Multiplexores y demultiplexores

MULTIPLEXORES
En las comunicaciones, y sistemas de computadora se ejecutan muchas operaciones mediante circuitos lógicos combinatorios. Cuando un circuito se ha diseñado para efectuar alguna tarea en una aplicación, a menudo también encuentra empleo en otras diferentes aplicaciones. En este tema se tratarán los multiplexores y demultiplexores tanto a nivel SSI como MSI y como podemos aprovecharsus funciones en el desarrollo de circuitos combinacionales.

Un Multiplexor o “Selector de datos” es un circuito lógico que acepta varias entradas de datos y permite que sólo una de ellas pase a un tiempo a la salida. El enrutamiento de la entrada de datos hacia la salida está controlado por las entradas de selección (a las que se hace referencia a veces como las entradas de dirección).
Elmultiplexor, también conocido como MUX, actúa como un conmutador multiposicional controlado digitalmente, donde el código digital aplicado a las entradas de selección controla cuáles entradas de datos serán conmutadas hacia la salida. Por ejemplo, la salida será igual a la entrada de datos, llamémosle D0, para el código de entrada de selección que sea cero (ABC=000 en el diagrama de abajo); la salidaserá igual D1 para cuando el código de selección sea uno y así sucesivamente. Establecido de otra manera, un multiplexor selecciona 1 de N fuentes de datos y transmite los datos seleccionados a un solo canal de salida. Esto se llama multiplexión o multiplexaje.
Los multiplexores son representados en diagramas de bloques como trapezoides isósceles. A continuación muestro el esquemático de unmultiplexor de dos entradas y una salida con su respectivo bit de selección:

ó

Un ejemplo de multiplexores (aunque no digitales como los que vemos aquí) se ve en las líneas telefónicas. Éstas usan exactamente este principio. Transmiten varias llamadas telefónicas (señales de audio) a través de un único par cableado usando la técnica de “multiplexado” y cada señal de audio va únicamente alreceptor al que está destinado.
Una aplicación común para los MUX es encontrado en las computadoras, en las cuales la memoria dinámica usa las mismas líneas de dirección para el direccionamiento tanto de las filas como de las columnas. Un grupo de multiplexores es usado para primero seleccionar las direcciones de la columna y luego cambiar para seleccionar la de la fila. Este esquema permite quegrandes cantidades de memoria sean incorporadas dentro de una computadora mientras se limita a la vez la cantidad de conexiones de cobre requeridas para conectar la memoria al resto del circuito. Por eso es que también se les conoce a veces como “selectores de datos”.
Ya se vio el símbolo esquemático del multiplexor de 2 entradas y una salida pero los multiplexores no están limitados a 2 entradas. Silas líneas de selección son dos podemos alternar entre 4 datos de entrada, si son 3 entre 8 y así sucesivamente. A continuación se muestran los símbolos esquemáticos de los multiplexores de “4 a 1” (cuatro entradas y una salida), “8 a 1” (ocho entradas y una salida) y “16 a 1” (dieciséis entradas y una salida) con sus respectivas líneas de selección, respectivamente.

En todos los casos la salidaes Z, las entradas de selección S y el resto es la entrada que será multiplexada.
A veces pueden verse en forma rectangular asemejando el circuito integrado que representan pero en este caso siempre deben ir bien identificados para poder saber que es. Por ejemplo:

representa (como se ve indicado) un multiplexor a nivel MSI de 8 entradas (que implica las 3 líneas de selección) y una salida(F). Las entradas de selección, o sea, quienes indicarán cual de las entradas será reflejada en la salida, vienen dadas por el código binario representado por ABC. ABC son las “entradas de direccionamiento” o de dirección o de selección, como usted lo quiera llamar, ya que estas serán quienes indican el dato a acceder. Este mismo concepto es el usado en las memorias.
Veamos ahora la implementación...