Мультиплексор

 

Изобретение относится к микроэлектронике и импульсной технике и предназначено для использования в качестве электронного коммутатора, а также для реализации всех логических функций трех переменных. Цель изобретения - упрощение мультиплексора. Поставленная цель достигается тем, что мультиплексор содержит три информационные шины, восемь настроечных шин, две шины питания, один выход, три элемента НЕ, четыре шестивходовых элемента 2-2ИЛИ-4И-НЕ и один четырехвходовый элемент И-НЕ. Мультиплексор работает в двух режимах - коммутатора и универсального логического модуля. В режиме коммутатора на информационные шины подаются двоичные переменные, определяющие двоичный номер настроечной шины, сигнал с которой происходит на выход мультиплексора. В режиме универсального логического модуля на информационные шины также подаются двоичные переменные, которые являются аргументами реализуемой устройством некоторой логической функции трех переменных, компоненты вектора значений которой подаются на настроечные шины. Мультиплексор обладает широкими функциональными возможностями, простой конструкцией и однородной структурой. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦ1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

119) (111 (51)5 Н 03 к

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИНМ

ПРИ ГКНТ СССР

" " "- 1 9

:- .":;-кафф

Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4455862/24-21 (22) 06.07.88 (46) 23.01.90. Бюл. У 3 (72) А.К. Дадыкин, Л.Б. Авгуль, Н.А. Егоров и В.И. Костеневич (53) 681.325.65(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1119003, кл. G 06 F 7/00, 1982.

Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике. Справочник/Под ред. Б.Н.Файзулаева, Б.В. Тарабрина. — М. Радио и связь, 1987, с. 56, рис. 3.55. (54) МУЛЬТИПЛЕКСОР (57) Изобретение относится к микроэлектронике и импульсной технике и предназначено для использования в качестве электронного крммутатора, а также для реализации всех логических функций трех переменных. Цель изобретения — упрощение мультиплексора.

Поставленная цель достигается тем, что мультиплексор содержит три инИзобретение относится к микроэлектронике и импульсной технике и предназначено для использования в качестве электронного коммутатора, а также для реализации всех логических функций трех переменных.

Цель изобретения — упрощение мультиплексора.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема предлагаемого мультиплексора.

Мультиплексор содержит три информационные шины 1-3, восемь настроечных шин 4-11, выход 12, две шины 13

2 формационные шины, восемь настроеч.ных шин, две шины питания, один выход, три элемента НЕ, четыре шестивходовых элемента 2-2ИЛИ-4И-НЕ и один четырехвходовый элемент И-НЕ. Мультиплексор работает в двух режимах— комг»утатора и универсельного логического модуля. В режиме коммутатора на информационные шины подаются двоичные переменные, определяюцие двоичньп» номер настроечной шины, сигнал с которой проходит на выход мультиплексора. В режиме универсального логического модуля на информационные шины. также подаются двоичные переменные, которые являются аргументами реализуемой устройством некоторой логической функции трех переменных, компоненты вектора значений которой подаются на настроечные нины. Мультиплексор обладает широкими функциональньпп» воэможностями, простой конструкцией и .однородной структурой. 1 ил., 1 табл. и 14 питания, первый 15, второй 16 и третий 17 элементы НЕ, первьп» 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21. элементы 2-2ИЛИ-4И-HE и элемент

И-НЕ 22.

Первый элемент НЕ 15 выполнен на пе11еключательном 23 и нагрузочном 24 транзисторах, второй элемент НЕ 16— на переключательном 24 и нагрузочном

26 транзисторах а третий элемент НЕ

17 - на переключательном 27 и нагруэочном 28 транзисторах. Первый элемент

2-2ИЛИ-4И-НЕ 18 выполнен на нести переключательных 29-34 и одном нагрузоч I

1538248 ном 35 транзисторах, второй элемент 2-2ИЛИ-4И-НЕ 19 — на шести переключательных 36-41 и одном нагрузочном 42 транзисторах, третий элемент 2-2ИЛИ4И-НЕ 20 — на шести переключательных

43-48 и одном нагрузочном 49 транзисторах, а четвертый элемент 2-2ИЛИ-4ИНЕ 21 — на шести переключательных 5055 и одном нагрузочном 56 транзисто- ip рах.

