Элементы коммутации данных используются для управления передачами данных между отдельными операционными элементами. К элементам коммутации относятся:
мультиплексоры;
шинные формирователи.
Мультиплексоры предназначены для передачи информации с любого из входных шин D0, D1, …,Dk к выходной шине U. Условное обозначение четырехвходового мультиплексора приведено на рис. 1.19.
Микрооперации, выполняемые рассматриваемым мультиплексором, приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4
|
Y2, Y1 |
Микрооперация |
|
0 0 |
U := D0 |
|
0 1 |
U := D1 |
|
1 0 |
U := D2 |
|
1 1 |
U := D3 |
Выбор входной шины зависит от двоичного кода F, подаваемого на управляющие входы Y1, Y2. Для коммутации k шин необходим мультиплексор с k информационными входами и int(log2(k)) управляющими входами.
Если количество входов мультиплексора недостаточно для решения задачи, то для увеличения числа переключаемых входов используют каскадное соединение нескольких мультиплексоров (рис. 1.20).
Рис. 1.20
Шинные формирователи предназначены для управляемого подключения к общим шинам выходов операционных элементов – передатчиков информации. Условное обозначение шинного формирователя показано на рис. 1.21.
Простейший шинный формирователь состоит из n схем И, выходы которых могут не только выдавать сигналы логических "0" и "1", но и устанавливаться в состояние высокого входного сопротивления.
В табл. 1.5 приведены микрооперации, выполняемые шинным формирователем.
Таблица 1.5
|
Y |
Микрооперация |
|
0 |
Высокое выходное сопротивление |
|
1 |
U := D |
В состоянии высокого выходного сопротивления шина D фактически изолируется от шины U. В этом случае к шине U могут подключаться другие передатчики информации.
Используются также и двунаправленные шинные формирователи, обеспечивающие в зависимости от управляющих сигналов передачу данных, как в прямом, так и в обратном направлении (рис. 1.22). При высоком уровне на Y1 устанавливается высокое выходное сопротивление в обоих направлениях. Низкий уровень на Y1 разрешает передачу через ШФ. Направление передачи определяется уровнем сигнала на Y2.
Режимы функционирования двунаправленного шинного формирователя приведены в табл. 1.6.
Таблица 1.6
|
Y2, Y1 |
Микрооперация |
|
x 1 |
Высокое выходное сопротивление в обоих направлениях |
|
1 0 |
U := D |
|
0 0 |
D := U |
Двунаправленный шинный формирователь можно синтезировать из двух обычных однонаправленных за счет параллельного встречного их соединения.