Co m pu t er   Science  a nd   I nfo r m a t io n T ec hn o lo g ies   Vo l.  6 ,   No .   1 , M ar c h   20 25 ,   p p .   28 ~ 39   I SS N:  2722 - 3 2 2 1 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /csi t . v6 i 1 . pp 28 - 39          28     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s p r ime. co m/in d ex . p h p /csi t   Field  p ro g ra mm a ble ga te  a rray   si mula tion a nd stu dy  on  diff er ent  multipl e x er  ha rdwa re  for  elect ro nics a nd   co mm unica tion       Arv ind   K um a r 1 ,   Adesh   K u m a r 1 ,   Anura g   Vij a y   Ag ra wa l 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g ,   S c h o o l   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   o f   P e t r o l e u m a n d   En e r g y   S t u d i e s D e h r a d u n ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   B h a g w a n t   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   M u z a f f a r n a g a r ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct   4 2 0 2 4   R ev is ed   J an   31 2 0 2 5   Acc ep ted   Feb   20 2 0 2 5       M u lt i p lex i n g   is   th e   tec h n i q u e   o f   tran sm it ti n g   two   o m o re   se p a r a te  sig n a ls   c o n c u rre n tl y   u si n g   a   sin g le  c o m m u n ica ti o n   c h a n n e l.   M u lt i p lex i n g   e n a b les   th e   a u g m e n tatio n   o c o m m u n ica ti o n   c h a n n e ls  a n d   c o n se q u e n tl y   th e   v o l u m e   o d a ta  th a m a y   b e   tran sm it ted .   Co m m u n ica ti o n   n e two r k u ti l ize   d iv e rse   m u lt ip le x in g   tec h n iq u e s.  An   i n p u m u lt i p lex e a m a lg a m a tes   v a rio u n e two r k   sig n a ls  i n to   a   sin g u lar  c o m p o sit e   sig n a b e fo re   tran sm issio n   o v e a   sh a re d   m e d iu m .   Th e   c o m p o si te  sig n a is   b ro k e n   b a c k   in to   it c o m p o n e n sig n a ls  b y   a   d e m u lt i p lex e r,   w h e n   it   re a c h e it d e stin a ti o n ,   a ll o win g   f u rth e r   o p e ra ti o n s   to   u t il ize   th e m   se p a ra tely .   T h e   d e sig n   o th e   h a r d wa re   c h ip   d e p e n d o n   t h e   c o n fig u ra ti o n   o th e   m u lt ip lex e r   a n d   d e m u lt ip lex e in   th e   c o m m u n ica ti o n   sy ste m .   Th e   w o rk   is  p re se n ted   a a   stu d y   o t h e   d ig i tal  l o g ic  d e sig n   a n d   sim u latio n   o f   th e   d iffere n t   c o n fi g u ra ti o n o t h e   m u lt ip lex e r   h a rd wa re .   Th e   p e rfo rm a n c e   e v a lu a ti o n   is  c a rrie d   o u o n   th e   d iffere n se ries   o Xili n x   field   p ro g ra m m a b le  g a te  a rra y   (F P G A)  su c h   a S p a rtan - 6 ,   S p a rtan - 3 E,   Virtex - 5 ,   a n d   Virtex - 6   wit h   lo g ica ll y   c h e c k e d   in   Xili n x   IS wa v e fo rm   sim u lato so ftwa re .   Th e   c u rre n t   a n a l y sis  o t h e   d e sig n   a n d   sim u latio n   o d iffere n t   c o n fig u ra ti o n o th e   m u lt i p lex e r   d e sig n   h e lp s   th e   d e sig n e rs  t o   e st ima te  th e   c h ip   p e rfo rm a n c e .   T h e   n o v e lt y   o th e   w o rk   li e in   it sc a l a b le  a n d   p ro g ra m m a b le  a rc h it e c tu re   fit ted   fo sp e c ifi c   c o m m u n ica ti o n   sy s tem th a a ss e ss   p e rfo rm a n c e   b a se d   o n   lat e n c y ,   fre q u e n c y ,   a n d   p o we c o n su m p ti o n   th a c a n   b e   f u rt h e li n k e d   wit h   c o m m u n ica ti o n   p ro to c o ls .   K ey w o r d s :   Dem u ltip lex er   E lectr o n ics  c o m m u n icatio n   FP GA   Mu ltip lex er   Xilin x   I SE  1 4 . 7   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ad esh   Ku m ar   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g in ee r i n g ,   Sch o o l o f   Ad v an ce d   E n g in ee r in g   Un iv er s ity   o f   Petr o leu m   an d   E n er g y   Stu d ies   Deh r ad u n ,   I n d ia   E m ail: a d esh m an av @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   m u ltip lex er   is   lo g ic  cir cu i th at  in clu d es  s ev er al  in p u li n es  an d   p r o v id es  s in g le  o u t p u lin e.   