Multiplexores (MUX)

Selectores de datos digitales: enrutan una de muchas entradas hacia una sola salida utilizando líneas de selección.

Un multiplexor (MUX) es un circuito combinacional que selecciona una de varias señales de entrada y la envía a una única salida. Piénsalo como un interruptor controlado digitalmente. Las líneas de selección determinan qué entrada llega a la salida. Los MUX son bloques de construcción fundamentales utilizados en el enrutamiento de datos, generación de funciones y sistemas de bus.

Objectives

  • Comprender la función y la tabla de verdad de multiplexores 2:1, 4:1 y 8:1
  • Diseñar circuitos MUX a partir de compuertas AND-OR
  • Conectar en cascada MUX más pequeños para construir otros más grandes
  • Usar un MUX como generador de funciones para implementar cualquier tabla de verdad
  • Identificar los circuitos integrados MUX comunes (74HC151, 74HC153, 74HC157)

Key Takeaways

  • Un MUX selecciona una de 2ⁿ entradas usando n líneas de selección
  • MUX 2:1: Y = S̄·D0 + S·D1 (un nivel AND-OR)
  • Los MUX más grandes conectan en cascada otros más pequeños usando el MSB para la selección final
  • Un MUX 2ⁿ:1 puede implementar cualquier función booleana de n variables (conectando entradas de datos a 0/1)
  • CIs comunes: 74HC151 (8:1), 74HC153 (dual 4:1), 74HC157 (cuádruple 2:1)
  • Los generadores de funciones basados en MUX son la base de las Tablas de Búsqueda (LUT) en FPGA

Applications

  • Enrutamiento de Datos: Selección entre múltiples fuentes de datos en sistemas de comunicación.
  • LUT en FPGA: Las Tablas de Búsqueda en FPGA son esencialmente MUX que implementan funciones booleanas.
  • Sistemas de Bus: Selección de qué dispositivo controla un bus de datos compartido.
  • Multiplexación de Pantallas: Control de múltiples pantallas de 7 segmentos con menos pines.

Practice Problems

Problem 1: Escribe la expresión booleana para la salida de un MUX 2:1.

Problem 2: ¿Cuántas líneas de selección necesita un MUX 16:1?

Problem 3: Implementa f(A,B) = A⊕B usando un MUX 4:1 con A,B como entradas de selección.

Problem 4: Construye un MUX 16:1 a partir de CIs 74HC153 (MUX dual 4:1). ¿Cuántos CIs necesitas?

Problem 5: Un 74HC151 (MUX 8:1) tiene una entrada de habilitación activa en BAJO. ¿Qué sucede cuando la habilitación está en ALTO?