კომპიუტერული სქემები იყენებს უამრავ ნაწილს, რომლებიც ინდივიდუალურად უსარგებლო ჩანს (და უმეტეს შემთხვევაში, ისინიც არიან). მაგრამ მას შემდეგ რაც ისინი შეგროვდება ლოგიკურ სისტემაში, ფიზიკის კანონების დაცვით, ისინი შეიძლება უბრალოდ შეუცვლელი აღმოჩნდნენ. კარგი მაგალითია მულტიპლექსატორები და დემულტიპლექსატორები. ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ საკომუნიკაციო სისტემების შექმნაში. მულტიპლექსერი არ არის რთული. და ამას თავად ნახავთ სტატიის წაკითხვით.
რა არის მულტიპლექსერი?
მულტიპლექსერი არის მოწყობილობა, რომელიც ირჩევს ერთ-ერთ შეყვანას და შემდეგ აკავშირებს მის გამოსავალთან. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია ბინარული კოდის მდგომარეობაზე. მულტიპლექსერი გამოიყენება როგორც სიგნალის გადამრთველი, რომელსაც აქვს მრავალი შეყვანა და მხოლოდ ერთი გამომავალი. მისი მოქმედების მექანიზმი შეიძლება აღწერილი იყოს შემდეგი ცხრილით:
მსგავსი ცხრილების ნახვა შესაძლებელია პროგრამირების შესწავლისას და უფრო კონკრეტულად, ლოგიკური არჩევანის ამოცანების ამოხსნისას. პირველი, ანალოგური მულტიპლექსერის შესახებ. ისინი პირდაპირ აკავშირებენ შეყვანებსა და გამომავალს. არსებობს ოპტიკური მულტიპლექსერი, რომელიც უფრო რთულია. ისინი უბრალოდ კოპირებენ მიღებულ მნიშვნელობებს.
რა არის დემულტიპლექსერი?
დემულტიპლექსერი არის მოწყობილობა, რომელსაც აქვს ერთი შეყვანა და რამდენიმე გამომავალი. რა იქნება დაკავშირებული იმასთან, რაც განისაზღვრება ბინარული კოდით. ამისათვის იკითხება და გამომავალი, რომელსაც აქვს საჭირო მნიშვნელობა, უკავშირდება შეყვანას. როგორც ხედავთ, ამ მოწყობილობებს სულაც არ უწევთ წყვილში მუშაობა სრული ფუნქციონირებისთვის და სახელი მიიღეს მათ მიერ შესრულებული ფუნქციების გამო.
მულტიპლექსერის წრე
მოდით შევხედოთ მულტიპლექსერის წრეს. ყველაზე დიდი ნაწილი არის AND-OR ელემენტი. მას შეიძლება ჰქონდეს სხვადასხვა რაოდენობის შეყვანა, დაწყებული ორიდან და თეორიულად უსასრულობამდე. მაგრამ, როგორც წესი, ისინი არ კეთდება 8-ზე მეტი შეყვანისთვის. თითოეულ ინდივიდუალურ შეყვანას ინვერტორს უწოდებენ. მარცხნივ მყოფებს ინფორმაციას უწოდებენ. შუაში არის მისამართიანი შეყვანები. ელემენტი ჩვეულებრივ უკავშირდება მარჯვნივ, რომელიც განსაზღვრავს იმუშავებს თუ არა თავად მულტიპლექსერი. ეს შეიძლება დაემატოს ინვერსიული შეყვანით. შეყვანის რაოდენობის წერილობით აღსანიშნავად და იმის საჩვენებლად, რომ ეს არის მულტიპლექსერი, გამოიყენება ამ ტიპის ჩანაწერები: „1*2“. ერთეულში ჩვენ ვგულისხმობთ ქინძისთავების რაოდენობას, რომლებიც შედიან სამჯერ. ორი გამოიყენება გამოსავლის აღსანიშნავად და ჩვეულებრივ უდრის 1-ს. მისამართებად შეყვანის რაოდენობის მიხედვით დგინდება, რა ბიტი ექნება მულტიპლექსერს და ამ შემთხვევაში გამოიყენება ფორმულა: 2 n. n-ის ნაცვლად, უბრალოდ შეცვალეთ საჭირო მნიშვნელობა. ამ შემთხვევაში, 2 2 = 4. თუ ორობითი ან სამიანი მულტიპლექსერისთვის შეყვანის და გამომავალი რაოდენობის სხვაობა არის შესაბამისად ორი და სამი, მაშინ ამბობენ, რომ ისინი დასრულებულია. უფრო დაბალი მნიშვნელობით ისინი არასრულია. ამ მოწყობილობას აქვს მულტიპლექსერი. დიაგრამა დამატებით არის წარმოდგენილი გამოსახულების სახით, რათა გქონდეთ ყველაზე სრულყოფილი წარმოდგენა მის სტრუქტურაზე.
