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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Cómputo Bello Muñoz Edgar Alejandro Fundamentos de Diseño Digital Profesor: Fernando Aguilar Sánchez Proyecto Final Transmisión de datos por un solo canal de comunicación Fecha de entrega: 10 de junio de 2021 Introducción Circuitos multiplexores En los sistemas digitales a gran escala, en ocasiones se requiere una sola línea para transmitir dos o más señales digitales, a la vez se puede colocar una señal en una línea. Pero, lo que se requiere es un dispositivo que nos permita seleccionar; y la señal que deseamos colocar en una línea común, dicho circuito se denomina multiplexor. La función de un multiplexor es seleccionar la entrada de cualquier “n” líneas de entrada y alimentarla a una línea de salida. La función de un demultiplexor es invertir la función del multiplexor. El multiplexor y demultiplexor también son conocidos como MUX y DEMUX respectivamente. Algunos multiplexores realizan operaciones de multiplexación y demultiplexación. La función principal del multiplexor es que combina señales de entrada, permite la compresión de datos y comparte un solo canal de transmisión. Ventajas de los multiplexores • El multiplexor puede reducir el uso de varios cables • Reduce el costo y la complejidad del circuito. • La implementación de varios circuitos combinados puede ser posible mediante el uso de un multiplexor. • No requiere mapas K ni simplificación • El multiplexor puede hacer que el circuito de transmisión sea menos complejo y económico • La disipación de calor es menor debido a la corriente de conmutación analógica que varía de 10 mA a 20 mA. • La capacidad del multiplexor se puede ampliar para cambiar señales de audio, señales de video, etc. • La confiabilidad del sistema digital se puede mejorar usando un MUX ya que disminuye el número de conexiones cableadas exteriores. • Se utiliza para implementar varios circuitos combinacionales • El diseño lógico se puede simplificar con su uso. Tipos de multiplexores Multiplexor de 4 a 1 El multiplexor 4×1 consta de 4 bits de entrada, 1 bit de salida y 2 bits de control. Los cuatro bits de entrada son, a saber, I0, I1, I2 y I3, respectivamente; solo uno de los bits de entrada se transmite a la salida. La salida ‘Z’ depende del valor de la entrada de control A0A1. El bit de control A0A1 decide cuál de los bits de datos de entrada debe transmitir la salida. La siguiente figura muestra el diagrama de circuito del multiplexor 4X1 usando puertas AND. Por ejemplo, cuando los bits de control A0A1 = 00, entonces se permiten las compuertas AND superiores mientras que las compuertas AND restantes están restringidas. Por lo tanto, la entrada de datos I0 se transmite a la salida “Z” Multiplexor 8 a 1 El multiplexor de 8 a 1 consta de 8 líneas de entrada, una línea de salida y 3 líneas de selección. Para la combinación de una entrada de selección, la línea de datos se conecta a la línea de salida. El circuito que se muestra a continuación es un multiplexor de 8×1. El multiplexor 8 a 1 requiere 8 compuertas AND, una compuerta OR y 3 líneas de selección. Como entrada, la combinación de entradas de selección se envía a la compuerta AND con las líneas de datos de entrada correspondientes. Circuitos demultiplexores El demultiplexor es también un dispositivo con una entrada y varias líneas de salida. Se utiliza para enviar una señal a uno de los muchos dispositivos. La principal diferencia entre un multiplexor y un demultiplexor es que un multiplexor toma dos o más señales y las codifica en un cable, mientras que un demultiplexor invierte lo que hace el multiplexor. Tipos de demultiplexor Demultiplexor 1 a 4 El demultiplexor de 1 a 4 consta de 1 bit de entrada, 4 bits de salida y bits de control. Demultiplexor 1 a 8 El demultiplexor también se denomina distribuidor de datos, ya que requiere una entrada, 3 líneas seleccionadas y 8 salidas. El demultiplexor toma una sola línea de datos de entrada y luego la cambia a cualquiera de las líneas de salida. Desarrollo Diseño del circuito Conclusiones Al concluir este proyecto, se ha aprendido a emplear dos componentes nuevos de mucha utilidad: los multiplexores y de multiplexores desde un inicio muestran las ventajas que ofrece el usarlos, entre las ventajas que su uso puede presentar en el diseño físico es que pueden utilizarse para reducir la cantidad de conectores que se tienen que utilizar al enviar varias señales, puesto que ahora simplemente se emplea uno, ahorrando recursos. Adicionalmente con este trabajo se aplicó más a fondo uno de los temas vistos en clase; los diferentes métodos para construir circuitos de temporización que envían señales de reloj, lo que fue de utilidad para automatizar el circuito. Referencias • Floyd, T. (2010). Fundamentos de Sistemas Digitales. México: Pearson Educación. • Morris, M. (2007). Diseño digital. Cuarta Edición. México: Pearson Educación. • Quiroga, P. (2010). Arquitectura de Computadoras. México: Alfaomega.
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