Лекция 6. Коммутаторы

6.1. Общее определение, классификация, назначение и функционирование

О

Рис. 24

пределим одноканальные коммутаторы информационных потоков как комбинационные устройства, имеющие x информационных входов, y выходов, m адресных входов для выбора источника входной информации и n ­адресных входов для выбора одного из выходов и выполняющие передачу информации с одного выбранного двоичным адресным кодом входа на выбранный выход. Графическое обозначение такого коммутатора будет иметь вид, приведенный на рис. 24. Итак, номер выбранного входа определяется значением кода А_М, номер выбранного выхода – значением кода А_D.

В общем случае коммутаторы информационных потоков могут иметь также входы Е разрешения ввода, входы ОЕ разрешения вывода информации и входы/выходы других специальных сигналов.

Коммутаторы информационных потоков могут быть многоканальными (k каналов), в этом случае они имеют k групп по x входов, k групп по y выходов, причем выбор по всем группам входов и выходов управляется общими сигналами адреса и общими или раздельными сигналами Е, ОЕ.

Количество адресных входов (разрядность коммутатора m, n) в зависимости от количества информационных входов/выходов определяется соотношениями

m = int (log₂x), n = int (log₂y), (19)

где int означает округление в бóльшую сторону до целого числа.

Коммутаторы с m = log₂x, n = log₂y называют полными, а с m > log₂ x, n > log₂y – неполными.

Разновидность коммутаторов, которые имеют несколько информационных входов и один выход (многоканальные – несколько выходов) и которые обеспечивают передачу информации на выход со входа, выбранного адресным кодом, называют мультиплексорами, а также мультиплексорами-селек­то­рами (или просто коммутаторами). Соответственно функциональное обозначение на УГО имеет вид MUX, MX или MS. Неполные мультиплексоры обычно не используются. Если обозначить информационный поток на входе 0 как I₀, на входе 1 как I₁, и т.д., сигнал на выходе как Q, и код управления как А = {А_n-1 … А₀}, то, например, таблица функционирования мультиплексора 8-1 будет иметь вид, приведенный в табл. 13. В соответствии с этой таблицей мультиплексор можно представить в виде переключающего контакта с цифровым управлением – рис. 25.

Таблица 13

А2 А1 А0 Q

0 0 0 I₀

0 0 1 I₁

0 1 0 I₂

0 1 1 I₃

1 0 0 I₄

1 0 1 I₅

1 1 0 I₆

1 1 1 I₇ Рис. 25

Сделайте пример УГО и таблицы функционирования двухканального МХ 2-1.

В англоязычной литературе мультиплексоры обычно изображают так, как показано на рис. 26.

Демультиплексоры. Разновидность коммутаторов информационных потоков, которые имеют один информационный вход (многоканальные – несколько входов) и несколько выходов и которые обеспечивают передачу информации с входа на выход, выбранный адресным кодом, называют демультиплексорами. Их функциональное обозначение на УГО – DMX. Если обозначить информационный поток на входе как I, а сигналы на выходах как Q₀...Q₇, то таблица функционирования демультиплексора 1-8 будет иметь вид

Таблица 14

А2	А1	А0	Q0	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	Q7
0	0	0	I	0	0	0	0	0	0	0
0	0	1	0	I	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	I	0	0	0	0	0
0	1	1	0	0	0	I	0	0	0	0
1	0	0	0	0	0	0	I	0	0	0
1	0	1	0	0	0	0	0	I	0	0
1	1	0	0	0	0	0	0	0	I	0
1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	I

В соответствии с этой таблицей демультиплексор можно представить в виде переключающего контакта с цифровым управлением – рис. 27.

Рис. 27

Сделайте пример УГО и таблицы функционирования двухканального DМХ 1-2.