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Summary
TLDREl script explica el concepto de múltiplexe o multiplexor, un componente clave en sistemas digitales que permite la selección de múltiples entradas hacia una salida única. Se describe cómo funciona un multiplexor de 2 a 1 y cómo se puede escalar para manejar múltiples bits y entradas, utilizando árboles de multiplexores o en forma paralela. Además, se menciona la importancia de los multiplexores en la construcción de sistemas más grandes y cómo se pueden describir en lenguajes de hardware para la síntesis de circuitos.
Takeaways
- 🔄 El multiplexor es un bloque básico y fundamental en los sistemas digitales.
- 🎛️ Un multiplexor tiene tres entradas: un selector, una entrada X0 y una entrada X1.
- 🔢 La salida del multiplexor depende del valor del selector: si el selector es 0, la salida será X0; si es 1, será X1.
- 🔀 Un multiplexor funciona como un switch que enruta la señal de una entrada seleccionada hacia la salida.
- 🌲 Siguiendo una estructura de árbol, se pueden combinar multiplexores básicos para construir multiplexores más grandes.
- 🧩 Un multiplexor puede tener múltiples entradas y varios bits, permitiendo enrutar palabras completas en lugar de solo bits individuales.
- ⚙️ Para construir un multiplexor de varios bits, se utilizan varios multiplexores en paralelo, uno para cada bit.
- 🔧 Los multiplexores se pueden diseñar de manera modular para expandir el número de entradas y salidas.
- 📐 La cantidad de bits del selector depende del número de entradas: por ejemplo, con 3 bits del selector se pueden elegir entre 8 entradas.
- 💡 Los multiplexores son un componente clave para enrutar buses en sistemas de procesamiento de información, permitiendo la selección de qué entrada ocupará el bus de salida.
Q & A
¿Qué es un multiplexor según el video?
-Un multiplexor es un circuito que permite seleccionar una de varias entradas y enrutarla hacia una salida. Funciona como un interruptor o 'switch' que, dependiendo de la señal del selector, elige qué entrada será copiada a la salida.
¿Cuáles son los elementos básicos de un multiplexor de 2 a 1?
-Los elementos básicos de un multiplexor de 2 a 1 son: dos entradas (x0 y x1), un selector, y una salida. Si el selector vale 0, la salida copia el valor de la entrada x0, y si el selector vale 1, la salida copia el valor de la entrada x1.
¿Cómo se puede expandir un multiplexor de 2 a 1 a un multiplexor de 4 entradas?
-Para crear un multiplexor con 4 entradas, se pueden combinar varios multiplexores de 2 a 1. Se utilizan dos multiplexores de 2 a 1 para seleccionar entre dos pares de entradas, y un tercer multiplexor para seleccionar entre las salidas de los primeros dos multiplexores, permitiendo así elegir entre 4 entradas.
¿Qué diferencia hay entre un multiplexor de un bit y uno de varios bits?
-Un multiplexor de un bit enruta una única señal binaria (0 o 1) a la salida, mientras que un multiplexor de varios bits enruta palabras de datos que contienen múltiples bits. Por ejemplo, un multiplexor de varios bits puede enrutar palabras de 32 bits en lugar de un solo bit.
¿Cómo se construye un multiplexor de varios bits?
-Para construir un multiplexor de varios bits, se usan múltiples multiplexores de 2 a 1 en paralelo, cada uno encargado de enrutar un solo bit de las entradas hacia la salida. Todos estos multiplexores comparten el mismo selector, que determina qué conjunto de bits será copiado a la salida.
¿Qué relación hay entre el número de entradas y el tamaño del selector en un multiplexor?
-El número de bits del selector está determinado por la cantidad de entradas. Si hay n posibles entradas, el selector debe tener un número de bits igual al logaritmo base 2 de n redondeado hacia arriba. Por ejemplo, para 8 entradas, se necesitan 3 bits de selector.