დემულტიპლექსერის წრე
არხის გადართვისთვის, დემულტიპლექსერები იყენებენ მხოლოდ "AND" ლოგიკურ ელემენტებს. გაითვალისწინეთ, რომ CMOS ჩიპები ხშირად აგებულია საველე ეფექტის ტრანზისტორი კონცენტრატორების გამოყენებით. ამიტომ დემულტიპლექსერის ცნება მათზე არ ვრცელდება. შესაძლებელია თუ არა მისი დამზადება ისე, რომ ერთმა მოწყობილობამ შეცვალოს თავისი თვისებები დიამეტრალურად საპირისპიროზე? დიახ, თუ თქვენ შეცვლით ინფორმაციის გამომავალსა და შეყვანას, რის შედეგადაც პრეფიქსი "de-" შეიძლება დაემატოს სახელს "მულტიპლექსერი". მათი დანიშნულებით ისინი დეკრიპტორების მსგავსია. მიუხედავად არსებული განსხვავებებისა, ორივე მოწყობილობა შიდა მიკროსქემებში მითითებულია იგივე ასოებით - ID. დემულტიპლექსერები ასრულებენ ერთოპერანდიან (ერთი შეყვანის, უნიტარული) ლოგიკურ ფუნქციებს, რომლებსაც აქვთ მნიშვნელოვანი რაოდენობა. შესაძლო ვარიანტებირეაქციები სიგნალზე.
მულტიპლექსატორების სახეები
ძირითადად, არსებობს მხოლოდ ორი ტიპის მულტიპლექსერი:
- ტერმინალი. ამ ტიპის მულტიპლექსატორები განლაგებულია საკომუნიკაციო ხაზის ბოლოებზე, რომლის მეშვეობითაც ხდება გარკვეული მონაცემების გადაცემა.
- I/O. ისინი გამოიყენება როგორც ინსტრუმენტები, რომლებიც დამონტაჟებულია საკომუნიკაციო ხაზის უფსკრულიდან ინფორმაციის რამდენიმე არხის ამოსაღებად ზოგადი ნაკადიდან. ამ გზით თავიდან აიცილება ტერმინალური მულტიპლექსატორების დაყენების აუცილებლობა, რომლებიც უფრო ძვირი მექანიზმებია.
მულტიპლექსატორების ღირებულება
აღსანიშნავია, რომ მულტიპლექსერები არ არის იაფი სიამოვნება. ყველაზე იაფი ამ დროისთვის 12 ათას რუბლზე მეტი ღირს, ზედა ზღვარი 270 000. მაგრამ ასეთ ფასებშიც კი, ისინი მაინც თითქმის ყოველთვის უფრო მომგებიანია, ვიდრე ახალი ხაზის გაყვანა. მაგრამ ასეთი სარგებელი არსებობს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ არის კვალიფიციური პერსონალი, რომელსაც შეუძლია სამუშაოს მთელი მოცულობის სწორად შესრულება და მულტიპლექსერის სწორად დაყენება. ფასი შეიძლება ოდნავ გაიზარდოს, თუ არ არის სრულ განაკვეთზე სპეციალისტი. მაგრამ მათი დაქირავება ყოველთვის შეიძლება სპეციალიზებულ კომპანიებში.
მულტიპლექსირება
სიგნალების გამრავლება ხორციელდება როგორც თავად საკომუნიკაციო არხების მნიშვნელოვანი ღირებულების გამო, ასევე მათი შენარჩუნების ხარჯების გამო. უფრო მეტიც, წმინდა ფიზიკური თვალსაზრისით, ის, რაც ახლა ხელმისაწვდომია, სრულად არ გამოიყენება. სისტემაში სამუშაოდ მულტიპლექსერის დაყენება ფულადი თვალსაზრისით უფრო მომგებიანია, ვიდრე ახალი არხის ორგანიზება. გარდა ამისა, ამ პროცესზე ნაკლები დრო უნდა დახარჯო, რაც გარკვეულ მატერიალურ სარგებელსაც გულისხმობს.
ამ სტატიაში ჩვენ გავეცნობით სიხშირის მულტიპლექსირების მუშაობის პრინციპს. მასთან ერთად, ცალკეული სიხშირის დიაპაზონი სპეციალურად არის გამოყოფილი თითოეული შემომავალი ნაკადისთვის საერთო საკომუნიკაციო არხში. და მულტიპლექსერს ევალება თითოეული შემომავალი სპექტრის სპექტრის გადატანა მნიშვნელობების სხვადასხვა დიაპაზონში. ეს კეთდება სხვადასხვა არხის გადაკვეთის შესაძლებლობის აღმოსაფხვრელად. იმისათვის, რომ ისინი ერთმანეთისთვის დაბრკოლებად არ იქცნენ, მაშინაც კი, როდესაც სცილდებიან გამოყოფილ საზღვრებს, იყენებენ დამცავი ინტერვალების ტექნოლოგიას. იგი მოიცავს თითოეულ არხს შორის გარკვეული სიხშირის დატოვებას, რომელიც შთანთქავს გაუმართაობის გავლენას და არ იმოქმედებს სისტემის საერთო მდგომარეობაზე. FDMA მულტიპლექსირება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოპტიკურ და ელექტრო საკომუნიკაციო ხაზებში.
