Multiplexadores

Veja na figura abaixo o esquema de um circuito multiplexador:

Esquema de um multiplexador 2x1

O multiplexador 2x1 acima possui dois sinais de entrada de dados (e1 e e2), um sinal de saída (s), e um sinal de entrada (sel) que seleciona qual sinal de dados (e1 ou e2) vai passar para a saída (s). Abaixo o resultado da simulação desse circuito:

Simulação em computador do circuito multiplexador 2x1.

Na simulação acima as entradas "e1" e "e2" possuem sinais contantes: "e1" = 1, "e2" = 0. Quando o sinal de seleção "sel" = 1 o sinal que passa para a saída "s" é o sinal da entrada "e2", ou seja 0. Quando o sinal de seleção "sel" = 0 o sinal que passa para a saída "s" é o sinal da entrada "e1", ou seja, 1.

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Para entendermos melhor vamos ver as tabelas verdade (a lógica) das duas portas lógicas AND e da única porta lógica OR do multiplexador do esquema acima. As portas lógicas são feitas com transistores. Vejamos:

AND:

0 AND 0 = 0

0 AND 1 = 0

1 AND 0 = 0

1 AND 1 = 1

*A saída da porta AND só é igual a 1 se as duas entradas forem iguais a 1.

OR:

0 OR 0 = 0

0 OR 1 = 1

1 OR 0 = 1

1 OR 1 = 1

**A saída da porta OR só é igual a 0 se as duas entradas forem iguais a 0.

 Os transistores que são feitos de silício permitem a criação de portas lógicas através de atração de cargas elétricas opostas e fechamento de canais de energia elétrica.

Observe que a bolinha perto da porta AND "s~0" é uma porta inversora. Vejamos a tabela verdade da porta inversora:

Se entra sinal 0 sai sinal 1. Se entra sinal 1 sai sinal 0

Vamos analisar detalhadamente o funcionamento do multiplexador acima.

Quando "sel" = 1 a porta inversora transforma o sinal de "sel" em 0, e esse sinal 0 chega em uma das entradas da porta AND "s~0", portanto a saída da porta AND "s~0" será sempre igual a 0 (*). Essa saída igual a 0 da porta AND "s~0" chega em uma das entradas da porta OR "s~2". O sinal "sel" = 1 chega sem inversão em uma das entradas da porta AND "s~1". Portanto a porta AND "s~1" passa o sinal da entrada "e2" para a porta OR "s~2" (*) e a porta OR "s~2" só repassa o valor da entrada "e2" para a saída "s" (**). O valor da entrada "e1" é ignorado.

Quando "sel" = 0 a porta inversora transforma o sinal de "sel" em 1, e esse sinal 1 chega em uma das entradas da porta AND "s~0", portanto a porta AND "s~0" passa para uma das entradas da porta OR "s~2" o valor da entrada "e1" (*). O sinal "sel" = 0 chega sem inversão em uma das entradas da porta AND "s~1", com isso a saída da porta AND  "s~1" será sempre 0 (*), ignorando o valor da entrada "e2". A porta AND "s~1" sempre passa o valor 0 para a outra entrada da porta OR "s~2", portanto a porta OR "s~2" só repassa para a saída "s" o valor da entrada "e1" que recebeu da porta AND "s~0" (**).

Com os multiplexadores um circuito consegue escolher com qual outro circuito vai se comunicar, simplesmente escolhendo quais sinais vai receber e quais vai ignorar. Nos processadores, por exemplo, há muitos multiplexadores. Como os computadores são muito rápidos temos impressão que todos os circuitos se comunicam com todos os circuitos ao mesmo tempo.