Структурные схемы коммутаторов

Рассмотрим структурную схему полного мультиплексора, имеющего m адресных входов. Его рабочая функция реализуется сочетанием трех более простых функций: дешифрации адресной комбинации, логического ключа и логического объединения (рис. 4.2).

Рис. 4.2

Работа дешифратора описана в литературе, например /4-10/. Функцию ключа обычно выполняют схемы И, поскольку I & 1 = I, I & 0 = 0. Функция объединения выполняется схемой ИЛИ. В совокупности эти функциональные узлы обеспечивают заданную функцию устройства – передачу на выход сигналов с выбранного входа.

Структурная схема полного одноканального демультиплексора, имеющего n адресных входов, выглядит аналогично. Его рабочая функция реализуется сочетанием функций дешифрации адресной комбинации и логического ключа (рис. 4.3).

В / 4, 5, 8/ приведены иные функ­циональные схемы мультиплексоров и де­мультиплексоров. Они получены в результате развертывания дешифратора до уровня логических элементов и объединения выходных элементов И дешифратора и логических ключей мультиплексора или демультиплексора.

Исходя из схем, приведенных на рис. 4.2, 4.3, структурную схему коммутатора, включающего MX+DMX, можно представить в виде, изображенном на рис. 4.4.

Рис. 4.4

Реализации коммутаторов информационных потоков

Мультиплексоры и демультиплексоры могут быть аппаратно реализованы на логических элементах, на программируемой логике и в виде специальных микросхем. Например, простейший мультиплексор 2-1, реализованный на основе логических элементов типов ЛН и ЛР, будет иметь вид, приведенный на рис. 4.5.

Использование ПЛМ для реализации коммутаторов (см. п. 2.1) возможно, но нецелесообразно, поскольку в настоящее время в составе различных серий ТТЛ выпускается множество законченных интегральных схем мультиплексоров и демультиплексоров различ­ной разрядности, имеющих к тому же те или иные дополнительные функции (перевод в третье состояние, запрет и т.д.). УГО, схемы и функциональные возможности этих микросхем приведены в литературе. В качестве демультиплексоров используются микросхемы дешифраторов со входом (входами) разрешения. На этот вход и подается входной информационный поток. Следует обратить внимание на то, что выходы дешифраторов/демультиплексоров обычно инверсные, соответственно на невыбранных выходах (если нет третьего состояния) сохраняется потенциал лог.1. Многоканальные демультиплексоры (например, ИД4) могут использоваться как одноканальные с увеличением разрядности, если соответствующим образом скоммутировать их управляющие входы.

Полные многоразрядные коммутаторы (m 0 n разрядов) строят в виде каскадного соединения m -разрядного мультиплексора и n -разрядного демультиплексора.