შეზღუდული რესურსები ქმნიდა მექანიზმის გაუმჯობესების შესაძლებლობას. საბოლოო შედეგი იყო პროცესი სახელწოდებით "დროის მულტიპლექსირება". ამ მექანიზმით, საერთო მაღალსიჩქარიან ნაკადში გამოყოფილია მოკლე დრო ერთი შეყვანის სიგნალის გადასაცემად. მაგრამ ეს არ არის განხორციელების ერთადერთი ვარიანტი. შეიძლება ასევე იყოს გამოყოფილი დროის გარკვეული ნაწილი, რომელიც მეორდება ციკლურად მოცემულ ინტერვალზე. ზოგადად, მულტიპლექსერი ამ შემთხვევებში დგას ამოცანის წინაშე, უზრუნველყოს ციკლური წვდომა მონაცემთა გადაცემის საშუალებებზე, რომელიც ღია უნდა იყოს შემომავალი ნაკადებისთვის მოკლე ინტერვალებით.
დასკვნა
მულტიპლექსერი არის ის, რაც აფართოებს კომუნიკაციის შესაძლებლობებს. სტატიაში განხილული იყო მოწყობილობები, რომლებიც გამოიყენება მონაცემთა გადაცემისთვის, რაც იძლევა მნიშვნელოვანი დაზოგვის საშუალებას ამ ხარჯის პუნქტზე. ასევე მოკლედ იქნა მიმოხილული მათი სქემატური სტრუქტურა და მულტიპლექსირების კონცეფცია, მისი მახასიათებლები და გამოყენება. ამრიგად, ჩვენ განვიხილეთ თეორიული ჩარჩო. ის დაგჭირდებათ პრაქტიკაზე გადასასვლელად, თუ გსურთ მულტიპლექსატორებისა და დემულტიპლექსერების შესწავლა.
ციფრული მულტიპლექსერი არის ლოგიკური კომბინირებული მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია ინფორმაციის კონტროლირებადი გადაცემისთვის რამდენიმე მონაცემთა წყაროდან გამომავალ არხზე. არსებითად, ეს მოწყობილობა არის ციფრული პოზიციის გადამრთველების სერია. გამოდის, რომ ციფრული მულტიპლექსერი არის შეყვანის სიგნალების გადართვა ერთ გამომავალ ხაზზე.
ამ მოწყობილობას აქვს შეყვანის სამი ჯგუფი:
- მისამართები, რომლებიც განსაზღვრავენ, თუ რომელი ინფორმაციის შეყვანა უნდა იყოს დაკავშირებული გამოსავალთან;
- საინფორმაციო;
- გადაჭრა (სტრობი).
წარმოებულ ციფრულ მულტიპლექსერებში არის მაქსიმუმ 16 ინფორმაციის შეყვანა. თუ დაპროექტებული მოწყობილობა მოითხოვს უფრო დიდ რაოდენობას, მაშინ ეგრეთ წოდებული მულტიპლექსერის ხის სტრუქტურა აგებულია რამდენიმე ჩიპისგან.
ციფრული მულტიპლექსერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას თითქმის ნებისმიერი ლოგიკური მოწყობილობის სინთეზისთვის, რითაც მნიშვნელოვნად შეამცირებს სქემებში გამოყენებული ლოგიკური ელემენტების რაოდენობას.
მულტიპლექსერებზე დაფუძნებული მოწყობილობების სინთეზის წესები:
- კარნაუს რუკა აგებულია გამომავალი ფუნქციისთვის (ცვლადი ფუნქციების მნიშვნელობებზე დაყრდნობით);
- არჩეულია მულტიპლექსერის წრეში გამოყენების თანმიმდევრობა;
- აგებულია ნიღბის მატრიცა, რომელიც უნდა შეესაბამებოდეს გამოყენებული მულტიპლექსერის თანმიმდევრობას;
- აუცილებელია მიღებული მატრიცის გადატანა კარნოს რუკაზე;
- ამის შემდეგ, ფუნქცია მცირდება ცალ-ცალკე მატრიცის თითოეული ფართობისთვის;
- მინიმიზაციის შედეგებიდან გამომდინარე, აუცილებელია წრედის აგება.
ახლა მოდით გადავიდეთ თეორიიდან პრაქტიკაზე. მოდით განვიხილოთ სად გამოიყენება ასეთი მოწყობილობები.
