1
Example of a Combinatorial Circuit:                                       A Multiplexer (MUX)
Consider an integer ‘m’, which is
constrained by the following relation:
                                  m = 2n,where m and n are both integers.
A m-to-1 Multiplexer has
m Inputs:  I0, I1, I2, ................ I(m-1)
one Output: Y
n Control inputs: S0, S1, S2, ...... S(n-1)
One (or more) Enable input(s)
  such that Y may be equal to one of the inputs,depending upon the control inputs.
2
Example: A  4-to-1 Multiplexer
I0
A 4-to-1 Multiplexer:
I1
I2
I3
S0
S1
Y
1 output
n control inputs
2n    inputs
Enable (G)
3
Characteristic Table of a Multiplexer
If the MUX is enabled,
        ss1
  00Y=I0
    01Y=I1
      10Y=I2
    11Y=I3
Putting the above information in the form of a Boolean equation,
                  Y =G. I0. S’1. S’0  + G. I1. S’1. S+ G. I2. S1. S’+ G. I3. S1. S0
 
4
Implementing Digital Functions:                   by using a Multiplexer: Example 1
Implementation of  F(A,B,C,D)=∑ (m(1,3,5,7,8,10,12,13,14), d(4,6,15))
By using a 16-to-1 multiplexer:
F
I0
0
0
1
0
NOTE: 4,6 and 15 MAY BE
CONNECTED to either 0 or 1
I1
I2
I3
I4
I5
I8
I6
I9
I7
I11
I10
I13
I12
I14
I15
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
S3
S2
S1
S0
5
Implementing Digital Functions:                   by using a Multiplexer: Example 2
In this example to design a 3 variable logical function, we try touse a 4-to-1 MUX rather than a 8-to-1 MUX.
F(x, y, z)=∑ (m(1, 2, 4, 7)
slide 4
6
Implementing Digital Functions:             by using a Multiplexer: Example 2 ….2
In a canonic form:
    F = x’.y’.z+ x’.y.z’+x.y’.z’ +x.y.z                  …… (1)
One Possible Solution:
Assume that x = S,     y = S0 .
If F is to be obtained from the output of a 4-to-1 MUX,
F =S’1. S’0. I+ S’1. S0. I+ S1. S’0. I S1. S0. I3   ….(2)
From (1) and (2),
I0 = I3 =Z          I1 = I2 =Z’
 
7
Implementing Digital Functions:             by using a Multiplexer: Example 2 ….3
Slid 6
Z
X
Y
8
Implementing Digital Functions:             by using a Multiplexer: Example 2 ….4
Another Possible Solution:
Assume that   z = S,     x = S0 .
If F is to be obtained from the output of a 4-to-1 MUX,
F = S’0 .I0 . S +  S’0 .I1 . S’ S0 .I2 . S’+  S0 .I3 . S1………… (3)
From (1) and (2),
I= y’ = I2
I= y = I3
9
Implementing Digital Functions:             by using a Multiplexer: Example 2 ….5
Slid 8
10
The diagram below shows the relationbetween a multiplexer and aDemultiplexer.
I0
I1
I2
I3
 S1  S0
Y out
Y0
Y1
Y2
Y4
S1  S0
Input
4 to 1
MUX
1 to 4
DEMUX
11
Demultiplexer (DMUX)/ Decoder
A 1-to-m DMUX, with ACTIVE HIGH Outputs,has
1 Input:  I  ( also called as the Enable inputwhen the device is called a Decoder)
m ACTIVE HIGH Outputs: Y0, Y1, Y2,..................................... …………….Y(m-1)
n Control inputs: S0, S1, S2, ...... S(m-1)
12
Characteristic table of the 1-to-4DMUX with ACTIVE HIGH Outputs:
table
Table 2
13
Characteristic Table of a 1-to-4DMUX, with ACTIVE LOW Outputs:
table2
Table 3
14
A Decoder is a Demultiplexer with achange in the name of the inputs :
Y0
Y1
Y2
Y4
   S1      S0
   ENABLE
    INPUT
2 to 4
Decoder
When the IC is used as a Decoder, the input I is calledan Enable input
15
DECODER: In Tables 2 and 3, whenEnable is 0, i.e. when the IC is Disabled,all the Outputs remain ‘unexcited’.
The ‘unexcited’ state of an Output is 0for an IC with ACTIVE HIGH Outputs.
The ‘unexcited’ state of an Output is 1for an IC with ACTIVE LOW Outputs.
Enable Input:
In a Decoder, the Enable Input can beACTIVE LOW or ACTIVE HIGH.
16
Characteristic Table of a 2-to-4DECODER, with ACTIVE LOW Outputsand with ACTIVE LOW Enable Input:
table3
Table 4
Logic expressions for the outputs of the Decoder of Table 4:
Y0 = E + S1 + S0                                  Y1 = E + S1+ S0‘
Y2 = E + S1‘ + S0                                 Y3 = E + S1‘ + S0‘
17
     A cross-coupled set of NAND gates
Characteristic table:
XYQ1Q2
0011
0110
1001
1    1    For this case, the outputs can be obtained
by using the following procedure: (i) Assume a set of values for
Q1 and Q2, which exist before the inputs of X = 1 and Y =1 are
applied. (ii) Obtain the new set of values for Q1 and Q2 (iii) Verify
whether the procedure yields valid results.
18
A cross-coupled set of NAND gates    …2
X
Y
OLD Outputs
NEW Outputs
Q1
Q2
Q1
Q2
0
0
-----
----
1
1
0
1
----
----
1
0
1
0
----
----
0
1
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1