multiplazione

Si definisce MULTIPLAZIONE la condivisione di un'unica risorsa tra più utilizzatori.

La fig. mostra un esempio con componenti simbolici: due deviatori, opportunamente comandati, permettono di condividere un unico conduttore tra più utenze; una tipica applicazione è la telefonia.

Il primo  blocco con più ingressi ed una sola uscita si chiama multiplexer, l'altro con un solo ingresso e più uscite demultiplexer. Gli ulteriori ingressi che stabiliscono una tra le possibili connessioni si chiamano selettori.

In elettronica digitale l'esempio non è molto calzante perchè il deviatore meccanico è un componente analogico. Tuttavia la funzione di smistamento è ben rappresentata.

Può sembrare che il collegamento sia soltanto statico: quando il canale è dedicato ad una coppia, le altre non possono comunicare.

In realtà con lo stesso schema di principio è possibile ottenere una prestazione completamente diversa, come si può dedurre dalle seguenti animazioni:

https://www.fastweb.it/fastweb-plus/digital-magazine/multiplexing-cos-e-e-come-funziona/

• http://reviseomatic.org/help/2-multiplexing/Multiplexing%20-%20Time%20Division.php

• http://www.netbook.cs.purdue.edu/animations/tdm.html

L'animazione consente di comprendere facilmente il concetto di multiplazione TDM (time division multiplexing) adottata nella telefonia odierna: un'unica risorsa, il canale di comunicazione, è diviso temporalmente ed in rapida successione tra più coppie di utenti: se la frequenza di commutazione è elevata gli utenti non si accorgono della condivisione. All'aumentare del numero di canali bisogna aumentare la frequenza di commutazione e di trasmissione dei segnali: si raggiungono  migliaia di connessioni contemporanee su un unico mezzo trasmissivo, ad es. fibra ottica.

Questa applicazione è basata semplicemente sulla discretizzazione temporale del segnale continuo, di cui abbiamo già parlato che, se ben fatta, non altera completamente il contenuto informativo: l'intervallo di tempo tra due campioni consecutivi di un segnale è utilizzato per gestire altri segnali.

Oltre alla telefonia e alle telecomunicazioni in generale, altre applicazioni classiche della multiplazione sono l'utilizzo di un unico bus tra dati ed indirizzi nei microprocessori, la gestione delle memorie, il comando di più display o di matrici di led, la gestione di più ingressi analogici con un unico ADC (Arduino e micro), la scansione di tastiere per righe e colonne..

Un'altra applicazione importante della multiplazione è la CONVERSIONE PARALLELO-SERIE e SERIE-PARALLELO 

Un dato digitale è composto in genere da più bit: 8, 16,...

Per trasmettere questo dato a distanza è impensabile disporre di un uguale numero di linee: il dato deve essere serializzato.

Il mux si presta per tale operazione; bisogna disporre di un mux con tanti ingressi quanti sono i bit ( o anche una parte..) e quindi ruotare in modo ordinato i selettori. 

In ricezione è necessaria la sincronizzazione per comandare un demux e consentire la ricostruzione del dato.

MULTIPLEXER                             

E' un circuito combinatorio con n selettori, 2n ingressi, una sola uscita.

I selettori scelgono l'unico  ingresso che deve essere collegato in uscita.

Un es. è il 74151 

http://lbk.fe.uni-lj.si/pdfs/PV-IC-datasheet/74HC151.pdf

Dai datasheet si osserva:

• il simbolo (come blocco);

• la tavola  di verità (che si può condensare in forma più compatta)

• lo schema logico interno. Si osserva che sono necessarie 2n  porte AND (ognuna con n+1 ingressi) e un OR finale con 2n ingressi. 

• l'ulteriore ingresso di enable che, se posto allo stato basso,  pone  l'uscita a zero indipendentemente da tutti gli altri ingressi; si dice che l'enable è attivo allo stato basso e graficamente si aggiunge un pallino all'ingresso

https://www.multisim.com/content/LPBvcndHMVBTW3HA645Q8h/multiplexer-a-4-ingressi/open/

https://www.androiderode.com/multiplexer-and-demultiplexer-animation/