Transmissão e Recepção de Dados

O mux e o demux são muito utilizados na transmissão e recepção de informações digitais (ou dados). Esta importância se verifica pelo fato de se dispor, muitas vezes, de um único canal de comunicação para a transmissão de informações de fontes diferentes, que pode ser realizada pelo mux, e recepção de várias informações em intervalos de tempo diferentes por um único canal de comunicação, que podem ser separadas por um demux para serem enviadas à sistemas digitais diferentes.

Nota-se que o dado presente na entrada E₀ do multiplexador deve ser transmitido, num determinado momento, pelo canal de comunicação para ser recebido pelo sistema conectado à saída S₀, o mesmo ocorrendo com E₁ em relação a S₁ e assim sucessivamente. O mesmo ocorre quando se tem uma informação de vários bits para ser transmitida por um único canal de comunicação, ou seja, ela deve ser serializada pelo mux e recuperada pelo demux na forma original, isto é, paralela.

Em ambos os casos as variáveis de seleção do mux e do demux devem estar sincronizadas para que uma informação chegue ao destino certo ou para que a recuperação de uma informação transmitida serialmente seja correta. Fica claro também, que o tempo de transmissão, que determina a sincronia, é importante quando se trata de transmissão e recepção de informações multiplexadas.

Associação de Demultiplexadores

Como nos multiplexadores, vários circuitos demultiplexadores podem ser associados também para ampliar o número de canais de saída para uma única entrada ou ampliar o número de entradas para se obter mais de um canal de saída ativos simultaneamente.

Associação paralela de demultiplexadores:

Esta associação é utilizada para a ampliação do número de canais de saída, quando se necessita demultiplexar informações digitais de vários bits simultaneamente.

Exemplo: Deseja-se demultiplexar três informações diferentes (I₁, I₂ e I₃) cada uma composta de 4 bits (S₁₁,S₁₂,S₁₃; S₂₁, S_22, S₂₃, ... ).

Associação série de demultiplexadores:

Utilizada para a ampliação da capacidade de canais de saída, bastando ligar os Demux de saída em um Demux de entrada.

Exemplo: Deseja-se obter um Demux de 16 canais utilizando circuitos Demux de 4 canais.

DEMUX de Oito Canais

Procede-se da mesma maneira para verificar o funcionamento e o circuito dos demultiplexadores de 8, 16, 32, ... canais, sendo que o número de canais de saída dobra a cada incremento no número de variáveis de seleção para um demux.

DEMUX de Quatro Canais

Um Demux de quatro canais ou saídas precisa de duas variáveis de seleção, pois:

              n = 2^m= 2² =4

Onde: A e B são as variáveis de seleção.

Expressão lógica da saída:

                       S₀= A'.B'.E

                       S₁ = A'.B.E

                       S₂ = A.B'.E

                       S₃ = A.B.E

Circuitos do demux de quatro canais:

DEMUX de Dois Canais

Um Demux de dois canais (ou saídas) precisa de apenas uma variável de seleção, pois:

                                        n = 2^m = 2¹ = 2

O funcionamento é dado pela tabela abaixo:

Onde: 

           E - entrada;

           A - variável de seleção;

          S_n - saídas.

Expressões lógicas das saídas:

S0= E

S1 = E.A

Circuito do demux de dois canais:

Demultiplexadores

O demultiplexador ou demux é um circuito combinacional dedicado possuindo uma entrada e duas ou mais saídas. Sua finalidade é selecionar, através de variáveis de seleção, qual de suas saídas deve receber a informação presente em sua única entrada, executando a operação inversa realizada pelo mux.

Genericamente um demux pode ser representado pelo modelo abaixo:

Da mesma forma que o mux, no demux o número de entradas está relacionado com o número de variáveis de seleção, ou seja:

                                 n = 2^m

Onde:

n - número de canais de saída;

m - número de variáveis de seleção.

Então em um demux com duas variáveis de seleção (m=2) podem ser obtidas quatro combinações diferentes possibilitando a seleção de quatro canais de saída. Em um demux com três variáveis de seleção (m=3) podem ser obtidas oito combinações diferentes, possibilitando a seleção de oito canais de saída. Dentre as várias aplicações do demux podemos citar:

• seleção de circuitos que devem receber uma determinada informação digital;

• conversão de informação serial em paralela;

• recepção e demultiplexação de informações de forma compatível com o sistema de demultiplexação.

Associação de Multiplexadores

Os multiplexadores podem ser encontrados prontos em circuitos integrados comerciais, mas o número de entradas é limitado em cada circuito destes devido ao tamanho e número de terminais de conexão. Quando se necessita de um mux com uma quantidade de canais de entrada maior do que os encontrados comercialmente em um circuito integrado, ou quando é necessário multiplexar mais de um canal de saída simultaneamente, basta fazer a associação conveniente de vários multiplexadores de forma a ampliar o número de canais de entrada ou o número de canais de saída.

Associação paralela de multiplexadores:

Esta associação é importante quando se necessita selecionar informações digitais de vários bits simultaneamente. Para isto, basta utilizar um mux com um número de canais de entrada igual ao número de informações a serem multiplexadas sendo o número de mux's igual ao número de bits destas informações.

