Tất cả lý thuyết về Mạch dồn kênh
Mạch dồn kênh là mạch gì ?
Mạch dồn kênh hay Multiplexer là một mạch logic kết hợp có tối đa 2n đầu vào dữ liệu, ‘n’ đường chọn và một đường ra đơn. Một trong những đầu vào dữ liệu này sẽ được kết nối với đầu ra dựa trên giá trị của các đường chọn.
Vì có ‘n’ đường chọn, sẽ có 2n tổ hợp khả dĩ của số 0 và 1. Vì vậy, mỗi tổ hợp sẽ chọn chỉ một đầu vào dữ liệu. Multiplexer cũng được gọi là Mux.
| Selection Lines | Output | |
|---|---|---|
| S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | I0 |
| 0 | 1 | I1 |
| 1 | 0 | I2 |
| 1 | 1 | I3 |
Multiplexer 4×1
Multiplexer 4×1 có bốn đầu vào dữ liệu I3, I2, I1 & I0, hai đường chọn s1 & s0 và một đầu ra Y. Sơ đồ khối của Multiplexer 4×1 được thể hiện trong hình sau.
Một trong bốn đầu vào này sẽ được kết nối với đầu ra dựa trên tổ hợp của các đầu vào hiện diện trên hai đường chọn. Bảng chân lý của Multiplexer 4×1 được hiển thị bên dưới.
Từ bảng chân lý, chúng ta có thể viết trực tiếp hàm logic cho đầu ra Y như sau:
Y=S1’S0’I0+S1’S0I1+S1S0’I2+S1S0I3
Chúng ta có thể thực hiện hàm logic này bằng cách sử dụng các cổng Inverter, AND và OR. Sơ đồ mạch của multiplexer 4×1 được thể hiện trong hình sau.
Chúng ta có thể dễ dàng hiểu hoạt động của mạch trên. Tương tự, bạn có thể thực hiện Multiplexer 8×1 và 16×1 bằng cách làm theo cùng một quy trình.
Thực hiện các Multiplexer bậc cao hơn.
Bây giờ, hãy thực hiện hai Multiplexer bậc cao hơn sau đây bằng cách sử dụng các Multiplexer bậc thấp hơn.
- Multiplexer 8×1
- Multiplexer 16×1
Multiplexer 8×1
Trong phần này, hãy thực hiện Multiplexer 8×1 bằng cách sử dụng các Multiplexer 4×1 và Multiplexer 2×1. Chúng ta biết rằng Multiplexer 4×1 có 4 đầu vào dữ liệu, 2 đường chọn và một đầu ra. Trong khi đó, Multiplexer 8×1 có 8 đầu vào dữ liệu, 3 đường chọn và một đầu ra.
Vì vậy, chúng ta cần hai Multiplexer 4×1 ở giai đoạn đầu tiên để có được 8 đầu vào dữ liệu. Vì mỗi Multiplexer 4×1 tạo ra một đầu ra, chúng ta cần một Multiplexer 2×1 ở giai đoạn thứ hai bằng cách coi các đầu ra của giai đoạn đầu tiên là đầu vào và tạo ra đầu ra cuối cùng.
Giả sử Multiplexer 8×1 có tám đầu vào dữ liệu I7 đến I0, ba đường chọn s2, s1 & s0 và một đầu ra Y. Bảng chân lý của Multiplexer 8×1 được hiển thị bên dưới.
| Selection Inputs | Output | ||
|---|---|---|---|
| S2 | S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | I0 |
| 0 | 0 | 1 | I1 |
| 0 | 1 | 0 | I2 |
| 0 | 1 | 1 | I3 |
| 1 | 0 | 0 | I4 |
| 1 | 0 | 1 | I5 |
| 1 | 1 | 0 | I6 |
| 1 | 1 | 1 | I7 |
Chúng ta có thể thực hiện Multiplexer 8×1 bằng cách sử dụng các Multiplexer bậc thấp hơn một cách dễ dàng bằng cách xem xét bảng chân lý trên. Sơ đồ khối của Multiplexer 8×1 được thể hiện trong hình sau.
