Multiplexer (MUX) / Schieberegister

Innerhalb eines Serializers (Parallel-in-Serial-out) dient dieses Bauteil als zentrale Datenverarbeitungseinheit. Es multiplexiert zunächst mehrere parallele Eingangskanäle zu einem einzigen Datenstrom und nutzt dann die Schieberegisterfunktion, um die Daten sequenziell im seriellen Format auszugeben, wodurch eine effiziente Datenübertragung und Schnittstellenumwandlung ermöglicht wird. Das Bauteil ist für die Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Produkten konzipiert, wo es die Umwandlung paralleler Datenbusse in serielle Schnittstellen erleichtert, die Anzahl der Verbindungen reduziert und das PCB-Layout vereinfacht. Typische Anwendungen umfassen Sensordaten-Erfassung, Kommunikationsschnittstellen und Steuerungssysteme, bei denen mehrere parallele Signale über eine begrenzte Anzahl von Leitungen übertragen werden müssen. Das Gerät integriert zwei grundlegende digitale Logikfunktionen: einen Multiplexer, der basierend auf Steuersignalen einen von mehreren Eingangskanälen auswählt, und ein Schieberegister, das Datenbits synchron mit einem Takt speichert und verschiebt. Diese Integration ermöglicht eine kompakte und effiziente Datenserialisierung. Das Bauteil wird auf Silizium gefertigt und ist in einem Standard-SOIC-16-Gehäuse erhältlich, andere Gehäuseoptionen sind möglich. Zu den wichtigsten Parametern gehören eine Kanalanzahl von 8 bis 16, eine Datenrate von 10 bis 100 Mbps, eine Versorgungsspannung von 3,3 bis 5,0 V, TTL/CMOS-Eingangslogikpegel, eine Ausbreitungsverzögerung von 5 bis 20 ns, ein angegebener Betriebstemperaturbereich von -40 bis 85 °C, der für das konkrete Modell bestätigt werden muss; IEC 60068-2-1 und IEC 60068-2-2 sind Prüfverfahren für Kälte bzw. Trockenwärme und legen diesen Bereich nicht fest, eine ESD-Toleranz von ±2000 V (HBM-Modell, gemäß IEC 61000-4-2), eine Verlustleistung von 50 bis 200 mW und eine Eingangskapazität von 3 bis 10 pF. Diese Werte sind Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung verifiziert werden. Das Bauteil ist für den Einsatz in industriellen Umgebungen vorgesehen, erweiterte Temperaturbereiche sind auf Anfrage erhältlich. Für Design und Beschaffung ist es wichtig, die genauen Spezifikationen mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten zu bestätigen, da das Verzeichnis keine Konformität oder Leistung garantiert.

Das Bauteil funktioniert, indem es zunächst mithilfe der Multiplexer-Logik basierend auf Steuersignalen zwischen mehreren parallelen Eingangsleitungen auswählt. Die ausgewählten parallelen Daten werden dann in ein Schieberegister geladen, wobei Taktsignale das sequenzielle Verschieben von Bits vom parallelen Register zu einer einzelnen seriellen Ausgangsleitung steuern und so parallele Daten in serielle Form umwandeln. Der Multiplexer-Abschnitt verwendet Adress- oder Auswahlleitungen, um einen der Eingangskanäle auszuwählen, und der Schieberegister-Abschnitt synchronisiert den Ausgang mit dem Takt, um eine korrekte Timing zu gewährleisten. Der Prozess umfasst das parallele Laden der Daten in das Register und dann das schrittweise Herausverschieben bei jedem Taktimpuls. Dies ermöglicht eine effiziente Datenserialisierung, wobei die Ausgangsdatenrate durch die Taktfrequenz und die Anzahl der Bits pro Rahmen bestimmt wird.