Qual é a diferença entre Multiplexadores e Demultiplexadores? Quais as suas aplicações?

Passo 1

O enunciado pede para a gente entender o que é um multiplexador (MUX) e um demultiplexador (DEMUX), qual a diferença entre eles e onde cada um é aplicado. O conteúdo envolvido é lógica combinacional em circuitos digitais, e vamos precisar saber como funcionam as linhas de dados e as linhas de seleção.

Passo 2

Definindo o multiplexador:
Um multiplexador é um circuito combinacional que seleciona um de vários sinais de entrada para encaminhar a uma única saída.
  • Geralmente tem 2^n entradas de dados D0, D1, dots, D2^n-1,
  • n linhas de seleção S0,dots,Sn-1,
  • e 1 linha de saída Y.
    A função lógica pode ser escrita como
Y = Dk onde k = sumi=0^n-1 Si ,2^i
Isso significa que, conforme o valor binário presente nas linhas S, o MUX “passa” só o Dk para Y.

Passo 3

Definindo o demultiplexador:
Um demultiplexador é o inverso de um multiplexador. Ele recebe um único sinal de entrada e o distribui a uma de várias saídas.
  • Tem 1 entrada de dados D,
  • n linhas de seleção S0,dots,Sn-1,
  • e 2^n saídas Y0, Y1, dots, Y2^n-1.
    A lógica é:
Yk = D, & se k = sumi=0^n-1 Si ,2^i, 0, & caso contrário á

Passo 4

Comparando as principais diferenças:
  • Direção do fluxo de dados: no MUX é vários toum, no DEMUX é um tovários.
  • Ambos usam as mesmas linhas de seleção S, mas no MUX elas escolhem qual entrada vai para a saída, e no DEMUX elas escolhem qual saída recebe o dado de entrada.
  • Em termos de síntese, um DEMUX de 1!:!2^n é equivalente a vários ANDs com decodificador de seletores, enquanto um MUX de 2^n!:!1 é vários ANDs e ORs combinados para rotear dados.

Passo 5

Principais aplicações:
  • Multiplexador
1. Barramentos de dados: reduzir o número de condutores ao selecionar dinamicamente qual periférico envia dados ao processador.
2. Unidades de escolha em ALUs: selecionar operandos para operações aritméticas ou lógicas.
3. Multiplexação de sinais analógicos/digitais: em sistemas de aquisição de dados (DAQ), vídeos e telecomunicações (time-division multiplexing).
  • Demultiplexador
1. Decodificadores de memória: ativar um endereço de memória específico dentro de chips DRAM ou ROM.
2. Distribuição de dados: em sistemas de recepção onde um canal de entrada é roteado a vários processadores ou buffers.
3. Time-division demultiplexing: recuperar vários fluxos de dados intercalados vindos de um link serial.

Resposta

Multiplexador (MUX): circuito 2^n!:!1 que seleciona uma entre 2^n entradas para uma saída conforme n linhas de seleção. Usado em barramentos, ALUs e multiplexação de sinais.
Demultiplexador (DEMUX): circuito 1!:!2^n que distribui um dado de entrada a uma de 2^n saídas conforme n seletores. Usado em decodificação de memória, distribuição de dados e demultiplexação temporal.

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