I ca n   tr an s m it  b in ar y   d ata   f r o m   o n e   in p u lin e   to   th o u tp u lin e.   T h is   is   b ased   o n   th e   n u m b er   o f   in p u ts   co r r esp o n d in g   t o   th s elec tio n   lin es.  T h er ar n   s elec tio n   lin es  an d   2 n   in p u lin es,  in d icatin g   m u ltit u d o f   p o s s ib le  in p u co m b i n atio n s .   m u ltip lex er ,   co m m o n ly   k n o wn   as  Mu x   o r   d ata  s elec to r ,   is   d ev ice  th at  s elec ts   o n d ata  s tr ea m   f r o m   s ev er al  s o u r ce s ,   s u ch   as  s en s o r s   o r   co m m u n icatio n   lin es,  to   tr an s m it  o v er   th e   o u tp u lin e.   T h m u ltip lex er   en ab les  th e   ch o ice   o f   m u lti p le  s ig n als  co m in g   f r o m   m u ltip le  s o u r ce s   an d   co m m u n icatin g   to   th r ec eiv in g   en d   b ased   o n   th d esire d   ad d r ess   o f   th s elec tio n   lin es  t o   d eliv er   th d ata  to   th r ec eiv er .   Fig u r 1   f o cu s e s   o n   th s ig n al  tr an s itio n   in   t h an alo g   a n d   d ig ital  co m m u n icatio n   s y s tem   in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       F ield   p r o g r a mma b le  g a te  a r r a s imu la tio n   a n d   s tu d o n   d if feren t m u ltip lexe r   h a r d w a r e   …  ( A r vin d   K u ma r )   29   wh ich   m u ltip lex er   is   ac tiv e   o n   th tr a n s m itti n g   en d   with   th s o u r ce   an d   d em u ltip lex er   o n   th r ec ep tio n   s id e.   Mu ltip lex er s   an d   d em u ltip lex er s   ar th m o s r ec o m m en d ed   d ev ices   em p lo y ed   in   b o th   an al o g   an d   d ig ital  co m m u n icatio n   s y s tem s   an d   s ig n al  n etwo r k s .   T h h ar d wa r d e v ices  ar a p p l ied   to   c o llectiv o r   d is tin g u is h   m an y   in p u ts   as  co m m u n icatio n   s y s tem s   th at  ar s en o v er   p a r ticu lar   ch a n n el.   I n   a n   an alo g   co m m u n icatio n   m ed iu m   s y s tem ,   th m u ltip lex e r   s ig n als  a r co m b in e d   with   s ev er al  a n alo g   s ig n als  in to   p ar ticu lar   s ig n al  f o r   tr an s m is s io n .   T h is   is   b en e f icial  in   s itu atio n s   wh er s ev e r al  s ig n als  m u s b c o n v e y e d   ac r o s s   r estricte d   b an d wid th   ch an n el,   s u ch   as in   ca b le  telev is io n   o r   telec o m m u n icatio n   s y s tem s .             Fig u r 1 .   An al o g   an d   d ig ital c o m m u n icatio n   s y s tem       Dif f er en ty p es  o f   s witch in g   d ev ices  an d   in v o lv ed   in   th tr an s m is s io n   s y s tem   to   s u p p o r th e   f u n ctio n ality   o f   th m u ltip lex e r   to   d ec id wh ich   s ig n al  s h o u l d   b co m m u n icate d   to   th r ec eiv er .   Fu r th er m o r e,   th m o d u latin g   s ig n al   is   p r o ce s s ed   as  it  is   m o d u lated   o v er   th ca r r ier   wav e   an d   co m m u n icate d   o v er   th e   ch an n el.   T h d if f er en in co m in g   s ig n als  ar r eq u ir ed   to   s eg r eg ate  an d   o r ien th em   to war d s   th r eq u ir ed   r ec eiv in g   en d   T h wo r k   is   ac co m p lis h ed   b y   th d em u ltip lex er ,   o r   d em u x .   Mu ltip lex er s   an d   d em u ltip lex er s   ar d ev ices  th at  ac co m p lis h   c o m p ar ab le  f u n ctio n s   in   d ig ita co m m u n icatio n   n etwo r k s ,   wo r k in g   with   d ig ital   s ig n als.  d ig ital  m u ltip lex er   is   ac co u n tab le  f o r   ca s ca d in g   n u m er o u s   d i g ital  s ig n als  in to   s in g le  d ata  s tr ea m   f o r   ef f ec tiv tr an s m is s io n .   d em u ltip lex er   is   task ed   with   d i v id in g   th d is tin ct  s ig n als  f r o m   th d ata  s tr ea m   at  th r ec eiv in g   en d .   Dig ital  m u ltip lex er s   an d   d em u ltip le x er s   ar f r e q u en tly   ac tiv i n   h ig h - s p ee d   d ata  t r an s m is s io n   ap p licatio n s .   E x a m p les  o f   th ese  ap p licatio n s   in v o lv co m p u ter   n etwo r k i n g   a n d   d ig ital  au d io   an d   v id eo   s y s tem s .   