მოქნილი მულტიპლექსერები შექმნილია ციფრული ნაკადების გენერირებისთვის (პირველადი) 2048 კბიტ/წმ სიჩქარით (მეტყველებიდან), აგრეთვე მონაცემები ელექტრონული არხების ჯვარედინი კავშირის ციფრული ინტერფეისებიდან 64 კბიტ/წმ სიჩქარით, ციფრული გადაცემისთვის. ნაკადი IP/Ethernet ქსელში და ხაზოვანი სიგნალის და ფიზიკური სახსრების კონვერტაციისთვის.
ასეთი მოწყობილობის გამოყენებით შეგიძლიათ დააკავშიროთ 60-მდე (ზოგიერთ მოდელში ეს მაჩვენებელი შეიძლება იყოს მეტი) ანალოგური ტერმინალი 1 ან 2 ან 128 აბონენტის კომპლექტში E1 ოთხი ნაკადისთვის. როგორც წესი, ანალოგური ტერმინალები არის TC ხაზები, რომლებსაც აქვთ შიდა სიგნალიზაცია, ან სიგნალიზაცია ხორციელდება ცალკეულ არხზე. ხმოვანი არხის მონაცემები შეიძლება შეკუმშოს 32 ან 16 კბიტ/წმ-მდე არხზე ADPCM კოდირების გამოყენებით.
მოქნილი მულტიპლექსერები იძლევა სამაუწყებლო კავშირების გამოყენების საშუალებას, ანუ სიგნალების გადაცემას ერთ-ერთი ციფრული ან ანალოგური არხიდან რამდენიმე სხვაზე. ხშირად გამოიყენება რადიომაუწყებლობის პროგრამების ერთდროულად რამდენიმე სხვადასხვა წერტილში მიწოდებისთვის.
ოპტიკური მულტიპლექსერები არის მოწყობილობები, რომლებიც შექმნილია მონაცემთა ნაკადებთან მუშაობისთვის სინათლის სხივების გამოყენებით, რომლებიც განსხვავდება ამპლიტუდის ან ფაზის მიხედვით, ასევე ტალღის სიგრძით. ასეთი მოწყობილობების უპირატესობებში შედის გარე გავლენის წინააღმდეგობა, ტექნიკური უსაფრთხოება, დაცვა გადაცემული ინფორმაციის გატეხვისგან.
მულტიპლექსერი არის კომბინირებული ციფრული მოწყობილობა, რომელიც უზრუნველყოფს რამდენიმე შეყვანის სიგნალის ალტერნატიულ გადაცემას ერთ გამოსავალზე. ის საშუალებას გაძლევთ გადაიტანოთ (გადართოთ) სიგნალი სასურველი შეყვანიდან გამოსავალზე; ამ შემთხვევაში, საჭირო შეყვანის შერჩევა ხორციელდება საკონტროლო სიგნალების გარკვეული კომბინაციით. მულტიპლექსის შეყვანის რაოდენობას ჩვეულებრივ უწოდებენ არხების რაოდენობას, ისინი შეიძლება იყოს 2-დან 16-მდე, ხოლო გამომავალი რაოდენობა ეწოდება მულტიპლექსერის ბიტს, ჩვეულებრივ 1-4.
სიგნალების გადაცემის მეთოდიდან გამომდინარე, მულტიპლექსერები იყოფა:
- ანალოგი;
- ციფრული.
ამრიგად, ანალოგური მოწყობილობები იყენებენ პირდაპირ ელექტრულ კავშირს შეყვანის გამოსავალთან დასაკავშირებლად; ამ შემთხვევაში, მისი წინააღმდეგობა არის რამდენიმე ერთეულის ბრძანებით - ათობით Ohms. ამიტომ მათ უწოდებენ კონცენტრატორები ან გასაღებები. ციფრულ (დისკრეტულ) მოწყობილობებს არ აქვთ პირდაპირი ელექტრული კავშირი შეყვანასა და გამომავალს შორის; ისინი მხოლოდ აკოპირებენ სიგნალს - "0" ან "1" - გამოსავალზე.
მულტიპლექსერის მუშაობის პრინციპი
ზოგადად, მულტიპლექსერის მუშაობის პრინციპი შეიძლება აიხსნას გადამრთველის მაგალითის გამოყენებით, რომელიც აკავშირებს შეყვანას მოწყობილობის გამოსავალთან. გადამრთველის მუშაობა უზრუნველყოფილია საკონტროლო მიკროსქემის საფუძველზე, რომელშიც არის მისამართები და ჩართვის საშუალებები. მისამართების შეყვანის სიგნალები მიუთითებს, თუ რომელი საინფორმაციო არხია დაკავშირებული გამოსავალთან. ნებადართული შეყვანები გამოიყენება შესაძლებლობების გასაზრდელად - ბიტის სიმძლავრის გაზრდა, სხვა მექანიზმების მუშაობასთან სინქრონიზაცია და ა.შ. მულტიპლექსერის მართვის სქემის შესაქმნელად ჩვეულებრივ გამოიყენება მისამართის დეკოდერი. 
