실험 3 : 멀티플렉서 / 디멀티플렉서

【 이론 】

멀티플렉서(Multiplexer)

멀티플렉싱이란 많은 수의 정보 장치를 적은 수의 채널이나 선들을 통하여 전송하는 것을 의미한다. 디지탈 멀티플렉서는 많은 입력선들 중에서 하나를 선택하여 출력선에 연결하는 조합회로이다. 선택선들의 값에 따라서 특별한 입력선이 선택된다. 정상적인 경우

$$ 2^n

개의 입력선과 n개의 선택선으로 구성되어 있다. 이 때 n선택선들의 비트조합에 따라서 입력 중의 하나가 선택된다.

$$ 4 TIMES 1

멀티플렉서가 그림 15-5(a)에 주어졌다. 4개의 입력선들,

$$ I_o

에서

$$ I_3

까지 각각은 각 AND 게이트의 한 입력이 된다. 선택선

$$ S_1

과

$$ S_0

는 특별 동작이 요구되는한 AND 게이트를 선택하기 위해 동작한다. 그림 15-5(b)의 함수표는 각 가능한 선택선들의 비트 조합에 대한 입출력 통로를 목록으로 작성한 것이다. 이 MSI함수가 디지탈 시스템 설계에 사용될 때 그림 15-5(c)에 있는 블록도로 표시한다. 회로 작동을 설명하기 위해

$$ S_1 S_0 = 10

일 때를 살펴보자, 입력

$$ I_2

와 관련된 AND 게이트(A-2)를 보면 2개의 입력은 "1"이 되고 나머지 하나의 입력은

$$ I_2

가 된다. 나머지 3개의 다른 AND 게이트들은 적어도 하나의 입력이 "0"이 되어서 출력들은 모두 "0"이 된다. 따라서 OR 게이트의 출력은

$$ I_2

와 같게 된다. 즉 OR 게이트는 선택된 입력을 출력과 연결시켜 주는 통로 구실을 한다. 멀티플렉서는 많은 입력들 중 하나를 선택하여 선택된 입력선의 2진 정보를 출력선에 넘겨 주기 때문에 데이터 선택기라고 부르기도 한다.

디멀티플렉서 (Demultiplexer)

1개의 인에이블 입력을 가지고 있는 디코더는 디멀티플렉서로서의 기능을 수행한다. 디멀티플렉서는 정보를 한 선으로 받아서

$$ 2^n

개의 가능한 출력 선들 중 하나를 선택하여 받은 정보를 전송하는 회로이다. 디멀티플렉서는 n개의 선택선들의 값에 의해 특별한 출력선이 선택된다. 그림 15-6의 디코더는 만일 E가 입력선이고 A와 B를 선택선으로 취급한다면 디멀티플렉서와 같은 기능을 수행한다. 이것은 그림 15-7(b)에서 볼수 있다. 입력 변수 E는 모든 출력선으로 통하는 통로들을 가지고 있다. 그러나 입력 정보는 A와 B의 2진 값에 의해 결정되는 단 하나의 출력 선에만 연결된다. 이것은 그림 15-6(b)에 있는 이 회로의 진리표로부터 증명될 수 있다. 예를 들어 선택선 AB=10이면

$$ D_2

는 입력 E와 동일하게 되고 다른 모든 출력들은 "1"이 된다. 디코더와 디멀티플렉서 연산들은 동일한 회로에서 얻어지기 때문에 인에이블 입력을 가지고 있는 디코더는 디코더나 디멀티플렉서로 간주할 수 있다. 회로를 디멀티플렉서로 만드는 것이 바로 인에이블 입력이며 디코더 그 자체는 AND, NAND 또는 NOR 게이트들을 사용한다. 디코더/디멀티플렉서 회로들은 함께 연결되어 좀 더 큰 디코더 회로를 형성할 수 있다.