Exemplo: Deseja-se multiplexar informações provenientes de quatro circuitos diferentes, indicadas respectivamente por E₁, E₂, E₃ e E₄. Cada informação é composta de 3 bits (E₁₁, E₁₂, E_­13, E₂₁, E₂₂, E₂₃, ... ) e apenas uma informação de 3 bits deve estar presente na saída por vez. O circuito de multiplexação pode ser implementado com 3 circuitos mux de quatro entradas cada:

Associação série de multiplexadores:

Esta associação é uma ampliação da capacidade dos canais de entrada, e consiste em uma variação da associação paralela, pois, para ampliar a capacidade de canais de entrada, basta multiplexar as saídas de mais de um mux de entrada através de um mux de saída. 

Exemplo: Deseja-se obter um mux de 16 canais utilizando apenas circuitos mux de 4 canais. Para isto, basta utilizar um mux de saída multiplexando 4 mux de entrada:

Note que as variáveis de seleção do mux resultante são A, B, C e D, sendo a variável "A" o bit mais significativo (mux de saída) e a variável "D" o bit menos significativo (mux de entrada).

MUX de Oito Canais

O circuito, a tabela de funcionamento e a expressão lógica para os multiplexadores de 8, 16. 32... canais é similar ao de 4 canais, incrementando-se o número de variáveis de seleção e dobrando o número de canais de entrada para cada incremento no número de variáveis de seleção.

MUX de Quatro Canais

Um mux de quatro canais necessita de duas variáveis de seleção, pois:

                                               n = 2^m = 2² = 4

E seu funcionamento pode ser representado pela tabela abaixo:

onde: 

           E_n - entradas;

           A e B - variáveis de seleção;

           S - saída.

Expressão lógica da saída:

S = A’.B’.E_o + A’.B.E₁ + A.B’.E₂ + A.B.E₃

Circuito mux de quatro canais:

Em multiplexadores que possuem mais de uma variável de seleção, é importante destacar a ordem destas variáveis na seleção. Invertendo-se a ordem de numeração das variáveis a seleção pode ser efetuada de maneira errada. Para indicar a ordem das variáveis ou dos bits em um sistema, a primeira variável de seleção é denominada a mais significativa, ou com o bit mais significativo (MSB - most significant bit) e a variável que seleciona as entradas de menor índice é denominada a menos significativa, ou com o bit menos significativo (LSB - least significatn bit). No circuito anterior a variável de seleção “A” possui o bit mais significativo e a variável de seleção “B” possui o bit menos significativo.

MUX de Dois Canais

Um Mux de dois canais ou entradas precisa de apenas uma variável de seleção, pois:

                                                 n = 2^m = 2¹ = 2

O funcionamento deste mux pode ser representado ela tabela abaixo:

Onde: 

            E_n - entradas;

            A - variável de seleção;

            S - saída.

A representação também é possível através da expressão lógica da saída:

                                               S = A'.E₀ + A.E₁

Na prática, o circuito do mux de dois canais é composto por portas lógicas como demonstrado a seguir:

Cabe observar que os índices das entradas (0 e 1) representam no sistema decimal o valor das variáveis de seleção correspondentes no sistema binário.

Multiplexadores

O multiplexador ou mux é um circuito combinacional dedicado, ou seja, composto de portas lógicas (principalmente portas E), possuindo duas ou mais entradas e somente uma única saída. Sua finalidade é selecionar uma de suas entradas e conectando-a eletronicamente a sua única saída. Esta operação é denominada multipfex ou multiplexação, que significa seleção, e tanto as entradas como a saída são denominadas também de canais de entrada e canal de saída. A seleção da entrada que será conectada à saída é feita através de sinais de controle denominados variáveis de seleção, aplicados a entradas de controle do mux.

Como exemplo, quando se escolhe um canal de televisão através do controle remoto, se efetua na verdade uma seleção ou multiplexação entre as várias emissoras existentes. As emissoras correspondem às entradas, a tela de TV à saída e o controle remoto faz a função das entradas das variáveis de seleção. É possível fazer uma analogia com uma chave de seleção de várias entradas e uma saída:

Um Mux pode ser representado pelo modelo abaixo:

No mux, o número de entradas é dependente do número de variáveis de seleção pela relação abaixo:

                                    n = 2^m

Onde:

n - número de canais de entrada;

m - número de variáveis de seleção.

Como exemplo, em um mux com duas variáveis de seleção (m=2) podem ser obtidas quatro combinações possíveis destas variáveis (00, 01, 10, 11) sendo possível selecionar quatro canais de entrada (n=2²=4). Com três variáveis de seleção (m=3) podem ser obtidas oito combinações diferentes (000,001,010,011, 100, 101, 110, 111) sendo possível selecionar oito canais de entrada (n=2³=8).

Dentre as inúmeras aplicações nos sistemas digitais podemos citar:

• seleção de informações digitais para um determinado circuito;

• seleção de informações digitais para serem transmitidas a um outro sistema digital;

• serialização de informações de vários bits;

• implementação de expressões booleanas. 

INTRODUÇÃO

Os MUX e DEMUX ou ainda Multiplexadores e Demultiplexadores são sistemas digitais de muita importancia na eletronica digital, que podem processar informações de diversas formas, funcionando como conversores série/paralelo e vice versa. são pertencentes a classe dos circuitos lógicos combinacionais.

Um circuito lógico combinacional é aquele em que as variáveis de saída são funções determinadas pelas variáveis de entrada no instante do tempo observado, ou seja, é um circuito no qual as saídas dependem exclusivamente das entradas.

Fonte: Sistemas Lógicos: Multiplexadores e demultiplexadores