Multiplexor i demultiplexor

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Imatge que mostra la funció bàsica d'un multiplexor i un demultiplexor. El multiplexor (a l'esquerra) d'un conjunt de múltiples entrades en selecciona una i el demultiplexor (a la dreta) rep un senyal i el retransmet a una de les possibles sortides. Aquestes seleccions es realitzen amb els anomenats bits de control.

En electrònica, un multiplexor o MUX és un dispositiu que selecciona una de les diverses entrades analògiques o digitals i transmet el valor de l'entrada seleccionada en una sola línia. Un multiplexor de 2 n entrades té n línies de selecció, que s'utilitzen per a seleccionar l'entrada de línia per enviar a la sortida. El demultiplexor o DEMUX funciona en el sentit invers, és un dispositiu que a partir d'una entrada la retransmet a una de les 2 n possibilitats. En l'electrònica digital, són circuits utilitzats per a controlar el flux d'informació i fan possible que diversos senyals comparteixin un sol dispositiu, com per exemple un Convertidor analògic-digital, o una línia de comunicació. D'aquesta manera estalvies l'ús de múltiples dispositius iguals, i normalment aconsegueixes disminuir el cost, el cost energètic i la complexitat del sistema.

Multiplexor[modifica | modifica el codi]

Un multiplexador 2-a-1

En el camp de les telecomunicacions, el multiplexador (MUX) s'utilitza com un dispositiu que pot rebre diverses entrades i transmetre-les per un medi de transmissió compartit. Per tal de fer-ho, divideix el medi de transmissió en múltiples canals, perquè diversos nodes puguin comunicar-se al mateix temps. Un senyal que està multiplexat ha de desmultiplexar-se en l'altre extrem. Segons la forma en què es realitzi aquesta divisió del medi de transmissió, existeixen diverses classes de multiplexador:

  • Multiplexació per divisió de freqüència
  • Multiplexació per divisió de temps
  • Multiplexació per divisió de codi
  • Multiplexació per divisió de longitud d'onda

Electrònica digital[modifica | modifica el codi]

Un multiplexor és un circuit combinacional amb 2n línies d'entrada de dades, 1 línia de sortida i n entrades de selecció. Les entrades de selecció indiquen quina d'aquestes línies d'entrada de dades és la que proporciona el valor a la línia de sortida.

També es poden construir multiplexors amb més entrades utilitzant multiplexors de menys entrades, utilitzant la composició de multiplexors.

En electrònica digital, és utilitzat per al control d'un flux d'informació que equival a un commutador de xarxa. En la seva forma més bàsica es compon de dos entrades de dades (A i B), una sortida de dades i una entrada de control. Quan l'entrada de control es posa a 0 lògic, el senyal de dades A és connectat a la sortida; quan l'entrada de control es posa a 1 lògic, el senyal de dades B és el que es connecta a la sortida.

El multiplexor és una aplicació particular dels descodificadors, tal que existeix una entrada d'habilitació (EN) per cada porta AND i al final es fa un OR entre totes les sortides de les portes AND.

La funció d'un multiplexador dóna lloc a diverses aplicacions:

  1. Selector d'entrades.
  2. Serialitzador: Converteix dades des de format paral·lel a foamr en serie.
  3. Transmissió multiplexada: Utilitzant les mateixes lineas de connexió, es transmeten diferents dades de distinta precedencia.
  4. Realització de funcions logiques: Utilitzant inversors i conectant a 0 i 1 les entrades segons el que interesi, s'aconsegueix dissenyar funcions complexes, d'una manera més compacta que amb les tradicionals portes lògiques.

Tipus de multiplexors[modifica | modifica el codi]

Dins la gran varietat de multiplexors que existeixen en el mercat, hi ha diferents tipus que convé destacar a causa de la seva gran utilitat en circuits digitals. Segons la forma en què es realitzi aquesta divisió del medi de transmissió existeixen diverses classes de multiplexació:

  • Multiplexació per divisió de freqüència: (MDF) o (FDM), aquest tipus de multiplexació és utilitzada generalment per sistemes de transmissió analògics. Mitjançant aquest procediment es converteix cada font de les vàries que hi ha que originàriament ocupaven el mateix espectre de freqüències i es transmet de forma simultània en un sol medi de transmissió. Així es poden transmetre molts canals de banda relativament molt estreta en un sol sistema de transmissió de banda ampla.
  • Multiplexació per divisió de temps: (MDT) o (TMD), aquest tipus de multiplexació és utilitzada generalment per sistemes de transmissió digital. L'ample de banda total del medi de transmissió és assignada a cada canal durant fraccions de temps o intervals.
  • Multiplexació per divisió de codi.
  • Multiplexació per divisió de longitud d'ona: Aquesta tecnologia el que fa és multiplexar diversos senyals en una sola fibra òptica mitjançant portadores de diferent longitud d'ona utilitzant un làser o un LED.
  • Multiplexor de 16 entrades: Es diferencien dels primers en el nombre d'entrades, que és el doble, i que no existeix la possibilitat de tenir dos sortides, sinó que només podem optar per la negada i, en conseqüència, a la sortida únicament es tindrà les dades de l'entrada complementats.
  • Doble multiplexor de 4 entrades: Dins del mateix encapsulat del circuit integrat, tenim dos multiplexors de quatre entrades de dades: dos de control i un senyal de «strobe» cada un.