¿Cómo se representan las entradas de un multiplexor de varios bits?
-En un multiplexor de varios bits, las entradas se representan como buses de datos, donde cada bus puede tener múltiples bits. Por ejemplo, un bus puede tener 32 bits, y el multiplexor seleccionará cuál de esos buses pasará a la salida.
¿Qué función cumple el selector en un multiplexor?
-El selector determina cuál de las entradas será copiada a la salida del multiplexor. Según el valor del selector, se elige una de las entradas para que pase a la salida.
¿Cuál es la importancia de los multiplexores en los sistemas digitales?
-Los multiplexores son fundamentales en los sistemas digitales porque permiten enrutar datos de diferentes fuentes hacia una única línea de salida. Son clave en la construcción de sistemas de procesamiento de datos y enrutamiento dentro de procesadores y otros circuitos integrados.
¿Qué diferencia hay entre un multiplexor y un demultiplexor?
-Un multiplexor selecciona una de varias entradas para enrutarla hacia una única salida, mientras que un demultiplexor hace lo contrario: toma una única entrada y la enruta hacia una de varias salidas, dependiendo del valor del selector.
Outlines
🤖 Introducción a los Multiplexores
En este párrafo, se introduce el concepto de los multiplexores, un bloque fundamental en los sistemas digitales. Se explica cómo un multiplexor básico de dos entradas (x0 y x1) y un selector (S) permite dirigir una de las entradas a la salida (Y), dependiendo del valor del selector. Cuando el selector es 0, se copia x0, y cuando es 1, se copia x1. Se compara con un 'switch' o circuito de enrutamiento que selecciona cuál de las entradas se enviará a la salida.
🔄 Ampliación de Multiplexores a 4 entradas
Este párrafo describe cómo extender un multiplexor básico de dos entradas a uno con cuatro entradas. Se agregan más multiplexores para gestionar las nuevas entradas (x2 y x3), permitiendo que el selector S decida cuál de las entradas se enruta a la salida. La estructura del multiplexor se organiza en forma de árbol, y se menciona la posibilidad de crear multiplexores más complejos, capaces de manejar múltiples bits de entrada a la vez.
🌐 Generalización de Multiplexores para Varios Bits
Aquí se generaliza la construcción de multiplexores para manejar palabras de varios bits en lugar de bits individuales. El multiplexor enruta dos entradas de varios bits hacia una salida, dependiendo del valor del selector. Se utiliza un ejemplo de un multiplexor de 3 bits, donde la salida selecciona los bits correspondientes de las entradas, según el valor del selector (0 o 1). Este enfoque permite manejar palabras completas de varios bits a través de un solo multiplexor.
🖥️ Multiplexores en Procesadores y Buses
En este párrafo se discute cómo los multiplexores son esenciales en los sistemas de procesamiento de información, específicamente en los procesadores. Un multiplexor con múltiples entradas y un selector de varios bits puede elegir cuál de las entradas ocupará el bus de salida en un momento dado. Se explica la relación entre el ancho del bus y el número de bits necesarios para seleccionar una entrada en sistemas más complejos, como aquellos que manejan buses de 32 bits.
Mindmap
Keywords
💡Multiplexer
💡Selector
💡Entrada
💡Salida
💡Combinaciones
💡Circuito de enrutado
💡Compuertas lógicas
💡Construcción de módulos
💡Bits
💡Sistemas secuenciales
Highlights
Introducción al concepto de multiplexores como un bloque fundamental en los sistemas digitales.
Un multiplexor de 2 a 1 tiene un selector y dos entradas, x0 y x1, y la salida depende del valor del selector.
Cuando el selector vale 0, la salida es igual a la entrada x0; cuando el selector vale 1, la salida es igual a la entrada x1.
El multiplexor se describe como un 'switch' que enruta la señal desde una de las entradas hacia la salida en función del selector.
Se puede construir un multiplexor más grande utilizando varios multiplexores pequeños en una estructura de árbol.
