Multiplexadores / Demultiplexadores Digitais

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Teoria 6Multiplexadores / Demultiplexadores

Introdução:

Imagine de um lado um número de fontes geradoras de informações em forma de sinais elétricos (sejam digitais ou mesmo analógicas) e de outro lado um número de receptores dessas informações.

Vamos supor que queremos poder transmitir uma informação de qualquer fonte para qualquer receptor. Para se conseguir isto, seria necessário construir um barramento ou uma linha de transmissão, em separado, partindo de cada fonte (transmissor) e indo até cada receptor (no caso de barramento, com o número desejado de linhas igual ao número de bits da palavra).

Na prática isso se tornaria muito complexo e ao final a relação custo-benefício não compensaria, pois você teria que ter vários barramentos, ou várias linhas de transmissão. Então se usa a multiplexação, o que nos permite a utilização de uma única linha de transmissão para várias fontes de informação. Não obstante, precisaremos também fazer demultiplexação, sendo assim necessária uma estrutura lógica que receba uma informação do barramento ou linha de transmissão e a dirija ao receptor selecionado.

Ambos os circuitos (multiplexador e demultiplexador) são utilizados sempre em conjunto, para a transmissão de dados na forma de sinais elétricos. Os circuitos multiplexadores enviam dados de várias entradas a uma única saída; os circuitos demultiplexadores efetuam função inversa, isto é, enviam dados de uma única entrada a várias saídas.

Circuitos multiplexadores – MUX:

Imaginemos várias linhas de entrada e uma única linha de saída, e entre eles uma chave que varia a entrada ocasionando várias respostas. Cada entrada tem seu nível lógico ou sinal próprio. A chave é controlável, sendo assim o controle determina qual será a linha de entrada escolhida. Se pode implementar um multiplexador com portas lógicas, tendo em vista que através da chave se habilita ou não uma porta.

Assim, um circuito multiplexador pode ser comparado a uma chave rotativa monopolar, pois esta relaciona os dados das entradas e transfere-os para a saída S. A seleção é feita mecanicamente girando-se o rotor da chave. Veja figura a seguir.

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Um multiplexador executa função idêntica. Possui várias entradas de informação que são selecionadas digitalmente e uma única saída.

As entradas de seleção têm a função de escolher qual dos canais de entrada de informação será ligado à saída.

Nota: A combinação de sinais lógicos injetados nas entradas de seleção são tecnicamente denominados de endereço, pois ao injetar as variáveis de entrada de seleção, dá-se o endereçamento da informação que deve ser transmitida à saída.

Uma das aplicações de um multiplexador é a conversão de uma informação paralela, ou seja, informação transmitida através de vários fios, em uma informação série, ou seja, informação transmitida através de um único fio. Para isso, basta conectar um contador na entrada de seleção como mostra a figura ao lado.

Ao se aplicar um sinal de clock ao contador, este fornecerá a seqüência de contagem binária e as informações das entradas

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O circuito demultiplexador efetua a função inversa do multiplexador, ou seja, envia as informações contidas em uma única linha de entrada para várias linhas de saída.

Esse circuito também pode ser comparado a uma chave rotativa monopolar. Veja a figura a seguir.

A informação contida na entrada I pode ser enviada a qualquer saída S. Basta selecionar a chave na posição desejada.

A figura ao lado mostra o diagrama de blocos do demultiplexador.

A entrada de seleção tem a função de selecionar qual das saídas receberá a informação da entrada I.

Os circuitos demultiplexadores e multiplexadores são muito utilizados em transmissão de dados. Nesse caso, um dos circuitos terá a função de transmissor e outro de receptor.

Para um perfeito funcionamento desse conjunto, deve haver um sincronismo entre os circuitos transmissores e receptores, isto é, as entradas de seleção devem ter o mesmo valor de endereço em ambos os circuitos.

Os processos básicos de transmissão são:

· transmissão paralela; • transmissão serial.

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Transmissão paralela: A figura a seguir mostra a representação esquemática da transmissão paralela.

Observe que a entrada I recebe a informação pelo modo de transmissão em série.

Para a transmissão da informação colocada nessa entrada, deve-se endereçar simultaneamente o demultiplexador e o multiplexador durante o tempo de duração de cada bit.

A sincronização entre as variáveis de endereço do transmissor e do receptor é de suma importância na transmissão paralela.

Por exemplo, para a transmissão do primeiro bit, devemos colocar nível 0 em ambas as entradas de seleção (AMUX e ADEMUX). A informação contida na entrada I sairá em S0, entrará em I0 e sairá em S.

Para a transmissão do segundo bit, coloca-se nível 1 em ambas as entradas de seleção. A informação contida na entrada I sairá em S1, entrará em I1 e sairá em S.

A figura a seguir mostra a representação esquemática básica de um circuito para transmissão série de dois bits.

Para a transmissão em série, a entrada se faz por vários bits e a informação é multiplexada e transmitida através de “um único fio”. Na recepção, a informação é demultiplexada e ela sai pela saída com o mesmo número de índice que tinha a entrada pela qual ela entrou.

A figura a seguir mostra como a informação se comportará nos vários pontos do sistema de transmissão em série.

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SENAI Rua Jaguaré Mirim, 71 - Vila Leopoldina” de Aprendizagem Fone/Fax: (011)3641-0024 Industrial NAI E-Mail: ahp106@sp.senai.br ü Durante o intervalo de tempo de 0 até t1, envia-se o endereço de I0 para a entrada de seleção A1, e simultaneamente envia-se o endereço de S0 para a entrada de seleção A2. Assim o multiplexador estará tomando a informação presente na entrada I0 e enviando-a para a linha de transmissão ao mesmo tempo em que o demultiplexador estará retirando o sinal da linha de transmissão e ü Durante o intervalo de tempo de t1 até t2, envia-se o endereço de I1 para a entrada de seleção A1, e simultaneamente envia-se o endereço de S1 para a entrada de seleção A2. Assim o multiplexador estará tomando a informação presente na entrada I1 e enviando-a para a linha de transmissão ao mesmo tempo em que o demultiplexador estará retirando o sinal da linha de transmissão e

Resultado: a informação que chegar em I0 sairá por S0 após transitar pela linha de transmissão e a informação que chegar a I1 sairá por S1 após transitar pela linha de transmissão.

O diagrama a seguir mostra um sistema de transmissão de dados que utiliza um multiplexador e um demultiplexador de oito canais de informação.

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os bits de entrada I0, I1, I2I7 saiam nas saídas S0, S1, S2 ... S7.

O sincronismo entre os contadores de transmissão (1) e de recepção (2) permite que

Quando se tem uma grande distância entre emissor e receptor, uma série de fatores deve ser considerada, como resultado, as informações dos bits pode não aparecer simultaneamente nas pontas da LT. Não entraremos em mais detalhes sobre esse contexto agora. Uma possível solução é por armazenar-se a informação em biestáveis (retenção) e efetuar a leitura após o término de um atraso de tempo do envio da informação. A tecnologia de construção e o tipo de cabo também estão envolvidos nesta questão.

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