Cùng các đường chọn s1 & s0 được áp dụng cho cả hai Multiplexer 4×1. Các đầu vào dữ liệu của Multiplexer 4×1 trên cùng là I7 đến I4 và các đầu vào dữ liệu của Multiplexer 4×1 dưới cùng là I3 đến I0. Do đó, mỗi Multiplexer 4×1 tạo ra một đầu ra dựa trên giá trị của các đường chọn s1 & s0.
Các đầu ra của giai đoạn đầu tiên của các Multiplexer 4×1 được áp dụng làm đầu vào của Multiplexer 2×1 ở giai đoạn thứ hai. Đường chọn khác s2 được áp dụng cho Multiplexer 2×1.
- Nếu s2 bằng 0, thì đầu ra của Multiplexer 2×1 sẽ là một trong bốn đầu vào I3 đến I0 dựa trên giá trị của các đường chọn s1 & s0.
- Nếu s2 bằng 1, thì đầu ra của Multiplexer 2×1 sẽ là một trong bốn đầu vào I7 đến I4 dựa trên giá trị của các đường chọn s1 & s0.
Do đó, tổ hợp tổng thể của hai Multiplexer 4×1 và một Multiplexer 2×1 hoạt động như một Multiplexer 8×1.
Multiplexer 16×1
Trong phần này, hãy thực hiện Multiplexer 16×1 bằng cách sử dụng các Multiplexer 8×1 và Multiplexer 2×1. Chúng ta biết rằng Multiplexer 8×1 có 8 đầu vào dữ liệu, 3 đường chọn và một đầu ra. Trong khi đó, Multiplexer 16×1 có 16 đầu vào dữ liệu, 4 đường chọn và một đầu ra.
Vì vậy, chúng ta cần hai Multiplexer 8×1 ở giai đoạn đầu tiên để có được 16 đầu vào dữ liệu. Vì mỗi Multiplexer 8×1 tạo ra một đầu ra, chúng ta cần một Multiplexer 2×1 ở giai đoạn thứ hai bằng cách coi các đầu ra của giai đoạn đầu tiên là đầu vào và tạo ra đầu ra cuối cùng.
Giả sử Multiplexer 16×1 có mười sáu đầu vào dữ liệu I15 đến I0, bốn đường chọn s3 đến s0 và một đầu ra Y. Bảng chân lý của Multiplexer 16×1 được hiển thị bên dưới.
| Selection Inputs | Output | |||
|---|---|---|---|---|
| S3 | S2 | S1 | S0 | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 | I0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | I1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | I2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | I3 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | I4 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | I5 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | I6 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | I7 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | I8 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | I9 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | I10 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | I11 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | I12 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | I13 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | I14 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | I15 |
Chúng ta có thể thực hiện Multiplexer 16×1 bằng cách sử dụng các Multiplexer bậc thấp hơn một cách dễ dàng bằng cách xem xét bảng chân lý trên. Sơ đồ khối của Multiplexer 16×1 được thể hiện trong hình sau.
Cùng các đường chọn s2, s1 & s0 được áp dụng cho cả hai Multiplexer 8×1. Các đầu vào dữ liệu của Multiplexer 8×1 trên cùng là I15 đến I8 và các đầu vào dữ liệu của Multiplexer 8×1 dưới cùng là I7 đến I0. Do đó, mỗi Multiplexer 8×1 tạo ra một đầu ra dựa trên giá trị của các đường chọn s2, s1 & s0.
Các đầu ra của giai đoạn đầu tiên của các Multiplexer 8×1 được áp dụng làm đầu vào của Multiplexer 2×1 ở giai đoạn thứ hai. Đường chọn khác s3 được áp dụng cho Multiplexer 2×1.
- Nếu s3 bằng 0, thì đầu ra của Multiplexer 2×1 sẽ là một trong tám đầu vào I7 đến I0 dựa trên giá trị của các đường chọn s2, s1 & s0.
- Nếu s3 bằng 1, thì đầu ra của Multiplexer 2×1 sẽ là một trong tám đầu vào I15 đến I8 dựa trên giá trị của các đường chọn s2, s1 & s0.
Do đó, tổ hợp tổng thể của hai Multiplexer 8×1 và một Multiplexer 2×1 hoạt động như một Multiplexer 16×1.