Un ejemplo de multiplexor de 4 entradas se puede construir utilizando dos multiplexores de 2 a 1.
Para un multiplexor de varios bits, cada entrada y salida puede ser un grupo de bits en lugar de un solo bit.
La técnica para crear multiplexores grandes consiste en usar el mismo selector para enrutar múltiples bits simultáneamente.
Un multiplexor de n entradas requiere log2(n) bits de selección para elegir entre todas las entradas posibles.
Los multiplexores son esenciales en sistemas de procesamiento de información, donde se selecciona qué bus de entrada pasa al bus de salida.
El ancho del bus de salida es igual al de las entradas y depende del número de bits de cada entrada.
Con 3 bits de selección se pueden elegir hasta 8 entradas distintas.
En sistemas procesadores, un multiplexor permite elegir cuál de los buses de entrada utilizará el bus de salida en un momento dado.
Los multiplexores de buses grandes, como de 32 bits, son comunes en sistemas avanzados.
El multiplexor es uno de los componentes más comunes y usados en sistemas combinacionales de routing.
Transcripts
bueno pues entonces ahora vamos a ver
los multiplexores no que es otro otro
bloque sito básico muy
importante
en los sistemas de digitales y entonces
él
múltiples hervimos un bloque citó el más
básico la unidad más básica en
en las láminas pasadas y entonces
notamos que es un
cuya tabla de verdad tiene 22 este tiene
tres entradas pero vamos a decir tiene
un selector una entrada x1 y una entrada
x 0
a las 3 son entradas
y entonces tiene una salida y
y decimos la salida i
cuando el selector vale 0 aquí vamos a
poner todas las combinaciones 000 todas
las posibles combinaciones 0 0 1
y entonces dijimos cuando el selector
vale 0 la salida copia lo que hay en la
entrada x 0
en esos renglones donde el selector vale
0 copiamos lo que hay en la entrada x 0
y cuando el selector vale 1 la salida
copia lo que hay en la entrada x 1
0 0
entonces dijimos le dimos un 1
a un símbolo a ese sistema y dijimos
multiplexor entonces es una especie de
switch y de hecho es un routing ser que
está un circuito que en ruta un circuito
de enrutado que con el selector eliges
si el selector vale 0 que recibe lo que
hay en x 0 y si el selector vale 1 que
recibe lo que hay en x1 y entonces aquí
se suele poner así 0 y 1 para decir
cuando el selector vale 0 pasa x 0
cuando el selector vale 1 pasa x 1
le da un simbolito y ya el circuito que
compone a este sistema las compuertas
lógicas que componen a este sistema pues
ya la vimos en otra lámina
entonces pues ese ese es un sistema de
rating o un switch que permite
básicamente en ruta a veces se les suele
representar así no un switch
ya sea un mes
ya sea una línea o la otra
dos opciones distintas aquí están
hacia acá o bien
y rota no es acá
y entonces lo que controla este switch
pues es ese
a veces así se le suele se le suele
representar bueno y entonces pues con
base en este switch así vamos a seguir
la misma filosofía del en el vídeo
anterior que con un módulo básico
podemos construir módulos más grandes
bueno entonces con base en
[Música]
multiplexor de 2 a 1 que es el que ya
vimos
con base en un múltiplex
podemos este es el selector
x 0
y cuando da 0 el selector pasamos hacia
allí lo que hay en x0 y cuando el
selector da 1 pasamos hacia allí lo que
hay es en ese 1
entonces con base en este módulo pequeño
en este módulo básico
construir un módulo
más grandes
entonces usando pues la misma la misma
forma de pensar de antes en los ejemplos
de antes que es que con base en bloques
de construcción pequeños construir
bloques más grandes por ejemplo si
nosotros queremos elegir dedos de perdón
de cuatro posibilidades de cuatro