T h ese  d ev ices   ca n   s im p lif y   b o th   th ac c u m u latio n   o f   s ev e r al  d ata   s tr ea m s   in to   a   s in g u lar     h ig h - s p ee d   d ata  lin k   an d   t h d is ag g r eg atio n   o f   in d i v id u al  d ata  s tr ea m s   f r o m   s u ch   lin k .   Mu ltip lex er s   an d   d em u ltip lex er s   ar d ec is iv elem en ts   th at  en ab le  th e f f ec ti v tr an s m is s io n   o f   s ev er al  s ig n als  o v er   s in g le   ch an n el.   T h ese  co m p o n e n ts   ar u tili ze d   in   b o th   an alo g   an d   d ig ital  co m m u n icatio n   s y s te m s .   T h p r ac tice  o f   th ese  d ev ices  lo wer s   co s t s   an d   en h an ce s   s y s tem   ef f icien cy   b y   o p tim izin g   th ess en tial  tr an s m is s io n   ch an n els  wh ile  m ain tain in g   th i n teg r it y   o f   s p ec if ic  m ess ag es.  T h c o m m u n icatio n   s y s tem s   [ 1 ] ,   [ 2 ]   co n s is o f   v ar i o u s   m o d u les,  in clu d in g   tr a n s m is s io n   s y s tem s ,   tr ib u tar y   s tatio n s ,   r elay   s tatio n s ,   an d   co m m u n icatio n   n etwo r k s .   Mu l tip lex in g   allo ws  th co n c u r r en tr an s m is s io n   an d   p a r allel  d ata  p r o ce s s in g   with   d if f er en ty p es  o f   s ig n als  an d   in f o r m atio n   s u ch   as  au d i o   an d   v i d eo ,   o v er   s in g le  co m m u n icatio n   c h an n el.   T h m o d u les  ar em p lo y ed   in   telec o m m u n icatio n   s witch in g   an d   co m m u n icatio n   s y s tem s   co n s en tin g   s ev er al  co n v er s atio n s   to   o cc u r   o v er   s in g le  tr an s m is s io n   lin e.   Mu x   ca n   also   b u s ed   in   c o m p u ter s   to   s to r m o r in f o r m a tio n   an d   u s f ewe r   co p p er   wir es to   co n n ec t m e m o r y   to   th v ar i o u s   cir cu it c o m p o n en ts   o f   co m p u ter .   GPS  Satellites   in   s p ac ca n   also   s en d   in f o r m atio n   to   th g r o u n d   u s in g   d ata   s ig n als.  W av elen g th - d iv is io n   m u ltip lex i n g   ( W DM )   [ 3 ] ,   [ 4 ]   is   way   to   s en d   lo ts   o f   in f o r m at io n   th r o u g h   f ib er   o p tic  ca b le.   I o p er ates  b y   u tili zin g   s ev e r al  co lo r s   o f   lig h t   to   tr an s m it  m an y   s ig n als  s im u lt an eo u s ly .   T h is   in d icate s   th at  W DM   ca n   f ac ilit ate   s wif ter   an d   m o r ef f icien t   co m m u n icatio n   b y   em p lo y in g   d is tin ct  wav elen g th s   ( o r   co lo r s )   o f   lig h t   to   tr an s m it  v ar io u s   s ig n als   s im u ltan eo u s ly   o v er   th s am e   co n n ec tio n .   Or th o g o n al  f r eq u en cy - d iv is io n   m u ltip lex in g   ( O FDM)   [ 5 ] ,   [ 6 ]   is   way   to   s en d   lo ts   o f   in f o r m atio n   th r o u g h   th e   air   o r   o v er   ca b l es.  I wo r k s   b y   b r ea k in g   u p   t h d ata  in to   s m aller   p iece s   an d   s en d in g   th e m   o v e r   m an y   d i f f er en n ar r o w b an d   s ig n als  ca lled   s u b ca r r ier s   [ 7 ] .   OFDM  tr an s m its   d ata  at  c o m p ar a b le  v el o cities  wh ile  co n s u m in g   r e d u ce d   p o w er .   Sp atial  m u ltip lex in g ,   co m m o n ly   r ef er r ed   to   as   s p ac e - d iv is io n   m u ltip lex in g   ( SDM) ,   is   m et h o d   f o r   tr a n s m itti n g   n u m er o u s   in d ep e n d en d ata   ch a n n els  s im u ltan eo u s ly   th r o u g h   air   o r   ca b les  [ 8 ] .   I o p er ates  b y   em p lo y in g   s ev er al  an ten n as  o r   f ib er s   to   c o n v e y   s ig n als  in   v a r io u s   d ir ec tio n s   o r   v ia  d is tin ct  p ath way s   [ 9 ] .   T h is   ap p r o ac h   is   e m p lo y e d   in   MI MO   wir eless   co m m u n icatio n ,   f i b er - o p tic  c o m m u n icatio n ,   a n d   v ar io u s   o th er   co m m u n icatio n   tech n o lo g ies  to   en h an ce   th e   v o lu m o f   d ata  tr a n s f er r ed   co n cu r r en tly .   