მულტიპლექსერის გამოყენების სფერო
მულტიპლექსერები შექმნილია უნივერსალური ლოგიკური ელემენტის გამოსაყენებლად ნებისმიერი ფუნქციის განხორციელებისას, რომელთა რაოდენობა უდრის მისამართის შეყვანის რაოდენობას. ისინი ფართოდ გამოიყენება ცალკეული ავტობუსების, გამავალი ხაზების ან მათი ჯგუფების გადართვის მიზნით. მიკროპროცესორულ სისტემებში ისინი დამონტაჟებულია დისტანციურ ობიექტებზე, რათა განხორციელდეს ინფორმაციის გადაცემის შესაძლებლობა ერთ ხაზზე რამდენიმე სენსორიდან, რომლებიც მდებარეობს ერთმანეთისგან დისტანციურ მანძილზე. ასევე, მიკროსქემის დიზაინში მულტიპლექსერები გამოიყენება სიხშირის გამყოფებში, შედარების სქემების, მრიცხველების, კოდის გენერატორების და ა.შ. შექმნისას, პარალელური ბინარული კოდის სერიულად გადაქცევის მიზნით.
საშინაო ინდუსტრიის მიერ წარმოებული მულტიპლექსერის არხების რაოდენობა დღეს ჩვეულებრივ არის 4, 6, 10 და 16. უფრო დიდი რაოდენობის შეყვანის მქონე სქემების ასაგებად გამოიყენება ეგრეთ წოდებული კასკადის ხის წრე, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შექმნათ მოწყობილობები თვითნებური. კომერციულად წარმოებულ მულტიპლექსერებზე დაფუძნებული შეყვანის ხაზების რაოდენობა.
3.7. მულტიპლექსატორები და დემულტიპლექსატორები
მულტიპლექსერიარის მოწყობილობა, რომელიც იღებს რამდენიმე შეყვანიდან ერთ-ერთს და აკავშირებს მას ერთ გამომავალთან, ორობითი კოდის მდგომარეობიდან გამომდინარე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მულტიპლექსერი არის სიგნალის გადამრთველი, რომელსაც აკონტროლებს ბინარული კოდი და აქვს რამდენიმე შეყვანა და ერთი გამომავალი. შეყვანა, რომლის ნომერი შეესაბამება საკონტროლო ორობით კოდს, დაკავშირებულია გამოსავალთან.
ისე, პირადი განმარტება: მულტიპლექსერიარის მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის პარალელურ კოდს სერიულ კოდად.
მულტიპლექსერის სტრუქტურა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სხვადასხვა სქემით, მაგალითად, ეს:
ბრინჯი. 1 – კონკრეტული მულტიპლექსერის მიკროსქემის მაგალითი
ყველაზე დიდი ელემენტი აქ არის AND-OR ელემენტი ოთხი შეყვანით. კვადრატები ერთეულებთან არის ინვერტორები.
გადავხედოთ დასკვნებს. მარცხნივ მდებარეებს, კერძოდ D0-D3, ინფორმაციის შეყვანას უწოდებენ. მათ ეძლევათ ინფორმაცია, რომელიც უნდა შეირჩეს. შეყვანებს A0-A1 ეწოდება მისამართის შეყვანა. აქ არის ბინარული კოდის მიწოდება, რომელიც განსაზღვრავს D0-D3 შეყვანიდან რომელი იქნება დაკავშირებული გამოსავალთან, რომელიც მითითებულია ამ დიაგრამაში, როგორც ი. შეყვანა C – სინქრონიზაცია, ოპერაციის ნებართვა.
დიაგრამას ასევე აქვს მისამართის შეყვანა ინვერსიით. ეს არის იმისათვის, რომ მოწყობილობა უფრო მრავალმხრივი გახდეს.
ფიგურაში ნაჩვენებია, როგორც მას ასევე უწოდებენ, 4X1 მულტიპლექსერი. როგორც ვიცით, სხვადასხვა ორობითი რიცხვების რაოდენობა, რომელიც შეიძლება მიუთითოს კოდმა, განისაზღვრება კოდის ბიტების რაოდენობით, როგორც 2 n, სადაც n არის ბიტების რაოდენობა. თქვენ უნდა დააყენოთ 4 მულტიპლექსერის მდგომარეობა, რაც ნიშნავს, რომ მისამართის კოდში უნდა იყოს 2 ბიტი (2 2 = 4).
ამ მიკროსქემის მოქმედების პრინციპის ასახსნელად, გადავხედოთ მის სიმართლის ცხრილს:
ასე ირჩევს ორობითი კოდი სასურველ შეყვანას. მაგალითად, ჩვენ გვაქვს ოთხი ობიექტი და ისინი აგზავნიან სიგნალებს, მაგრამ ჩვენ გვაქვს ერთი საჩვენებელი მოწყობილობა. ვიღებთ მულტიპლექსერს. ორობითი კოდიდან გამომდინარე, სასურველი ობიექტის სიგნალი დაკავშირებულია ჩვენების მოწყობილობასთან.
