10. Демультиплексоры. Классификация, управление и применение.

Демультиплексорами называются устройства, которые позволяют подключать один вход к нескольким выходам. Демультиплексор можно построить на основе точно таких же схем логического "И", как и при построении мультиплексора. Существенным отличием от мультиплексора является возможность объединения нескольких входов в один без дополнительных схем. Однако для увеличения нагрузочной способности микросхемы, на входе демультиплексора для усиления входного сигнала лучше поставить инвертор. Однако, если рассмотреть принципиальную схему самого дешифратора, то можно значительно упростить демультиплексор. Достаточно просто к каждому логическому элементу 'И', входящему в состав дешифратора просто добавить ещё один вход – In. Такую схему часто называют дешифратором с входом разрешения работы. В МОП микросхемах не существует отдельных микросхем демультиплексоров, так как МОП мультиплексоры, описанные ранее по информационным сигналам не различают вход и выход, т.е. направление распространения информационных сигналов, точно также как и в механических ключах, может быть произвольным. Если поменять входы и выход местами, то КМОП мультиплексоры будут работать в качестве демультиплексоров. Поэтому их часто называют просто коммутаторами Демультиплексор — устройство, в котором сигналы с одного информационного входа поступают в желаемой последовательности по нескольким выходам в зависимости от кода на адресных шинах. Таким образом, демультиплексор в функциональном отношении противоположен мультиплексору. Демультиплексоры обозначают через DMX или DMS. Если между числом выходов и числом адресных входов действует соотношение n=2m для двоичных демультиплексоров или n=3m для троичных демультиплексоров, то такой демультиплексор называют полным. Если n<2m для двоичных демультиплексоров или n<3m для троичных демультиплексоров, то демультиплексор называют неполным. Функции демультиплексоров сходны с функциями дешифраторов. Дешифратор можно рассматривать как демультиплексор, у которого информационный вход поддерживает напряжение выходов в активном состоянии, а адресные входы выполняют роль входов дешифратора. Поэтому в обозначении как дешифраторов, так и демультиплексоров используются одинаковые буквы - ИД. Демультиплексоры выполняют унарные (одновходовые, однооперандные) логические функции с парным выходом

11. Сумматоры. Классификация, управление и применение.

В схемах сумматоры обозначаются буквами SM. В отечественных сериях код, обозначающий микросхему сумматора, – ИМ. Микросхемы сумматоров, как следует из их названия, предназначены для суммирования двух входных двоичных кодов. То есть выходной код равен арифметической сумме двух входных кодов. Так, например, если один входной код 0111 ( =7), а второй 0101 ( =5), то суммарный код на выходе будет1100 (или число 12 представленное в двоичном коде). Подобные операции, часто встречаемые в практике проектирования цифровых устройств, выполняются с помощью логических устройств, называемых сумматорами. В рассмотренном примере суммировались два числа, представленных в двоичном коде, поэтому такие сумматоры получили название двоичных. При проектировании цифровых устройств кроме двоичных наиболее часто применяются двоично-десятичные сумматоры. Встречаются и другие типы сумматоров. Числа в сумматорах складываются поразрядно, начиная с младших разрядов , как это делается при сложении двух десятичных чисел, пользуясь правилами арифметики. Сумматоры, построенные по этому принципу получили название последовательных и характеризуются невысоким быстродействием. Возможен другой подход к суммированию двух чисел, а именно когда складываются все разряды одновременно. Такие сумматоры, получившие название параллельных, обладают высоким быстродействием, но для их реализации требуются большие аппаратурные затраты. Кроме этих двух типов сумматоров возможны и другие варианты, сочетающие особенности сумматоров обоих типов. Выбор того или иного способа суммирования в первую очередь определяется требованиями быстродействия, и именно быстродействие является основным параметром сумматоров, определяющим его структуру. Однако основу всякого двоичного сумматора составляет одноразрядный сумматор. Сумма двух двоичных чисел с числом разрядов может иметь число разрядов . Например, при суммировании чисел 13 (1101) и 6 (0110) получается число 19 (10011). Поэтому количество выходов сумматора на единицу больше количества разрядов входных кодов. Этот дополнительный (старший) разряд называется выходом переноса. Сумматоры бывают одноразрядные (для суммирования двух одноразрядных чисел), двухразрядные (суммируют двухразрядные числа) и четырехразрядные (суммируют четырехразрядные числа). В цифровых устройствах применяют одноразрядные сумматоры на два и три входа, причем первый из них называют полусумматором или сумматором по модулю два, а второй — полным одноразрядным сумматором. Сумматоры могут использоваться также для суммирования чисел в отрицательной логике (когда логической единице соответствует электрический нуль, и наоборот логическому нулю соответствует электрическая единица). Но в этом случае входной сигнал переноса С также становится инверсным, поэтому при использовании одной микросхемы сумматора на вход С надо подать электрическую единицу (высокий уровень напряжения). Инверсным становится и выходной сигнал переноса P, низкий уровень напряжения на нём (электрический нуль) соответствует наличию переноса. То есть получается, что сумматор абсолютно одинаково работает, как с положительной, так и с отрицательной логикой.