Mo d e - d i v is io n   m u ltip lex in g   ( MD M)   tech n o lo g y   e n ab les  th e   tr an s m is s io n   o f   s u b s tan tial  d ata  v o lu m es  b etwe en   lo ca tio n s   v ia  ca b le  o r   f ib e r   o p tic  lin es  [ 1 0 ] .   I ac h ie v es  th is   b y   u tili zin g   m an y   lig h m o d es ,   en ab lin g   th s im u ltan eo u s   tr an s m is s io n   o f   m u ltip le  s ig n als.  I n   co m p ar is o n   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l ,   Vo l.  6 ,   No .   1 M ar ch   20 25 28 - 39   30   alter n ativ m eth o d s ,   t h is   s u g g ests   th at  MD f ac ilit ates  co m m u n icatio n   th at   is   b o t h   s wif ter   a n d   m o r e   ef f icien t.  MD ca n   b ap p lied   ac r o s s   d iv er s s y s tem s   an d   ap p licatio n s ,   f r o m   o b ject  ev alu atio n   u s in g   lig h t o   s o p h is ticated   tech n o lo g ies  lik q u an t u m   o p tics .   T h r esep a r atio n   o f   m u ltip lex e d   s ig n als   in to   th eir   o r ig i n al  s tr ea m s   is   ess en tia f o r   p r ec is d ec o d in g   an d   tr a n s m is s io n   to   th eir   d esig n ate d   d esti n atio n s .   Dem u ltip lex in g   d ir ec ts   ea ch   s ig n al  to   th ap p r o p r iate  r ec eiv e r   o r   ap p licatio n .   Dem u ltip lex in g   r ei n s tates  d ata  in teg r it y   b y   r ev er tin g   d ata   s tr ea m s   to   t h eir   o r ig i n al  f o r m at,   th er ef o r e   p r e v en tin g   an y   d ata   lo s s .   I t   en s u r es  ac cu r ate  s tr ea m   id en tific atio n   an d   allo ca tio n   to   th s p ec if ie d   u s er   o r   p r o ce s s .   Desp ite  u tili zin g   t h s am ch an n el,   d em u ltip lex in g   en ab les  m u lti p le  p r o ce s s es  to   in d ep e n d en tl y   m an ag e   d is tin ct  d ata  s tr ea m s .   T h is   g u ar an tees   ef f icien p r o ce s s in g .   T h p r o b lem   s tatem en o f   th wo r k   i s   to   u n d er s tan d   th e   h ar d wa r e   co m p lex ity   o f   th d if f er en t sizes o f   m u ltip lex er s .       2.   RE L AT E WO RK   T h m u ltip lex er   is   u s ed   f o r   E   an d   W   b an d   ap p licatio n s   [ 1 1 ]   o f   m u ltil ay er   liq u id   cr y s t al  p o ly m er   ( L C P)  s u b s tr ate  as  f r eq u en c y   d iv id er   with   d ir ec tio n al  f i lter .   T h m u ltip le x er   is   d e v ice  u s ed   in   o p tical  co m m u n icatio n   an d   a   p lasmo n ic  [ 1 2 ]   m u ltip lex e r   is   b asic  elem en in   o p tical  in teg r ated   cir cu its .   T h e   m u ltip lex er   h as  p r ac tical  u s es  in   th cr ea tio n   o f   p h o to n ic   [1 3]   in teg r ated   s y s tem s ,   th d e v elo p m en o f   o p tical  s ig n al  p r o ce s s o r s ,   an d   th est ab lis h m en o f   o p tical  n etwo r k in g .   An   o p tical  ad d /d r o p   [ 1 4 ]   m u ltip lex e r   is   d ev ice  th at  h elp s   p r o tect  tr an s m is s io n   lin k s   in   an   o p tical  ac ce s s   n etwo r k ,   wh ich   is   g r o win g   f ast.  I p r o v id es   h ig h - s p ee d ,   s ec u r e,   an d   l o n g - r an g co m m u n icatio n .   m u ltip lex er   latch   is   an   im p o r tan t p a r th at  h elp s   en ab le  h ig h - s p ee d   c o m m u n icatio n   [ 1 5 ]   m ea s u r e d   in   Gb p s   th r o u g h   s er ializer   in ter f ac e.   On co m m o n ly   u s ed   m eth o d   f o r   b o o s tin g   d ata   tr an s m is s io n   r ates  in   v is ib le  lig h co m m u n icatio n   ( VL C )   f ib er   s y s tem s   is   to   em p lo y   W DM   [ 1 6 ] .   New   m eth o d s   h a v b ee n   c r ea ted   to   s ee   th r o u g h   th in g s   th at  s ca tter   lig h t,  lik e   f o g   o r   t is s u e.   T h ese  m eth o d s   u s s o m eth i n g   ca lle d   s p ec k le  m u ltip lex in g   [ 1 7 ]   a n d   th ey   ar b ein g   u s ed   in   m a n y   d if f er en a r ea s .   R ad io   f r eq u e n cy - b ased   wav el en g th   d i v is io n   m u ltip lex in g   [ 1 8 ]   f o r   f r ee   s p ac e   o p tical  co m m u n icatio n   b y   u s in g   M - ar y   p u ls p o s i tio n   m o d u lat io n   ( M - ar y   PP M)   an d   a n aly s is   o f   t h im p ac o f   p o in tin g   er r o r   ( PE) ,   am p lifie d   s p o n tan eo u s   em is s io n   n o is e,   an d   in te r - ch a n n el  c r o s s talk .   