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logic_mux [2021/09/29 08:03] gongyu |
logic_mux [2021/10/03 02:06] (当前版本) gongyu [4. 几种常用的多路复用器] |
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| ### 2. 什么是多路复用器? | ### 2. 什么是多路复用器? | ||
| 多路复用器(Multiplexer)是一种最常用的组合逻辑电路，它根据选择（select）信号的值从几种可能的输入中选择一个作为输出，它有时也简称为MUX。 | 多路复用器(Multiplexer)是一种最常用的组合逻辑电路，它根据选择（select）信号的值从几种可能的输入中选择一个作为输出，它有时也简称为MUX。 | ||
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| + | {{drawio>multiplexer_a_d.png}} | ||
| + | 关于模拟复用器： | ||
| + | 数字复用器在其电平范围内对输入信号进行高、低处理，模拟复用器不施加任何的处理，直接让模拟信号通过，适用于交流信号（数据选择器）。可以是双向的，也即同时充当解复用器（数据分配器）的作用。 | ||
| 多路复用器或MUX是一种数字开关，也称为数据选择器。它是一个多输入线、多输出线和多选择线的组合逻辑电路。它接受来自多个输入行或源的二进制信息，根据选择行的集合，将特定的输入行路由到单个输出行。 | 多路复用器或MUX是一种数字开关，也称为数据选择器。它是一个多输入线、多输出线和多选择线的组合逻辑电路。它接受来自多个输入行或源的二进制信息，根据选择行的集合，将特定的输入行路由到单个输出行。 | ||
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| ### 4. 几种常用的多路复用器 | ### 4. 几种常用的多路复用器 | ||
| - | * 2:1 多路复用器 | + | * [[mux_2_1|2:1 多路复用器]] |
| - | * 4:1 多路复用器 | + | * [[mux_4_1|4:1 多路复用器]] |
| - | * 8:1 多路复用器 | + | * [[8:1_mux|8:1 多路复用器]] |
| - | * 16:1 多路复用器 | + | * [[16:1_mux|16:1 多路复用器]] |
| + | * [[2x32_32_mux|2x32to32多路复用器]] | ||
| - | ### 5. 多路选择器的应用： | + | ### 5. 多路复用器的应用： |
| 在所有类型的数字系统应用中，多路复用器有其巨大的用途。由于多路复用器允许多个输入独立地连接到单个输出，因此多路复用器可以应用于各种应用，包括数据路由、逻辑函数生成器、控制程序、并行到串行转换器等。 | 在所有类型的数字系统应用中，多路复用器有其巨大的用途。由于多路复用器允许多个输入独立地连接到单个输出，因此多路复用器可以应用于各种应用，包括数据路由、逻辑函数生成器、控制程序、并行到串行转换器等。 | ||
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| 完成多路复用(MUX)和多路复用教程。你学习了多路复用的基础知识，多路复用器，不同类型的常用多路复用器，如2:1 MUX, 4:1 MUX, 8:1 MUX和16:1 MUX，它们的布尔表达式，逻辑电路，以及多路复用器的一些重要应用。 | 完成多路复用(MUX)和多路复用教程。你学习了多路复用的基础知识，多路复用器，不同类型的常用多路复用器，如2:1 MUX, 4:1 MUX, 8:1 MUX和16:1 MUX，它们的布尔表达式，逻辑电路，以及多路复用器的一些重要应用。 | ||
| - | ### 1. 工作原理 | ||
| - | 多路选择器multiplexer也被成为复用器或者数据选择器，简称为MUX，其功能是从多个可能的输入端中选择一个作为输出。 | ||
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| - | ### 1.1 2：1多路选择器 | ||
| - | 图 给出了2：1多路选择器的原理图和真值表。它有两个输入信号D0和D1，一个选择输入S和一个输出Y。多路选择器根据选择信号的值在两个输入数据中选择一个作为输出，如果S=0，Y=D0；如果S=1，Y=D1，S也被成为控制信号（control signal），因为它控制多路选择其如何操作。 | ||
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| - | 一个2对1多路复用器由两个输入D0和D1，一个选择输入S和一个输出y组成。根据选择信号，输出连接到任意一个输入。由于有两个输入信号，因此只有两种方法可以将输入连接到输出，因此需要进行一次选择来完成这些操作。 | ||
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| - | 如果选择线是低的，那么输出将切换到D0输入，而如果选择线是高的，那么输出将切换到D1输入。下图显示了2对1多路复用器的框图，该多路复用器将两个1位输入连接到一个共同的目的地。 | ||
| - | {{drawio>mux21_block.png}} | ||
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| - | 4选1多路选择器，即从输入的四个数据中选择其中一个。通过定义两个变量，产生四种状态，分别对应四个数据的输出。由此可得到如下真值表。将输入的a,b,c,d,s0,s1和输出Y的关系写成逻辑表达式则得到：\\ | ||
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| - | Y=a(s0’s1’)+b(s0’s1)+c(s0s1’)+d(s0s1)\\ | ||
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| - | {{::4选1多路选择器真值表.png?nolink&500|}} \\ | ||
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| - | ### 2. 逻辑描述 | ||
| - | Y = S0 S1 D0 + S0 S1 D1 + S0 S1 D2 + S0 S1 D3 | ||
| - | ### 3. 电路实现 | ||
| - | {{ :internal-circuit-of-quad-2-to-1-mux.jpeg |}} | ||
| - | {{ :logic-circuit-of-4-to-1-mux.jpeg |}} | ||
| - | {{ :logic-circuit-of-8-to-1-mux.jpeg |}} | ||
| - | {{ :16-to-1-mux-using-8-to-1-muxes.jpeg |}} | ||
| - | ### 4. CircuitJS电路仿真 | ||
| - | 利用CircuitJS自带的案例 - 2选1多路复用器，只有1bit做选择控制，两路输入信号中的哪一路传递到输出端取决于这个选择控制信号的bit是高还是低 | ||
| - | {{ :mux21.mp4 |}} | ||
| - | ### 5. 小脚丫FPGA验证 - 4选1多路选择器 | ||
| - | #### 5.1 真值表 | ||
| - | {{drawio>turetable_mux41.png}} | ||
| - | #### 5.2 原理图 | ||
| - | {{drawio>sche_mux41.png}} | ||
| - | #### 5.3 小脚丫FPGA模块验证连接图 | ||
| - | {{drawio>step_mux21_conn.png}} | ||
| - | ### 6. Verilog代码实现 | ||
| - | <code verilog> | ||
| - | module mult4 | ||
| - | ( | ||
| - | input wire a, //定义四位输入 | ||
| - | input wire b, | ||
| - | input wire c, | ||
| - | input wire d, | ||
| - | input wire [1:0] sel, //定义输出的选择变量 | ||
| - | output reg led //定义选择器输出结果对应的led | ||
| - | ); | ||
| - | always@(sel) //根据sel结果选择输出，当sel变化时执行 | ||
| - | begin | ||
| - | case(sel) | ||
| - | 2'b00: led = a; | ||
| - | 2'b01: led = b; | ||
| - | 2'b10: led = c; | ||
| - | 2'b11: led = d; | ||
| - | endcase | ||
| - | end | ||
| - | endmodule | ||
| - | </code> | ||