Элемент И-НЕ.22 выполнен на четырех переключательных 57-60 и одном .нагрузочном 61 транзисторах. 15

Элемент 2-2ИЛИ-4И-HE реализует, логическую функцию. ф = (zq V z+) (2 ххзе еб., гце z,, > = 1,b — значение, сигнала на 1-м входе элемента.

Первая,информционная шина 1 муль- 20 типлексора соединена с входом первого ,элемента НЕ 15 (затвор транзистора 23), третьими входами первого элемента

1 2.-2ИЛИ-4И-НЕ 18 (затвор транзистора, 30), второго элемента 2-2ИЛИ-4И-НЕ 19 25 ,(затвор транзистора 37), третьего ! элемента 2-2ИЛИ-4И-НЕ 20 (затвор тран,зистора 44) и четвертого элемента

2-2ИЛИ-4И-НЕ 21 (затвор транзистора

I5i), 30

Вторая информационная шина 2 мультиплексора соединена с входом второго элемента НЕ 16 (затвор транзистора 25) и пятыми входами второго элемента

2-2ИЛИ-4И-НЕ 19 (затвор транзистора

41) и четвертого .элемента 2-2ИЛИ-4И-HE

21 (затвор транзистора 55).

Третья информационная шина 3 мультиплексора соединена с входом третьего элемента НЕ l7 (затвор тран= èñòîðà 4р

27) и шестыми входами третьего элемента 2-2ИЛИ-4И-HE 20 (затвор транзистора 48) и четвертого элемента 2-2ИЛИ4И-НЕ 21 (затвор транзистора 54).

Первая 4 и вторая 5 настроечные 45

Шины мультиплексора соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента 2-2ИЛИ-4И-НЕ 18 (затворы транзисторов 29 и 31), третья 6 и четвертая 7 настроечные шины мульти-50 плексора †.соответственно с первым и

Вторым входами второго элемента

2-2ИЛИ-4И-НЕ 19 (затворы транзисторов

36 и 38), пятая 8 и шестая 9 настроечНые шины мультиплексора — соответст55

Венно с первым и вторым входами третьего элемента 2-2ИЛИ-4И-НЕ 20 (затворы транзисторов 43 и 45), а седьмая 10

4 восьмая 11 настроечные шины мультиплексора соединены соответственно с рервым и вторым входами четвертого элемента 2-2ИЛИ-4И-НЕ 21 (затворы транзисторов 50 и 52).

Выход первого элемента НЕ 15 (сток транзистора 23) соединен с четвертыми входами первого 18, второго 19, третьего 20 и четвертого 21 элементов 2-2ИЛИ-4И-НЕ (соответственно затворы транзисторов 32, 39, 46 и 53).

Выход второго элемента НЕ 16 (сток транзистора 26) соединен с пятыми входами первого 18 и третьего 20 элементов 2-2ИЛИ-4И-НЕ (соответственно затворы транзисторов 34 и 47).

Выход третьего элемента НЕ 17 (сток транзистора 28) соединен с шестыми входами первого 18 и второго

19 элементов 2-2ИЛИ-4И-HE (соответственно затворы транзисторов 33 и 40).

Выходы элементов 2-2ИЛИ-4И-НЕ 182i (соответственно стоки транзисторов 35, 42, 49 и 56) соединены с входами элемента И-НЕ 22 (соответственно затворы транзисторов 57-60), выход которого (сток транзистора 61) соединен с выходом 12 модуля.

Элементы HE 15-17, элементы 2-2ИЛИ4И-НЕ 18-21 и элемент И-HE 22 соединены между шинами 13 и 14 питания.

Мультиплексор работает в двух. режимах.

В режиме коммутатора на информационные шины 1-3 подаются двоичные переменные соответственно х» х и х„ 2 определяющие двоичный номер N = 2 x,+

+ 2 х + 2 х + 1 настроечной шины, сигнал с которой приходит на выход 12 мультиплексора (очевидно N = 1,8).

Работа мультиплексора в этом режиме поясняется таблицей (х — безразличное состояние).

В режиме универсального логического модуля на информационные шины 1-3 также подаются двоичные переменные х, х и х,, которые являются аргументами реализуемой устройством некоторой логической функции трех переменных f(xi, x ), компоненты вектора значений которой Ъ =(у,,у у ) подаются соответственно на наст& роечные .шины 4-,11 (где у,, i = 1,8 значение f (х<, х ) па (i-1)-м наборе переменных х „х ) .

