.

Introdução O número de bits de seleção irá determinar quantas entradas (canais) teremos. m n= 2 n – número de canais da entrada m- número de bits da seleção

14/10/2010 Circuito Multiplex Seleciona um, dos diversos sinais de entrada, e o transfere à saída. Saída Informação Multiplexada Canais de Informação de Entrada Entrada de Seleção

Mux de 2 Canais Onde: In – Entrada; A – Variável de seleção; S - Saída 14/10/2010 A seguir temos um multiplexador com dois dados de entrada (I0 e I1) e a entrada de seleção (A). OR A S I0 1 I1 Onde: In – Entrada; A – Variável de seleção; S - Saída

Mux de 2 Canais Onde: In – Entrada; A – Variável de seleção; S - Saída 14/10/2010 A seguir temos um multiplexador com dois dados de entrada (I0 e I1) e a entrada de seleção (A). OR A S I0 1 I1 Onde: In – Entrada; A – Variável de seleção; S - Saída

Multiplexador de 4 entradas A mesma ideia básica do multiplexador de duas entradas pode ser utilizada na implementação do de quatro. Vamos construir juntos um multiplex de 4 entradas! Para 4 entradas necessitamos de um sinal de SELEÇÃO com 2 bits, e assim construímos a seguinte tabela verdade.

Mux de 4 Canais Tabela Verdade e Expressão Lógica A B S I0 1 I1 I2 I3 14/10/2010 Mux de 4 Canais Tabela Verdade e Expressão Lógica A B S I0 1 I1 I2 I3 ALTERAR Io-I1 MSB LSB

14/10/2010 Mux de 4 Canais Circuito Lógico ALTERAR Io-I1

14/10/2010 Mux de 8 Canais Circuito Lógico ALTERAR Io-I1

14/10/2010 Mux de 16 Canais Circuito Lógico ALTERAR Io-I1

14/10/2010 Aplicações MUX O MUX tem inúmeras aplicações nos sistemas digitais, porém as principais são: Seleção de inúmeras informações digitais para um determinado circuito; Seleção de informações digitais para serem transmitidas a um outro sistema digital; Serialização de informações de vários bits; Implementação de expressões booleanas;

14/10/2010 Características MUX Multiplexadores de 2, 4, 8 e 16 entradas estão prontamente disponíveis nas famílias lógicas; Estes CI’s básicos podem ser combinados para formar MUXes com um número maior de entrada;

Tipos de Multiplexação 14/10/2010 Tipos de Multiplexação TDM (Time Division Multiplex): Divisão em tempo. FDM (Frequency Division Multiplex): Divisão em frequência. WDM (Wavelength Division Multiplex): Divisão por comprimento de onda  ótica. ECM (Echo Cancelling Multiplex): Sistema atual de telefonia  baseado na transmissão ou eco.

Tipos de Multiplexação 14/10/2010 Tipos de Multiplexação

Tipos de Multiplexação 14/10/2010 Tipos de Multiplexação Esquemático FDM.

Tipos de Multiplexação 14/10/2010 Tipos de Multiplexação Esquemático TDM.

Circuito Demultiplexador (DEMUX) 14/10/2010 Circuito Demultiplexador (DEMUX) O demux é um circuito combinacional que tem a finalidade de selecionar através das variáveis de seleção, qual de suas saídas deve receber a informação presente em sua única entrada. Ele faz, portanto, a operação inversa da realizada pelo MUX. Entrada de Informação (multiplexada) Canais de Saída de Informação Entrada de Seleção

Demux de 1 para 2 Onde: E – Entrada; A – Variável de seleção; 14/10/2010 Demux de 1 para 2 Um DEMUX de dois canais ou saídas (n=2) precisa de apenas uma variável de seleção (m=1) pois: m 1 n= 2 n= 2 = 2 Onde: E – Entrada; A – Variável de seleção; In - Saídas A I0 I1 E 1

14/10/2010 Demux de 1 para 4 Circuito Lógico E A B I0 I1 I2 I3 E 1

14/10/2010 Demux de 1 para 8

14/10/2010 Aplicações DEMUX O DEMUX tem inúmeras aplicações nos sistemas digitais, porém as principais são: Seleção de circuitos que devem receber uma determinada informação digital; Conversão de informação serial em paralela; Recepção e demultiplexação de informações de forma compatível com o sistema de multiplexação.

Associação de MUX/DEMUX 14/10/2010 Associação de MUX/DEMUX Os MUX podem ser encontrados já prontos em circuitos integrados comerciais, porém o número de canais é limitado pela tecnologia de fabricação. O que podemos fazer quando necessitamos de um MUX com quantidade de canais de entrada maior do que os encontrados comercialmente ou quando necessitamos multiplexar vários canais simultaneamente? Basta fazer a associação conveniente de vários MUX de forma a ampliar o número de canais para uma única saída. ALTERAR Io-I1

Mux de 4 Canais Empregando blocos MUX de 2 canais MUX 1 MUX 3 MUX 2 14/10/2010 Mux de 4 Canais Empregando blocos MUX de 2 canais MUX 1 MUX 3 MUX 2

Demux de 4 Canais Empregando blocos DEMUX de 2 canais DEMUX 2 DEMUX 1 14/10/2010 Demux de 4 Canais Empregando blocos DEMUX de 2 canais DEMUX 2 DEMUX 1 DEMUX 3

Revisando: Mux / Demux Comparativo entre MUX e DEMUX. Saída Informação 14/10/2010 Revisando: Mux / Demux Comparativo entre MUX e DEMUX. Entradas de Seleção Saída Informação (de) multiplexada Informação de Entrada

Exercícios 14/10/2010 A partir do sinal de controle A e das entradas I0 e I1 encontre a saída S do MUX 2-1. 1 I0 1 I1 1 A 1 S

Exercícios 14/10/2010 A partir do sinal de controle A e das entradas I0 e I1 encontre a saída S do MUX 2-1. 1 I0 1 I1 1 A I1 I0 I1 1 S I0 I0 I1 I0

Exercícios 14/10/2010 Repetir o exercício 1 considerando o sinal de clock CLK do MUX. 1 I0 I1 A CLK

Repetir o exercício 1 considerando o sinal de clock CLK do MUX. 14/10/2010 1 I0 1 I1 1 A 1 CLK 1 S

Exercícios 14/10/2010 Realizar a multiplexação e a demultiplexação para o seguinte cenário. Considere as entradas como C1 ... C4 para mux e como saídas para o demux.

Exercícios 14/10/2010 Repetir o exercício 3 considerando o sinal de clock do multiplexador e do demultiplexador. Utilize os seguintes sinais de seleção. 1 A 1 B 1 CLK 1 S