მულტიპლექსერი მიკროსქემით აღინიშნება შემდეგნაირად:
ბრინჯი. 2 - მულტიპლექსერი, როგორიცაა ISS
დემულტიპლექსერი- მოწყობილობა ინვერსიული მულტიპლექსერის მიმართ. ანუ დემულტიპლექსერს აქვს ერთი შეყვანა და ბევრი გამომავალი. ორობითი კოდი განსაზღვრავს, თუ რომელი გამომავალი იქნება დაკავშირებული შეყვანასთან.
Სხვა სიტყვებით, დემულტიპლექსერიარის მოწყობილობა, რომელიც იღებს ნიმუშს მისი რამდენიმე გამოსასვლელიდან და აკავშირებს მას მის შესასვლელთან, ან სხვაგვარად ეს არის სიგნალის გადამრთველი, რომელსაც აკონტროლებს ბინარული კოდი და აქვს ერთი შემავალი და რამდენიმე გამომავალი.
გამომავალი, რომლის ნომერი შეესაბამება ორობითი კოდის მდგომარეობას, დაკავშირებულია შეყვანთან. და პირადი განმარტება: დემულტიპლექსერიარის მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის სერიულ კოდს პარალელურად.
ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც დემულტიპლექსერი დეშიფრატორებიორობითი კოდი პოზიციურ კოდში, რომელშიც შეყვანილია დამატებითი კარიბჭის შეყვანა.
მულტიპლექსერისა და დემულტიპლექსერის სქემების მსგავსების გამო, CMOS სერიებს აქვთ მიკროსქემები, რომლებიც ერთდროულად არიან მულტიპლექსერი და დემულტიპლექსერი, იმისდა მიხედვით, თუ რომელი მხრიდან მიეწოდება სიგნალები.
მაგალითად, K561KP1, მუშაობს როგორც 8x1 გადამრთველი და 1x8 გადამრთველი (ანუ, როგორც მულტიპლექსერი და დემულტიპლექსერი რვა შეყვანით ან გამომავალით). გარდა ამისა, CMOS მიკროსქემებში, ციფრული სიგნალების გადართვის გარდა (ლოგიკური 0 ან 1), შესაძლებელია ანალოგური სიგნალების გადართვა.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის ანალოგური სიგნალის შეცვლა, რომელსაც აკონტროლებს ციფრული კოდი. ასეთ მიკროსქემებს კონცენტრატორები ეწოდება. მაგალითად, გადამრთველის გამოყენებით შეგიძლიათ შეცვალოთ სიგნალები, რომლებიც შედიან გამაძლიერებლის შეყვანაში (შეყვანის სელექტორი). განვიხილოთ შეყვანის ამომრჩეველი წრე UMZCH. მოდით ავაშენოთ იგი ფლიპ-ფლოპების და მულტიპლექსერის გამოყენებით.
ბრინჯი. 3 - შეყვანის ამომრჩევი
ასე რომ, მოდით შევხედოთ მუშაობას. DD1 მიკროსქემის ტრიგერებზე, რგოლი მრიცხველიღილაკზე დაჭერა 2 ციფრით (ორი ტრიგერი - 2 ციფრი). ორნიშნა ორობითი კოდიმიდის DD2 ჩიპის D0-D1 მისამართებზე. DD2 ჩიპი არის ორმაგი ოთხარხიანი გადამრთველი.
ორობითი კოდის შესაბამისად მიკროსქემის გამოსავალზე ადა INშეყვანები A0-A3 და B0-B3 დაკავშირებულია შესაბამისად. ელემენტები R1, R2, C1 აღმოფხვრის ღილაკების კონტაქტების გადახტომას.
დიფერენციაციის ჯაჭვი R3C2 აყენებს ფლიპ-ფლოპებს ნულზე, როდესაც დენის ჩართვისას, პირველი შეყვანა დაკავშირებულია გამოსავალთან. ღილაკზე დაჭერისას, ჩართეთ DD1.1 გადართვა ჟურნალის მდგომარეობაში. 1 და მეორე შეყვანა უკავშირდება გამომავალს და ა.შ. შეყვანები ჩამოთვლილია რგოლში, დაწყებული პირველიდან.
ერთის მხრივ მარტივია, მეორეს მხრივ ცოტა მოუხერხებელია. ვინ იცის რამდენჯერ დააჭირეს ღილაკს ჩართვის შემდეგ და რომელი შემავალია ახლა გამომავალზე. კარგი იქნება, რომ გქონდეთ დაკავშირებული შეყვანის ინდიკატორი.