Таким образом, сигнал настройки

U;0(0,1 íà i-и настроеннои шине иуньтиплексора совпадает со значением у,.

На выходе 12 мультиплексора сигнал z

1538248 совпадает со значением f(z„, х ) на данном наборе переменных х, х

Первообразная мультиплексо а имеет вид: f(õ,,õ,U) = (U, Ч х (Ц Ч х )х х

5 (U< Ч х ) (U+ Ч х )х х, ° (U Ч х>)(У Чх )х х,.

Пример, Определяют сигналы на ( настроечных шинах мультиплексора при реализации логической функции Е(х,хз)= х,х Ч х х . Очевидно, вектор ее значений Y = (у,,у,...,у ) =(0,1,0,0, 0,1,1,1). Тогда компоненты вектора настройки U имеют значения: Uq U = U = U = О, Ug = Ug = U - Ug1. Следовательно, сигнал логического нуля должен быть подан на первую 4, третью 6, четвертую 7 и пятую 8 настроечные шины, а сигнал логической еди- 20 ницы — на вторую 5, шестую 9, седьмую

10 и восьмую 11 настроечные шины мультиплексора.

Предлагаемый мультиплексор харак- 25 теризуется простой конструкцией и ши- рокими функциональными возможностями.

Сложность известного устройства по числу входов логических элементов составляет 55, тогда как сложность предлагаемого мультиплексора равна

39 (три элемента НЕ содержат по два, четыре элемента 2-2ИЛИ-4И-НŠ— по семь и элемент И-НŠ— пять полевых транзисторов), что как минимум в 1,4 раза меньше сложности известного устройства.

Формула и з обретения

Мультиплексор, содержащий три ин40 формационных и восемь настроечных шин, две шины питания, выполненные на МОПтранзисторах, шесть из которых образуют три элемента НЕ, о т л и ч а ю.— шийся тем, что, с целью упрощения, содержит один элемент И-НЕ и четыре элемента 2-2ИЛИ-4И-НЕ, первый и второй входы i-го из которых (i=1,4) соединены соответственно с (2i-1)-й и 2i-й настроечными шинами мультиплексора, первая информационная шина которого соединена с входом первого элемента НЕ и третьим входом i-го элемента 2-2ИЛИ-4И-НЕ, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, вторая информационная шина мультиплексора соединена с пятыми входами второго и четвертого элементов 2-2ИЛИ-4И-НЕ и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с пятЫми входами первого и третьего элементов 2-2ИЛИ-4И-НЕ, третья информационная шина мультиплексора соединена с шестыми входами третьего и четвертого элементов 2-2ИЛИ-4И-НЕ и входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с шестыми входами первого и второго элементов 2-2ИЛИ4И-НЕ, выход i-го элемента 2-2ИЛИ-4ИНЕ соединен с i-м входом элемента

И-НЕ, выход которого соединен с выходом мультиплексора, каждый элемент

2-2ИЛИ-4И-НЕ содержит семь полевых транзисторов, затвор первого из которых соединен с первым входом элемента, а сток соединен со стоком второго полевого транзистора, затвор которого соединен с вторым входом элемента, а

)исток соединен с истоком первого полевого транзистора и стоками третьего и четвертого полевых транзисторов, затворы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входамц элемента, а истоки соединены со стоком пятого полевого транзистора, затвор которого соединен с пятым входом элемента, а исток соединен со стоком шестого полевого транзистора, затвор которого соединен с шестымвходом элемента, а исток. соединен с первой шиной питания, вторая шина питания соединена с затвором и стоком седьмого полевого транзистора, исток которого .соединен с выходом элемента и стоками первого и второго полевых транзисторов.

1538248

Информационные

x)t х /g xy/<

Выход

z/12

О

1 х х х х х х х х х х х х х х

0 х

1 х

О

1 х

О

1 х

О

1 х х

Х х х

1 х х

X х

О

1 х х х х

О О 0

О О О

0 О 1

О О 1

О 1 0

О 1 О

О 1 1

О 1

1 О О

1 О О

1 О 1 1 0 1

1 1 О

1 1 О

1 1 1

1 1 . »

Настроечные шины

Г М ) "э/6 Г у /7 Г т / уб/9 ут/еo j у /

1

О

О

0

О

О

О

О

1538248

Составитель О. Скворцав

Редактор И. Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор Л HeñKHà

Заказ 173 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин->, 101