posibles entradas podemos utilizar
entonces podemos poner otro múltiplex
ahora aquí voy a quitar lo de adentro
para no las notas de adentro para no
hacer tan complicado
entonces podemos aquí poner x2
ahora fíjense nosotros con este
este es el lector de aquí
con ese es con ese 1
ls 0 con ese 1 vamos a elegir ya sea
bueno voy a llenar a 0 y 1 y aquí
también 0 y 1
entonces ahora podemos elegir con ese 1
aquí va a salir cuando ese 1 valga 0
aquí va a salir x2 y aquí va a salir
aquí arriba va a salir x 0
y ya con ese 0 vamos a elegir cuál de
los dos pasa si x 0 o x2 o aquí al
cambiar ese 1 cuando vale 1 en la salida
de este multiplexor de abajo va a salir
x 3 y en la d
y ya con ese 0 vamos a elegir quién sale
si es x 1 o si es x 3
entonces de esa manera podemos enrutar
cualquiera de estas cuatro entradas
hacia una salida entonces siguiendo este
procedimiento podemos crear un
multiplexor grande así
grande que tenga un selector que permita
seleccionar varias posibles entradas x 0
y así sucesivamente
x
son n posibles entradas y entonces hacia
allí va a enrutar se pues la entrada
correspondiente el acero la 12
dependiendo de la combinación que se
escriba a quien s de acuerdo entonces
esto es siguiendo este procedimiento de
acomodar los multiplexores en forma de
árbol así esa es una opción y la otra
opción es todas estas todas estas
arquitecturas que puse aquí son para un
para un único bit de entrada cuando las
entradas son de un bit pero qué tal si
queremos hacer ahora un multiplexor de
varios bits
no queremos switches o pasar de la
entrada hacia la salida varias varias
este palabras de varios bits entonces
pensemos en un multiplexor d
un multiplexor que va a enrutar dos
entradas hacia una salida pero ahora
de varios bits cada una entonces pues
simplemente ponemos así
y va a entrar el primer bit vamos a
decir la entrada vamos a poner ahora
este otras letras para que sea no sea
una anotación tan
tan difícil no entonces vamos a poner
aquí hay una entrada x
y aquí hay una entrada y es 0 y aquí hay
una salida z 0
y aquí está el selector s
aquí vamos a poner
y está el otro múltiplex on y aquí están
las entradas
x 1
ya quizás la salida
vamos a poner otro múltiplex ahora aquí
x2
entonces con un mismo selector si el
selector vale 0 entonces van a pasar
aquí le ponemos 0 1
si el selector vale 0 entonces hacia la
salida va a enrutar pse x 0
y x2 y si el selector vale 1 entonces
hacia la salida va a enrutar 60
entonces lo que estaríamos dibujando con
esto pues un múltiplex ahora así de 2 a
1
de dos entradas hacia una salida dos
entradas hacia una salida
pero que es de 3 bits aquí está la
entrada x y aquí está
y aquí
salida z y todas son de 3 bits
3 bits y este es de 3
entonces cuando uno selecciona cero aquí
salen x0
y cuando no seleccionó aquí uno
aquí en la salida salen de 0 y 1
entonces este es un multiplexor de
varios bits de 2 a 1 pero de varios bits
de varias entradas de varios bits
entonces siguiendo las dos los dos
procedimientos a la forma de árbol que
mencioné antes y esta forma paralela
se puede construir entonces un múltiplex
or general
generalizar la idea
de cómo se construiría un múltiplex oro
ya adelanté en el curso vamos a ver que
esto no se tiene que construir desde
abajo sino que estos son los fundamentos
de cómo se construyen los elementos pero
ya nosotros vamos a utilizar un lenguaje
de descripción de hardware entonces
vamos a hacer una especie de programa
realmente no es un programa es una
descripción y con nuestra descripción de
hardware en el lenguaje correspondiente
ya vamos a ver los detalles adelante van
a quedar construidas estas cosas nada
más ponemos una descripción y la máquina
se encarga de sintetizar lo con el