გავიხსენოთ შვიდსეგმენტიანი დეკოდერი. დეკოდერს ინდიკატორთან ერთად გადავიყვანთ გადამრთველ წრეში და ვაკავშირებთ დეკოდერის პირველ ორ შეყვანას (დიაგრამაზე როგორც DD3), ანუ 1 და 2 (ქინძისთავები 7 და 1) ტრიგერების DD1.1 DD1 პირდაპირ გამოსასვლელებს. 2 (ქინძისთავები 1 და 13). ჩვენ ვაკავშირებთ დეკოდერის შეყვანას 4 და 8 (ქინძისთავები 2 და 6) კორპუსს (ანუ ჩვენ ვაწვდით ლოგიკას 0). ინდიკატორი აჩვენებს ბეჭდის მრიცხველის სტატუსს, კერძოდ, რიცხვებს 0-დან 3-მდე. რიცხვი 0 შეესაბამება პირველ შეყვანას, 1-დან მე-2-მდე და ა.შ.
მულტიპლექსერები და დემულტიპლექსერები მიეკუთვნება კომბინირებული მოწყობილობების კლასს, რომლებიც შექმნილია მონაცემთა ნაკადების გადართვისთვის საკომუნიკაციო ხაზებში მოცემულ მისამართებზე. ციფრულ სისტემებში მონაცემების უმეტესობა გადაეცემა პირდაპირ მავთულხლართებითა და გამტარებით ბეჭდური მიკროსქემის დაფები. ხშირად საჭიროა ინფორმაციის ორობითი სიგნალების (ან ანალოგური ანალოგური ციფრულ სისტემებში) გადაცემა სიგნალის წყაროდან მომხმარებლამდე. ზოგიერთ შემთხვევაში, აუცილებელია მონაცემთა გადაცემა დიდ მანძილზე სატელეფონო ხაზებით, კოაქსიალური და ოპტიკური კაბელებით. თუ ყველა მონაცემი ერთდროულად გადაიცემა პარალელური საკომუნიკაციო ხაზებით, ასეთი კაბელების საერთო სიგრძე იქნება ძალიან გრძელი და ძალიან ძვირი. ამის ნაცვლად, მონაცემები გადაიცემა ერთი მავთულის მეშვეობით სერიული ფორმით და დაჯგუფებულია პარალელურ მონაცემებად ამ ერთი საკომუნიკაციო ხაზის მიმღებ ბოლოში. მოწყობილობებს, რომლებიც გამოიყენება მონაცემთა ერთ-ერთი წყაროს მოცემულ ნომერთან (მისამართთან) საკომუნიკაციო ხაზთან დასაკავშირებლად, ეწოდება მულტიპლექსერები. მოწყობილობებს, რომლებიც გამოიყენება საკომუნიკაციო ხაზის დასაკავშირებლად ინფორმაციის ერთ-ერთ მიმღებთან მითითებული მისამართით, ეწოდება დემულტიპლექსერები. ერთ-ერთი ციფრული მოწყობილობის პარალელური მონაცემები შეიძლება გარდაიქმნას სერიულ საინფორმაციო სიგნალებად მულტიპლექსერის გამოყენებით, რომლებიც გადაიცემა ერთ მავთულზე. დემულტიპლექსერის გამოსავალზე ეს სერიული შეყვანის სიგნალები შეიძლება დაჯგუფდეს პარალელურ მონაცემებად.
მულტიპლექსერები და დემულტიპლექსერები მიეკუთვნება კომბინირებული მოწყობილობების კლასს, რომლებიც შექმნილია მონაცემთა ნაკადების გადართვისთვის საკომუნიკაციო ხაზებში მოცემულ მისამართებზე. ციფრულ სისტემებში მონაცემების უმეტესობა გადაეცემა პირდაპირ მავთულხლართებითა და ბეჭდური მიკროსქემის დაფებზე არსებული კვალის საშუალებით. ხშირად საჭიროა ინფორმაციის ორობითი სიგნალების (ან ანალოგური ანალოგური ციფრულ სისტემებში) გადაცემა სიგნალის წყაროდან მომხმარებლამდე. ზოგიერთ შემთხვევაში, აუცილებელია მონაცემთა გადაცემა დიდ მანძილზე სატელეფონო ხაზებით, კოაქსიალური და ოპტიკური კაბელებით. თუ ყველა მონაცემი ერთდროულად გადაიცემა პარალელური საკომუნიკაციო ხაზებით, ასეთი კაბელების საერთო სიგრძე იქნება ძალიან გრძელი და ძალიან ძვირი. ამის ნაცვლად, მონაცემები გადაიცემა ერთი მავთულის მეშვეობით სერიული ფორმით და დაჯგუფებულია პარალელურ მონაცემებად ამ ერთი საკომუნიკაციო ხაზის მიმღებ ბოლოში. მოწყობილობებს, რომლებიც გამოიყენება მონაცემთა ერთ-ერთი წყაროს მოცემულ ნომერთან (მისამართთან) საკომუნიკაციო ხაზთან დასაკავშირებლად, ეწოდება მულტიპლექსერები. მოწყობილობებს, რომლებიც გამოიყენება საკომუნიკაციო ხაზის დასაკავშირებლად ინფორმაციის ერთ-ერთ მიმღებთან მითითებული მისამართით, ეწოდება დემულტიპლექსერები. ერთ-ერთი ციფრული მოწყობილობის პარალელური მონაცემები შეიძლება გარდაიქმნას სერიულ საინფორმაციო სიგნალებად მულტიპლექსერის გამოყენებით, რომლებიც გადაიცემა ერთ მავთულზე. დემულტიპლექსერის გამოსავალზე ეს სერიული შეყვანის სიგნალები შეიძლება გადაჯგუფდეს პარალელურ მონაცემებად.