Un multiplexor és un circuit combinacional amb 2n línies d'entrada de dades, 1 línia de sortida in entrades de selecció. Les entrades de selecció indiquen quina d'aquestes línies d'entrada de dades és la que proporciona el valor a la línia de sortida.

També es poden construir multiplexors amb major nombre d'entrades utilitzant multiplexors de menys entrades, utilitzant la composició de multiplexors.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

Un exemple d'aplicació dels MUX el trobem en els ordinadors, en les quals la memòria dinàmica fa servir les mateixes línies de direcció per a l'adreçament tant de les files com de les columnes. Un grup de multiplexors selecciona les adreces de la columna i després canvia per seleccionar la de la fila. Aquest esquema permet que grans quantitats de memòria puguin ser incorporades dins d'un ordinador mentre es limita al mateix temps la quantitat de connexions de coure requerides per a connectar la memòria a la resta del circuit. Per això és que també se'ls coneix de vegades com a selectors de dades.

Bàsicament es compon de dues entrades de dades, una sortida de dades i una entrada de control. Quan l'entrada de control es posa a 0 lògic, el senyal d'entrada A és connectat a la sortida. En canvi si l'entrada de control es posa a 1 lògic, el senyal de sortida serà igual al senyal d'entrada B. Amb el mateix funcionament, es pot ampliar el nombre d'entrades, i en conseqüència, també el nombre d'entrades de control per a poder controlar-les.

La funció d'un multiplexor dóna lloc a diverses aplicacions:

  • Selector d'entrades
  • Serialitzador: converteix dades de format paral·lel a format sèrie.
  • Transmissió multiplexada: per una mateixa línia de connexió s'envien dades de diferents procedències.
  • Realització de funcions lògiques: utilitzant inversors i connectant a 0 o a 1 les entrades segons ens interessi. Amb això s'aconsegueix dissenyar funcions complexes d'una manera més compacte que no pas amb les portes lògiques tradicionals. De fet, els multiplexors són molt usats com a PLDs. Definint la lògica dels senyals d'entrada es poden crear diversos circuits lògics personalitzats, definint també els senyals de selecció d'entrades com a entrades lògiques del sistema. És una bona alternativa quan necessitem que el cost del producte no sigui gaire elevat.

Si un senyal és multiplexat a l'inici de la cadena de comunicació ha de ser demultiplexat al final de la mateixa.

En el camp de les telecomunicacions el multiplexor s'utilitza com dispositiu que pot rebre diverses entrades i transmetre-les a un mitjà de comunicació compartit. per això el que es fa es dividir el medi de transmissió en diversos canals, perquè diversos nodes es puguin comunicar al mateix temps.

Demultiplexor[modifica | modifica el codi]

Esquema lògic d'un demultiplexor de 2 entrades i 4 sortides

Bàsicament es compon d'una entrada de dades, i dues sortides de dades (A i B), i una entrada de control (al contrari que el multiplexor). Quan l'entrada de control es posa a 0 lògic, el senyal d'entrada de dades és connectada a la sortida A; quan l'entrada d'habilitació es posa a 1 lògic, el senyal d'entrada de dades és el que es connecta a la sortida B. Igual que el multiplexor, amb el mateix funcionament es poden construir demultiplexors amb més sortides i, en conseqüència, d'entrades de control.

La funció d'un multiplexor dóna lloc a diverses aplicacions:

  • Selector de entrades.
  • Converteix dades des del format paral·lel al format sèrie.
  • Transmissió multiplexada: Utilitzant les mateixes línies de connexió, es transmeten diferents dades de diferents procedències.
  • Realització de funcions lògiques: Utilitzant inversors i connectant a 0 o 1 les entrades segons interessi, s'aconsegueix dissenyar funcions complexes, d'una manera més compacte que amb les tradicionals portes lògiques.

Un senyal que està multiplexat cal ser demultiplexat a l'altre extrem i viceversa.

En el camp de les telecomunicacions el demultiplexor s'utilitza com a dispositiu que pot rebre un medi de transmissió compartit i transmetre'l a diverses sortides. Per tal d'aconseguir-ho, cal dividir el medi de transmissió en múltiples canals, per tal que diversos nodes puguin comunicar-se al mateix temps.

Llista de ICs demultiplexors[modifica | modifica el codi]

La serie 7400 té varios ICs que contenen demultiplexor/s:

S.No. IC No. Funció Estat de sortida
1 74139 Dual 1:4 demux. La sortida és d'entrada inversa
3 74156 Dual 1:4 demux. La sortida es amb col·lector obert
4 74138 3:8 demux. La sortida és d'entrada inversa
5 74154 1:16 demux. La sortida és d'entrada inversa
6 74159 1:16 demux. La sortida es de col·lector obert i igual que l'entrada

Estalvi de costos[modifica | modifica el codi]

Un ús de multiplexors (abreviat "mux" en anglès) és l'estalvi de costos mitjançant la connexió d'un multiplexor i un demultiplexor (abreviat "demux" en anglès) a través d'un sol canal (mitjançant la connexió de sortida única del multiplexor amb l'entrada única del demultiplexor). No obstant, no sempre resulta més econòmica la instal·lació i manteniment d'un sistema multiplexor/demultiplexor, per la qual cosa un estudi previ de costos serà essencial.

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Multiplexor i demultiplexor Modifica l'enllaç a Wikidata