MUX와 DEMUX

1. MUX (MultipleXer)

• MUX는 여러 개의 입력선들 중 선택선에 의해 선택된 입력선으로 들어오는 데이터를 출력으로 내보내는 조합 논리 회로이다.
• MUX는 2^n개의 입력선과 n개의 선택선으로 부터 입력 값을 받고, 1개 출력선으로 출력을 내보낸다.
• MUX는 다음과 같은 과정을 통해 동작한다.
  1) n 개의 선택선을 통해 2^n 개의 입력선 중 하나의 입력선을 선택
  2) 선택 받은 입력선과 출력선을 연결
  3) 한 번에 동시에 2^n 개의 입력선을 통해 여러 데이터가 MUX로 들어오지만, 실제로 출력으로 나가는 데이터는 선택선에게 선택 받은 입력선으로 들어오는 데이터만 출력으로 내보낸다.

 

 

 

2. DEMUX (DEMultipleXer)

• DEMUX는 MUX와 반대로 여러 개의 출력선들 중에서 선택선에 의해 선택된 출력선으로 들어온 데이터를 해당 출력선으로 내보내는 조합 논리 회로이다.
• DEMUX는 1개의 입력선과 n개의 선택선으로 부터 입력 값을 받고, 2^n개 출력선 중 하나의 출력선으로 출력을 내보낸다.
• DEMUX는 다음과 같은 과정을 통해 동작한다.
  1) 1개의 입력선을 통해 DEMUX로 데이터가 들어온다.
  2) n 개의 선택선을 통해 2^n 개의 출력선 중 하나의 출력선을 선택
  3) 선택 받은 출력선으로 들어온 데이터를 내보낸다.
  4) 즉, 출력선이 여러 개라고 하더라도 실질적으로 들어온 데이터를 내보내는 출력선은 단 하나인 것 뿐이다.

 

 

 

 

 

3. MUX와 DEMUX로 구성된 데이터 전송 시스템

• 아래 그림은 MUX와 DEMUX로 구현한 데이터 전송 시스템이다.
• 가정) MUX의 선택선 (A, B) 값이 01 이고, DEMUX의 선택선 (A, B) 값은 11 이다.
• MUX는 4개의 입력선이 존재하지만, 실제로 출력, Y와 연결된 입력선은 X1이다.
  즉, 4개의 입력선으로부터 한 번에 여러 데이터가 들어오지만, 실제로 출력으로 나가는 입력 데이터는 X1으로 들어오는 데이터이다.
• DEMUX는 4개의 출력선이 존재하지만, 실제로 입력 단자, X로 부터 들어온 데이터를 출력으로 나가는 출력선은 Y3이다. 
  즉, 출력으로 내보낼 수 있는 출력선은 4개이지만, 실제로 입력 데이터를 출력으로 나가는 출력선은 Y3이다.
  
  

멀티 플렉서와 디멀티플레서로 구성된 데이터 전송 ( Source : 논리회로 - Encoder, Decoder, Mux, Demux (tistory.com) )

 

 

• MUX와 DEMUX의 선택 신호를 동기화 시켜면 하나의 통신선으로 여러 채널의 데이터를 전송하는 시분할 다중화 (Time Division Mulitplexing)가 가능해진다.

 

 

 

 

 

4. PSpice을 통한 MUX 구현

• 4입력 MUX는 다음과 같은 진리표를 갖는다.
• 입력선은 I0 ~ I3까지 4개의 입력을 가지며, 4개의 입력선들을 통해 데이터가 들어오지만, 실제로 출력으로 나가는 값은 선택선 S1, S0에 의해 선택된 입력선으로 들어오는 데이터가 나간다.

(왼) 4입력 MXU의 기호, (오른) 4입력 MUX의 진리표

 

• 위 진리표를 토대로 출력 Y에 대한 논리식과 논리 회로를 구성하면 다음과 같다.

출력 Y에 대한 논리식

 

4입력 MUX의 논리 회로

 

• PSpice를 통해 4입력  MUX의 논리회로를 설계한 뒤, 진리표와 동일하게 출력이 발생하는지 확인하자.

4입력 MUX의 논리 회로

4입력 MUX의 시뮬레이션

• 시뮬레이션을 통해 선택선 S0, S1에 의해 선택된 입력선으로 들어오는 데이터가 출력으로 나가는 것을 확인할 수 있다

 

 

 

 

 

 

5. PSpice을 통한 DEMUX 구현

• 4출력 DEMUX는 다음과 같은 진리표를 갖는다.
• 4개의 출력선을 갖지만, 선택선 S0, S1에 의해 선택된 출력선을 통해 입력 데이터가 출력된다.

(왼) 1X4 DEMUX 진리표, (오른) DEMUX의 기호

• .위 진리표를 토대로 출력 Y0, Y1, Y2, Y3에 대한 논리식과 논리 회로 다음과 같다.
  - Y0 = S1' S0' I
  - Y1 = S1' S0 I
  - Y2 = S1 S0' I
  - Y3 = S1 S0 I
  
  

1X4 DEMUX의 논리 회로

• PSpice를 통해 4출력  DEMUX의 논리회로를 설계한 뒤, 진리표와 동일하게 출력이 발생하는지 확인하자.
  
  

4출력 DEMUX의 논리 회로

4입력 MUX의 시뮬레이션

• 시뮬레이션을 통해 선택선 S0, S1에 의해 선택된 출력선으로 입력 데이터가 출력됨을 확인할 수 있다.