მულტიპლექსერები
მულტიპლექსერი გამოიყენება ციფრული ნაკადების სხვადასხვა წყაროდან ერთ სატრანსპორტო ნაკადად გაერთიანებისთვის.- შეკუმშვის შიფრები, სხვა მულტიპლექსატორების გამოსასვლელები, მიმღებების გამოსავალი - დეკოდერები და ა.შ. შემომავალ სიგნალებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული დროის ბაზა (ანუ ისინი შეიძლება წარმოიქმნას ოდნავ განსხვავებული საათის სიხშირით), ხოლო მულტიპლექსერის ამოცანაა შექმნას ასინქრონული ნაკადი თითოეული კომპონენტის სინქრონიზაციის ინფორმაციის შენარჩუნებით.
მულტიპლექსერის მუშაობის პრინციპი ემყარება მეხსიერების ბუფერის თვისებებს - მასში ინფორმაცია იწერება ერთი საათის სიხშირით და იკითხება მეორე, უფრო მაღალი სიხშირით. თუ წარმოვიდგენთ თანმიმდევრულად დაკავშირებული ბუფერების ჯაჭვს, სინქრონიზებული ისე, რომ იმპულსების გამომავალი აფეთქებები დროულად არ გადაიფაროს, ეს იქნება მულტიპლექსერი.
მულტიპლექსერის ძირითადი პარამეტრია სატრანსპორტო ნაკადის გამომავალი სიჩქარე, რომელიც მოდელების უმეტესობისთვის არის 55...60 მბიტ/წმ. ასევე არის ნიმუშები 100 მბიტ/წმ-მდე სიჩქარით. რა თქმა უნდა, გამომავალზე მითითებული ნაკადის სიჩქარე უნდა იყოს მინიმუმ არანაკლებ ყველა კომბინირებული ნაკადის სიჩქარის ჯამზე. გამომავალი ნაკადის სიჩქარის გადაჭარბება კომპენსირდება მულტიპლექსერის გამოსავალზე ნულოვანი პაკეტების შემოღებით.
დემულტიპლექსერი არის კომპიუტერის ფუნქციური ერთეული, რომელიც შექმნილია ერთი ინფორმაციის შეყვანის D სიგნალის გადართვის (გადართვის) n ინფორმაციის გამოსავალზე ერთ-ერთზე. გამომავალი რაოდენობა, რომელსაც მიეწოდება შემავალი სიგნალის მნიშვნელობა კომპიუტერის დროის თითოეულ ციკლზე, განისაზღვრება მისამართის კოდით A0, A1..., Am-1. მისამართის შეყვანა m და ინფორმაციის გამომავალი n დაკავშირებულია n2m მიმართებით. DC დეკოდერი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დემულტიპლექსერი. ამ შემთხვევაში, საინფორმაციო სიგნალი მიეწოდება ნებართვის შეყვანას E (ინგლისური enable - ნებართვა). კარიბჭე დემულტიპლექსერი ინფორმაციის შეყვანით D, მისამართის შეყვანით A1, A0 და კარიბჭის შეყვანით C ნაჩვენებია სურათზე 2.1. დემულტიპლექსერი ასრულებს მულტიპლექსერის შებრუნებულ ფუნქციას. მულტიპლექსერებთან და დემულტიპლექსერებთან მიმართებაში ასევე გამოიყენება ტერმინი „მონაცემთა სელექტორები“.
დემულტიპლექსერები გამოიყენება ცალკეული ხაზების და მრავალბიტიანი ავტობუსების გადართვის, სერიული კოდის პარალელურად გადაქცევისთვის. მულტიპლექსერის მსგავსად, დემულტიპლექსერი მოიცავს მისამართების დეკოდერს. დეკოდერის სიგნალები აკონტროლებს ლოგიკურ კარიბჭეს, რაც ინფორმაციის გადაცემის საშუალებას იძლევა მხოლოდ ერთი მათგანის მეშვეობით (ნახ. 1.1).