논리회로 CH9. Multiplexer, Decoder

Multiplexer

• 멀티플렉서는 여러 데이터 입력을 선택해 출력과 연결해 준다.

• $A$ 값에 따라 $I_0, I_1$ 둘중 하나를 output에 연결한다.
• A는 Control Input이라 부른다.
• 최대 $2^n$ 개의 입력에 대해 $n$개의 Control Input이 필요하다.
• $2^n$개 입력에 $1$개의 출력 : $2^n-to-1$ multiplexer
• 여러 입력중 하나를 선택해야할때 사용한다.

2 X 1 Multiplexer의 Logic gate

_s : Control input, 0일때 I0, 1일때 I1이 선택된다._

Logical Expression

• $I_0A' + I_1A = Z$

4 X 1 Multiplexer Logic gate

---

응용

• 8 to 1 MUX 를 2 to 1 MUX와 4 to 1 MUX 로 구현 가능하다.

8 to 4 Multiplexer

• 1개의 Control input이 필요하다.
• 4개의 2 to 1 Multiplexer로 구현할수 있다.

En 입력

• MUX의 동작상태를 정하기 위해 Enable bit을 사용할수 있다
• En : 0 >> MUX 작동 안함
• En : 1 >> MUX 작동 함

Active High, Active Low

• Active High : 1일때 동작하는 회로
• Active Low : 0일때 동작하는 회로
  EX. Active High인 Reset 입력 >> 1이 들어오면 reset 기능이 활성화 된다.

MUX를 이용해 회로 구성하기

• A, B, C, D의 입력을 받는 회로에 대해
• A, B의 조합과 C, D를 선택선으로 사용해 구성 가능하다.
  
• Karnaugh map을 Row로 묶어 A, B의 조합을 Input으로, C, D를 Control Input으로 사용해 구현한것이다.
• Karnaugh map을 Column로 묶어 C, D의 조합을 Input으로, A, B를 Control Input으로 사용해 구현한 할 수도 있을것이다.

---

Three State Buffer

• 버퍼 : 잠시 값을 저장했다 어느정도 딜레이 이후 보내주는 회로
• 들어오는 신호를 증폭시키기 위해 사용한다.
  
  A : 입력, B : 제어선, C : 출력

작동

• B가 1이면 A 신호가 그대로 전달된다.
• B가 0이면 A 신호가 전달되지 않는다
  - High Impedence / 개방회로
  
• Z : High impedence 상태 - 높은 저항으로 인해 전류가 흐르지 않는다.
• (c)와 (d)는 b에 NOT Gate 가 있어 거꾸로 작동한다.
• 버스와 같은 선로에서 다른 장치들이 사용 중일때 사용하지 않는 장치들의 버스와의 연결을 끊을때 주로 사용한다.

---

Decoder / Encoder

Decoder

• $n$비트의 입력에 대해 $2^n$비트의 출력이 나온다.
  

minterm을 구하는 간단한 3 to 8 Line Decoder

• 각각의 output의 minterm 쌍의 역할을 하게 된다!
• minterm 으로 이루어진 SOP expression의 logic gate를 쉽게 구현할수 있다.
• 이 외에도 주소 지정, 특정 회로만 동작하도록 지정 하는 등의 동작을 구현할수 있다.

아래는 중간고사 범위에는 포함되지 않습니다!

Encoder

• $2^n$비트의 입력에 대해 $n$비트의 출력이 나온다.
  

$a = y_4+y_5+y_6+y_7$
$b = y_2+y_3+y_6+y_7$
$c = y_2+y_4+y_6+y_8$

8 to 3 Line Encoder

---

Read-Only Memories

• n개의 입력을 받아 $2^n \times m$ bit의 정보를 저장할수 있다.
• 받는 입력은 일종의 "주소" 역할을 한다.
• 받은 주소는 디코더를 통해 1개의 Line을 선택하는데 사용된다.

개략적인 모습

4비트의 정보를 총 2^3개 저장하고 있다

실제 모습

• 먼저 n to 2^n Line decoder를 거쳐 메모리 배열에서 가져올 Line을 찾는다.

• 우회로를 거쳐 Output으로 나갈 경우, 값이 1이 되며.
• 우회로를 거치지 않을 경우 윗쪽의 GND로 빠져 나가 값이 0이 된다.