Or th o g o n al  f r eq u e n cy   d iv is io n   m u ltip le x in g   [ 1 9 ]   an d   d if f er en tial  p h ase  s h if k e y   ( DPSK)  f o r   I n ter - Satellite  wir eless   lin k .   T h is   wo r k   in cl u d es  th tr an s m is s io n   o f   1 0   G b p s   o f   d ata  o v er   2 0 0 0 0   Km   u s in g   I n ter   s atellite  o p t ical  wir eless   lin k   ( OW L ) .   T h is   was  f o llo wed   b y   r ad io   f r eq u en cy   o p tical  co m m u n icatio n   in   f r ee   s p ac b a s ed   o n   s p atial  m o d e   [ 2 0 ]   m u ltip lex in g   ( SMM ) ,   m u ltip le  in p u m u ltip le  o u tp u ts   ( MI MO ) ,   an d   o r b ital  an g u lar   m o m en tu m   ( O AM )   in   th co n d itio n   o f   atm o s p h er ic  tu r b u len ce .   T h e   p h o t o n ic  lan te r n   is   u s ed   as  m o d m u ltip lex er   [ 2 1 ]   in   m u ltimo d e   o p tica l   telec o m m u n icatio n s   ap p licati o n s   b y   u s in g   SDM.   Ho wev er ,   th h ig h   ca p ac ity   u n d er   [ 2 2 ]   wate r   o p tical  co m m u n icatio n   is   b ased   o n   SDM  b y   u s in g   OAM .   T h is   wo r k   also   in clu d es  d ig ital  s ig n al  p r o ce s s in g   ( DSP)   alg o r ith m   to   alle v iate  th in ter - m o d c r o s s talk   ca u s ed   b y   t h e   tem p er atu r v ar iatio n s .   I n   a d d itio n   to   s o ,   tis s u s y s tem s   b io lo g y   i n   h ea lth   ca r a p p l icatio n s   is   also   b ased   o n   m u ltip lex ed   [ 2 3 ]   im ag in g .   T h is   wo r k   also   in cl u d es  clin ical  p ath o lo g y ,   q u an titativ p ath o lo g y ,   s in g le - ce ll  an aly s is ,   im ag in g   m ass   cy to m etr y ,   an d   m u ltip lex ed   io n   b ea m   im ag in g .   F o llo win g   th is   an   o r t h o g o n al   f r eq u e n cy - d iv is io n   m u ltip lex in g   ac ce s s   ( OFDMA )   tech n iq u u s ed   f o r   VL C   [ 2 4 ]   m i n im izes  th p o s s ib le  s witch in g   d elay   an d   h en ce   s u p p o r ts   au d io   an d   v i d eo   s ig n als  in   r ea tim e.   T h e r ef o r e,   b id ir ec tio n al  h y b r i d   OFDM  is   u s ed   in   wir eless - o v er - f ib er   [ 2 5 ]   ar ch itectu r at  th o p tical  lin ter m in al  ( OL T )   b y   u tili zin g   th p o lar izatio n   m u ltip lex in g   tech n iq u e.   T h p o lar izatio n   m o d u latio n   a n d   p o lar izatio n   m u ltip le x in g   [ 2 6 ]   ar u s ed   to   m ak a   co u p led   f r eq u en cy - d o u b lin g   o p to elec tr o n ic   o s cillato r   ( OE O)   wh ich   ca n   g en er ate  a   9 . 9 5   GHz   s ig n al  f o r   f u n d am e n tal  m icr o wa v an d   1 9 . 9   GHz   f o r   f r eq u e n cy - d o u b led   m icr o wav e.   A   m u ltich an n el  an d   co m p ac h y b r id - m u ltip lex e d   [ 2 7 ]   p o ten tiated   is   d esig n ed   f o r   co n d u ctin g   elec tr o c h em ical   m ea s u r em en ts   at   co n tin u o u s ly - b iased   elec tr o d ar r ay s .   p h o to n ic  cir cu it   p ath   is   s etu p   b y   em p lo y in g   tim d iv is io n   m u ltip lex ed   [ 2 8 ]   d is tr ib u ted   ar b itra tio n   in   p h o to n ic   m esh   n etwo r k .   T h m u ltip lex ed   H. 2 6 4 /AVC   v id eo co n f er en ce   s o u r ce s   [ 2 9 ]   ar u s ed   t o   cr ea te  a   d is cr ete  au to r eg r ess iv m o d el  to   e x p l o r th s tatis tics   o f   b u s ty   v id eo   s ig n als.  Mu ltip le x er s   [ 2 0 ]   a r an   im p o r tan in s tr u m en f o r   th tr an s m is s io n   o f   s ig n als  in   o p tical   co m m u n icatio n   b y   u s in g   o p to elec tr o n ics d ev ices.   Mo r eo v er ,   in   Fib er   o p tic  c o m m u n icatio n s ,   s p atial  m u ltip le x in g   [ 3 0 ]   f ac ilit ates  n u m er o u s   ch an n els  with in   an   o p tical  Fib er   b y   a s s ig n in g   d is tin ct  s p atial  lo ca ti o n   to   ea c h   ch a n n el,   t h er e b y   u tili zin g   o p tical   en er g y   e f f ec tiv ely .   