3.5. Шинные формирователи

Мультиплексоры предназначены для объединения нескольких выходов в тех случаях, когда заранее известно количество выходов, которые нужно объединять. Часто это неизвестно. Более того, часто количество объединяемых микросхем изменяется в процессе эксплуатации устройств. Наиболее яркий пример - это компьютеры, в которых в процессе эксплуатации изменяется объем оперативной памяти, количество портов ввода-вывода, количество дисководов. В таких случаях невозможно для объединения нескольких выходов воспользоваться логическим элементом "ИЛИ". Одним из вариантов решения этой проблемы является использование микросхем, имеющих выходы с открытым коллектором. Недостатком такого объединения нескольких микросхем на один провод является низкая скорость передачи информации, обусловленная затягиванием переднего фронта.

Эта проблема исчезает, если для объединения выходов применить элементы, имеющими выходы с тремя состояниями. Такие элементы называются шинными формирователями.

Основное назначение шинных формирователей – увеличение нагрузочной способности шин в микропроцессорных и других цифровых устройствах, отключение источников и приемников информации от шин за счет наличия третьего состояния, обеспечение двунаправленного обмена информацией.

На рис. 3.12,б представлена функциональная схема шинного формирователя (ШФ) на микросхеме К589АП16, представляющая собой четырехбитную двунаправленную схему, каждая линия которой содержит две логические схемы И с мощным выходом и тремя логическими состояниями. С одной стороны входы и выходы схем И объединены (DB1…DB4) и используются для интерфейса формирователя со схемами, совместимыми с ТТЛ. С другой стороны входы DI1…DI4 и выходы DO1…DO4 разделены для максимальной гибкости использования кристалла.

Назначение входов и выходов кристалла следующие: DI1…DI4 – информационные входы, DO1…DO4 – информационные выходы, DB1…DB4 – информационные входы-выходы реверсивной передачи информации; CS – выбор кристалла; BS – вход управления передачей информации. Если внимательно посмотреть на представленную функциональную схему шинного формирователя, то нетрудно рассмотреть, что данная схема представляет собой мультиплексор с двумя входами: DI и DB, выходом DO и управляющим сигналом BS. Режимы работы ШФ К589АП16 сведены в таблице 3.7.

Рис. 3.12. Условное обозначение (а) и функциональная схема (б) шинного формирователя К589АП16

Таблица 3.7 Режимы работы ШФ К589АП16