compilador correcto entonces pues vemos
el ejemplo general el ejemplo general
entonces sería un múltiplex oro así
en el caso general sería un múltiplex
oro grandote y pensemos que los datos
son las entradas x
no son posibles palabras de entrada
son palabras cada una es de bits
entonces le ponemos una diagonal ahí
para indicar que son p bits o sea el
ancho de ese bus es de b bits
de acuerdo y tenemos aquí un selector
y el selector selección aquí aquí voy a
poner una palabra binaria si esa palabra
binaria es 000 entonces va a elegir está
la opción cero si esa palabra es 0001
entonces aquí vamos a elegir la opción 1
y así 12
y aquí va a salir entonces un bus de
bits
y lleva a recibir en estos beats los
beats de la correspondiente palabra que
se haya elegido
entonces qué relación hay aquí en este
ancho de bus del selector con respecto a
la cantidad de posibles selecciones de
posibles entradas pues entonces si son n
posibles entradas esto es redondeado
hacia arriba del lock 2
de acuerdo a el número de bits mínimo
necesario para poder elegir cualquiera
de estas entradas en binario simple
entonces por ejemplo si tenemos ocho
entradas los dos de ocho es 3
entonces con 3 bits podemos elegir
cualquiera de 8 entradas y eso ya lo
sabemos porque sabemos que con 3 bits
podemos elegir 0 0 0 0 0 1 0 1 0 podemos
hacer 8 combinaciones diferentes
entonces esa podría ser una opción 10 11
11
así entonces tendríamos 3 bits aquí 8
entradas diferentes y cada una puede ser
de 32 bits por ejemplo entonces podemos
elegir con 3 bits cualquiera de 8 buses
cada uno de 32 bits o sea por ejemplo b
sería 32 en ese caso
esto es una generalización un
multiplexor entonces es un arreglo de
múltiplex shorcitos como los que
mencioné antes que básicamente funciona
como un switch que permite elegir con
este selector cuál de estas entradas va
a ocupar este bus y entonces pues ese es
un uno de los elementos más usuales más
comunes en un sistema de procesamiento
de información en un procesador cual bus
más bien cual cual bus de entrada va a
ocupar el bus de salida en cierto tiempo
en determinado tiempo el selector es el
ig permite elegir
el tiempo vamos a ocupar el bus por la
entrada a x2 entonces este bus se va a
ocupar por lante quiso las otras no van
a pasar y así entonces ese es un
elemento de routing muy importante se
llama routing ser que el round múltiplex
0 o un sistema un switch un sistema para
enrutar buses hacia una sola salida
entonces pues tomando el ejemplo de
que puse ahorita con 8 bits podríamos
decir
8 entradas
3 bits entonces
el selector tiene tres bits
y aquí hay ocho posibles entradas la x0
y así todas
la última la x 7 y cada una de ellas es
un bus grueso t es un bus
de 32 bits más
tiene 32 bits
y así aquí también un bus
y entonces la salida es de 32 bits es un
bus grande que va a recibir cualquiera
de las informaciones que está en las
entradas y el que va a permitir cuál
entrada va a salir pues es este selector
entonces así se construyen en términos
generales
ese es esa es entonces la relación que
vimos hace ratito para generalizar aún
multiplexor y ese es el elemento que nos
faltaba ya más adelante cuando entremos
a sistemas secuenciales vamos a
mencionar un poco sobre el de
multiplexor y ahí voy a ahondar más
detallitos que no siempre se mencionan
pero cuando entremos a la parte de
circuitos con memoria mientras tanto
ahorita todo lo que hemos visto y lo que
vamos a seguir viendo son circuitos
combi nacionales sistemas combinación
alex cuyas características ya vimos en
otro vídeo bueno entonces pues este es
el elemento que nos faltaba terminamos
entonces nos vemos en el siguiente vídeo
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