An   o p t ical  ad d /d r o p   m u ltip lex er   is   u tili ze d   in   th co n s tr u ct io n   o f   c h ao tic     s ig n al - g en er atin g   a n d   ca n ce la tio n   s y s tem   f o r   n o n lin ea r   o p t ical  co m m u n icatio n   [ 3 1 ] .   Op t ical  co d d iv is io n   m u ltip lex in g   ( OC DM )   is   u tili ze d   in   m u lti - ter a b it - p er - s ec o n d   o p to elec tr o n ic   n etwo r k s   [ 3 2 ] .   f r eq u en cy - s elec tiv e   [ 3 3 ]   m u ltip lex er   is   d esig n ed   f o r   m icr o wav s witch in g   b y   co m b in in g   s in g le - d i m en s io n al  p h o to n ic   b an d   g ap   ( PB G)   s tr u ctu r es.  Mu ltip le x ed   p ar ticle - b ased   f lo cy to m etr ic  ass ay s   [ 3 4 ]   s im u ltan eo u s ly   m ea s u r e   m an y   v a r io u s   an aly tes  in   s m all  s am p le  v o lu m o f   tis s u cu ltu r a n d   b io lo g ical  f lu id s   s a m p les,  lik b io ass ay s ,   en zy m e - lin k ed   im m u n o s o r b en ass ay   ( E L I SA) r ec o m b in ase  p o ly m er ase   am p li f icatio n   ( R PA) ,   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       F ield   p r o g r a mma b le  g a te  a r r a s imu la tio n   a n d   s tu d o n   d if feren t m u ltip lexe r   h a r d w a r e   …  ( A r vin d   K u ma r )   31   p o ly m er ase  ch ain   r ea ctio n   ( PC R ) .   T h d esig n   o f   m u ltip lex in g   an d   d em u ltip lex in g   h a r d w ar m u s wo r k   well  to   h an d le  lar g am o u n ts   o f   d ata  s en o v er   n etwo r k s   lik e   p h o n lin es,  co m p u ter   n etw o r k s ,   an d   s atellite   co m m u n icatio n s ,   an d   to   m ak co m m u n icatio n   s y s tem s   m o r ef f icien wh ile  c u ttin g   c o s ts   [ 3 5 ] ,   [ 3 6 ] T h e   ar ch itectu r o f   m u ltip lex er   m ay   d if f er   b ased   o n   f ac to r s   s u ch   as  th e   n u m b er   o f   in p u ts ,   t h n u m b er   o f   s elec lin es,  an d   th lo g ic  f o r   in p u t s elec ti on   [ 3 7 ] ,   [ 3 8 ] .       3.   DE S I G AP P RO ACH   T h d esig n   o f   th e   d if f er en t   c o n f ig u r atio n s   is   f o llo wed   b as ed   o n   th e   d if f er en t   s izes  s u ch   as  ( 2 × 1 ) ,   ( 4 ×1 ) ,   ( 8 ×1 ) ,   ( 1 6 ×1 ) ,   ( 3 2 × 1 ) ,   an d   ( 6 4 ×1 ) .   T h b e h av io r   o f   th d esig n   is   u n d e r s to o d   b as ed   o n   th f u n ctio n   tab le,   lo g ic  d ia g r am ,   a n d   g o v er n in g   eq u atio n s .   T h s elec tio n   in p u ts   p la y   v e r y   im p o r tan r o le  i n   th e   m u ltip lex er   d esig n .   Fo r   c o n f ig u r ab le  m u ltip lex er   ( 2 n   ×1 ) ,   t h n p r esen ts   th s elec tio n   in p u ts .     3 . 1 .     ( 2 × 1 )   M ux   2 ×1   m u ltip lex er   is   s im p le   d ev ice  t h at  h as  two   in p u o p ti o n s ,   I 0   a n d   I 1 ,   a n d   o n e   s elec tio n   lin e,   S 0 I h as  o n ly   o n o u tp u t,  Y,   wh ich   is   co n n ec ted   to   eith e r   I 0   o r   I 1   d ep e n d in g   o n   th e   s ig n al  r ec eiv ed   b y   S 0 .   T h e   ( 2 ×1 )   m u ltip lex er ' s   B lo ck   r ep r esen tatio n ,   f u n ctio n al  tab le ,   lo g ical  eq u atio n ,   an d   lo g ical  d iag r am   a r e   p r o v id e d   b elo f o r   r ef er e n ce Fig u r 2   p r esen ts   th b lo ck   r ep r esen tatio n   o f   ( 2 ×1 )   M u x ,   an d   its   lo g ic  lev el  r ep r esen tatio n   is   p r esen ted   in   Fig u r 3 .   T h e   lo g ical  ex p r ess io n   f o r   ( 2 ×1 )   Mu x   is   g iv en   in   ( 1 ) .   T a b le  1   p r esen ts   th f u n ctio n ality   o f   ( 2 ×1 )   Mu x .     = ̅ 0 0   +   0 1     ( 1 )             Fig u r 2 .   B lo ck   r ep r esen tatio n   o f   Mu x   ( 2 × 1 )     Fig u r 3 .   L o g ical  d iag r am   o f   ( 2 ×1 )   Mu x       T ab le  1 .   Fu n ctio n al  tab le  o f   ( 2 × 1 )   Mu x   I n p u t   O u t p u t   S 0   Y   0   I 0   1   I 1       3 . 2 .    (4 × 1 )   M ux   ( 4 × 1 )   m u ltip lex er   h as f o u r   i n p u t o p tio n s : I 0 , I 1 , I 2 a n d   I 3 ,   a lo n g   with   two   s elec tio n   lin es,  S 0   an d   S 1 I h as  o n o u tp u t,  Y,   wh ic h   is   co n n ec ted   to   o n o f   th f o u r   i n p u ts   b ased   o n   th s ig n als  r ec eiv ed   b y   S 0   an d   S 1 T h 4 × 1   m u ltip lex er ' s   B lo ck   r ep r esen tatio n ,   f u n cti o n al  ta b le,   lo g ical  eq u atio n ,   a n d   l o g ical  d i ag r am   a r p r o v id e d   b elo f o r   r ef er e n ce .   Fig u r 4   p r esen ts   th b lo ck   r ep r esen tatio n   o f   ( 2 × 1 )   M u x ,   an d   its   lo g ic  lev el  r ep r esen tatio n   is   p r esen ted   in   Fig u r 5 .   T h e   lo g ical  ex p r ess io n   f o r   ( 4 × 1 )   Mu x   is   g iv en   in   ( 2 ) .   T a b le  2   p r esen ts   th f u n ctio n ality   o f   ( 4 × 1 )   Mu x .     = ̅ 0 ̅ 1   0   +   ̅ 0 1 + 0   ̅ 1 2 + 0 1 3     ( 2 )         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l ,   Vo l.  6 ,   No .   1 M ar ch   20 25 28 - 39   32         Fig u r 4 .   B lo ck   r ep r esen tatio n   o f   ( 4 × 1 )   Mu x     Fig u r 5 .   L o g ical  d iag r am   o f   ( 4 × 1 )   Mu x       T ab le  2 .   Fu n ctio n al  tab le  o f   ( 4 × 1 )   Mu x   I n p u t   O u t p u t   S 0   S 1   Y   0   0   0   0   1   0   1   0   1   1   1   1       3 . 3 .     ( 6 4 × 1 )   M ux   T h ( 6 4 × 1 )   m u ltip lex er   is   d ev ice  th at  h as  to tal  o f   6 4   in p u o p tio n s ,   f r o m   I 0   to   I 64 ,   an d   s ix   s elec tio n   lin es,  S 0   to   S 5 .   I h as  o n o u tp u t,  Y,   wh ich   is   co n n ec ted   to   o n o f   th 6 4   in p u ts   d ep en d in g   o n   th e   s ig n als  r ec eiv ed   b y   S 0   to   S 5 .   T h f u n c tio n al  T ab le   3   f o r   th ( 6 4 × 1 )   m u ltip lex er   is   g iv en   b elo to   h elp   u n d er s tan d   t h o u tp u t selec tio n   b ased   o n   th co m b in atio n   o f   in p u t sig n als r ec eiv ed   b y   t h s elec tio n   lin es.       T ab le  3 .   Fu n ctio n al  tab le  o f   ( 6 4 × 1 )   Mu x   In p u t s   O u t p u t s   S 0   S 1   S 2   S 3   S 4   S 5   Y   0   0   0   0   0   0   I 0   0   0   0   0   0   1   I 1   0   0   0   0   1   0   I 2   0   0   0   0   1   1   I 3   0   0   0   1   0   0   I 4   0   0   0   1   0   1   I 5   0   0   0   1   1   0   I 6   0   0   0   1   1   1   I 7   0   0   1   0   0   0   I 8   :                       :                       :                       :                       :                       :                           :   :                       :                       :                       :                       :                       :                           :   1   1   1   1   1   0   I 62   1   1   1   1   1   1   I 63       T h lo g ical  ex p r ess io n s   o f   th o u tp u o f   ( 8 × 1 ) ,   ( 1 6 × 1 ) ,   ( 3 2 × 1 ) ,   an d   ( 6 4 × 1 )   ar e   g iv e n   b y   ( 3 )   t o   ( 6 )   r esp ec tiv ely .   T h (8 × 1 )   Mu x i n   th lo g ical  f o r m ,   t h o u tp u is   g iv en   in   ( 3 ) th ( 1 6 × 1 )   Mu x in   th lo g ical   f o r m ,   o u tp u is   g i v en   i n   ( 4 ) th ( 3 2 ×1 )   Mu x :   in   th e   lo g i ca f o r m   th o u tp u is   g iv e n   in   ( 5 ) t h ( 6 4 ×1 )   Mu x o n   th lo g ical  f o r m   th e   o u tp u Y   is   g iv en   i n   ( 6 ) .   Simi lar ly ,   th b lo ck   r ep r esen tatio n s   o f   ( 8 × 1 ) ,   ( 1 6 × 1 ) ,   ( 3 2 ×1 ) ,   an d   ( 6 4 ×1 )   a r g iv e n   i n   Fig u r e s   to   9   r esp ec tiv ely .     = ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2 0 + 0 ̅ 1 2 1 +   ̅ 0 1 ̅ 2 2   + ̅ 0 1 2 3   + 0 ̅ 1 ̅ 2 4 +   0 ̅ 1 2 5 +     0 1 ̅ 2 6 +   0 1 2 7   ( 3 )     = ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2   ̅ 3 0   +   ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2   3 1 + ̅ 0   ̅ 1 2 ̅ 3 2   + ̅ 0 ̅ 1 2 3 3   + ̅ 0 1 ̅ 2 ̅ 3 4    + ̅ 0 1 ̅ 2 3 5 +   ̅ 0 1 2 ̅ 3 6 + ̅ 0 1 2 3 7 + 0 ̅ 1 ̅ 2   ̅ 3 8 + 0 ̅ 1 ̅ 2 3 9 + 0 ̅ 1 2 ̅ 3 10 + 0 ̅ 1 2 3 11 +     0 1 ̅ 2 ̅ 3   12 + 0 1 ̅ 2 3 13 + 0 1 2 ̅ 3 14 + 0 1 2 3 15     ( 4 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       F ield   p r o g r a mma b le  g a te  a r r a s imu la tio n   a n d   s tu d o n   d if feren t m u ltip lexe r   h a r d w a r e   …  ( A r vin d   K u ma r )   33   = ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2   ̅ 3 ̅ 4 0   + ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2 ̅ 3 4 1 +   ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2 3 ̅ 4 2 +   ̅ 0   ̅ 1 ̅ 2 3 4 3   + ̅ 0 ̅ 1 2 ̅ 3 ̅ 4 4   +     ̅ 0 ̅ 1 2 ̅ 3 4 5 + ̅ 0 ̅ 1 2 3 ̅ 4 6   + ̅ 0 ̅ 1 2 3 4 7 + ̅ 0 1 ̅ 2 ̅ 3 ̅ 4 8 + ̅ 0 1 ̅ 2 ̅ 3 4 9   +     ̅ 0 1 ̅ 2 3 ̅ 4 10 +   ̅ 0 1 ̅ 2   3 4 11 +   ̅ 0 1 2 ̅ 3 ̅ 4 12 + ̅ 0 1 2 ̅ 3 4 13 + ̅ 0 1 2 3 ̅ 4 14   +     ̅ 0 1 2 3 4 15   + 0 ̅ 1 ̅ 2   ̅ 3 ̅ 4 16   + 0 ̅ 1 ̅ 2 ̅ 3 4 17 + 0 ̅ 1 ̅ 2 3 ̅ 4 18 +     0 ̅ 1 ̅ 2 3 4 19   +     0 ̅ 1 2 ̅ 3 ̅ 4 20   + 0 ̅ 1 2 ̅ 3 4 21 + 0 ̅ 1 2 3 ̅ 4 22   + 0 ̅ 1 2 3 4 23 + 0 1 ̅ 2 ̅ 3 ̅ 4 24 +     0 1 ̅ 2 ̅ 3 4 25   +   0 1 ̅ 2 3 ̅ 4 26 +   0 1 ̅ 2   3 4 27 +   0 1 2 ̅ 3 ̅ 4 28 + 0 1 2 ̅ 3 4 29 +     0 1 2 3 ̅ 4 30   + 0 1 2 3 4 31       ( 5 )     Y = ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2   ̅ 3 ̅ 4 ̅ 5 0   + ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2 ̅ 3 ̅ 4 5 1 +   ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2 ̅ 3 4 ̅ 5 2 +   ̅ 0   ̅ 1 ̅ 2 ̅ 3 4 5 3   +     ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2 3 ̅ 4 ̅ 5 4   + ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2 3 ̅ 4 5 5 + ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2 3 4 ̅ 5 6   + ̅ 0 ̅ 1 ̅ 2 3 4 5 7 +     ̅ 0 ̅ 1 2 ̅ 3 ̅ 4 ̅ 5 8 +   ̅ 0 ̅ 1 2 ̅ 3 ̅ 4 5 9   +   ̅ 0 ̅ 1 2 ̅ 3 4 ̅ 5 10 +   ̅ 0 ̅ 1 2 ̅ 3   4 5 11 +       ̅ 0 ̅ 1 2 3 ̅ 4 ̅ 5 12 + ̅ 0 ̅ 1 2 3 ̅ 4 5 13 + ̅ 0 ̅ 1 2 3 4 ̅ 5 14   + ̅ 0 ̅ 1 2 3 4 5 15   +     ̅ 0 1 ̅ 2 ̅ 3   ̅ 4 ̅ 5 16   + ̅ 0 1 ̅ 2 ̅ 3 ̅ 4 5 17 + ̅ 0 1 ̅ 2 ̅ 3 4 ̅ 5 18 +   ̅ 0 1 ̅ 2 ̅ 3 4 5 19   +     ̅ 0 1 ̅ 2 3 ̅ 4 ̅ 5 20   + ̅ 0 1 ̅ 2 3 ̅ 4 5 21 + ̅ 0 1 ̅ 2 3 4 ̅ 5 22   + ̅ 0 1 ̅ 2 3 4 5 23 +     ̅ 0 1 2 ̅ 3 ̅ 4 ̅ 5 24 + ̅ 0 1 2 ̅ 3 ̅ 4 5 25   +   ̅ 0 1 2 ̅ 3 4 ̅ 5 26 +   ̅ 0 1 2 ̅ 3   4 5 27 +       ̅ 0 1 2 3 ̅ 4 ̅ 5 28 + ̅ 0 1 2 3 ̅ 4 5 29 + ̅ 0 1 2 3 4 ̅ 5 30   + ̅ 0 1 2 3 4 5 31 +     0 ̅ 1 ̅ 2   ̅ 3 ̅ 4 ̅ 5 32   + 0 ̅ 1 ̅ 2 ̅ 3 ̅ 4 5 33 + 0 ̅ 1 ̅ 2 ̅ 3 4 ̅ 5 34 + 0 ̅ 1 ̅ 2 ̅ 3 4 5 35   +     0 ̅ 1 ̅ 2 3 ̅ 4 ̅ 5 36   + 0 ̅ 1 ̅ 2 3 ̅ 4 5 37 + 0 ̅ 1 ̅ 2 3 4 ̅ 5 38   + 0 ̅ 1 ̅ 2 3 4 5 39 +     0 ̅ 1 2 ̅ 3 ̅ 4 ̅ 5 40 + 0 ̅ 1 2 ̅ 3 ̅ 4 5 41   + 0 ̅ 1 2 ̅ 3 4 ̅ 5 42 + 0 ̅ 1 2 ̅ 3   4 5 43 +     0 ̅ 1 2 3 ̅ 4 ̅ 5 44 + 0 ̅ 1 2 3 ̅ 4 5 45 + 0 ̅ 1 2 3 4 ̅ 5 46   + 0 ̅ 1 2 3 4 5 47   +     0 1 ̅ 2 ̅ 3   ̅ 4 ̅ 5 48   + 0 1 ̅ 2 ̅ 3 ̅ 4 5 49 + 0 1 ̅ 2 ̅ 3 4 ̅ 5 50 + 0 1 ̅ 2 ̅ 3 4 5 51   +     0 1 ̅ 2 3 ̅ 4 ̅ 5 52   + 0 1 ̅ 2 3 ̅ 4 5 53 + 0 1 ̅ 2 3 4 ̅ 5 54   + 0 1 ̅ 2 3 4 5 55 +     0 1 2 ̅ 3 ̅ 4 ̅ 5 56 + 0 1 2 ̅ 3 ̅ 4 5 57   + 0 1 2 ̅ 3 4 ̅ 5 58 + 0   1 2 ̅ 3   4 5 59 +     0   1 2 3 ̅ 4 ̅ 5 60 + 0 1 2 3 ̅ 4 5 61 + 0 1 2 3 4 ̅ 5 62   + 0 1 2 3 4 5 63       ( 6 )             Fig u r 6 .   B lo ck   r ep r esen tatio n   o f   ( 8 × 1 )   Mu x     Fig u r 7 .   B lo ck   r ep r esen tatio n   o f   ( 1 6 × 1 )   Mu x                 Fig u r 8 .   B lo ck   r ep r esen tatio n   o f   ( 3 2 ×1 )   Mu x     Fig u r 9 .   B lo ck   r ep r esen tatio n   o f   ( 6 4 ×1 Mu x       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h s im u latio n   o f   ( 2 × 1 ) ,   ( 4 × 1 ) ,   ( 8 ×1 ) ,   ( 1 6 ×1 ) ,   ( 3 2 × 1 ) ,   an d   ( 6 4 ×1 )   Mu x   ar e   ca r r ie d   o u t   in   Xilin x   I SE1 4 . 7 .   T h r eg is ter   tr an s f er   lev el  ( R T L )   d escr ip tio n   an d   th r esu lt  o b tain e d   ar s h o wn   in     Fig u r es  1 0 ( a)   t o   1 0 ( f ) .   T h R T L   lis ts   th in p u an d   o u tp u o f   th d esig n .   T ab le  4   lis ts   th d escr ip tio n   o f   th e   p in s   u tili ze d   in   th e   d esig n .   VH DL   co d d elin ea tes  th e   tr an s f o r m atio n   o f   d ata  d u r in g   r e g is ter   tr an s f er s   in   R T L .   T h d ata  tr an s f o r m atio n   t r an s p ir es d u to   t h co m b in atio n al   lo g ic  p o s itio n ed   b etwe en   th r eg is ter s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l ,   Vo l.  6 ,   No .   1 M ar ch   20 25 28 - 39   34             ( a)   ( b )               ( c)   ( d )   ( e)   (f)     Fig u r 1 0 .   R T L   v iew  o f   ( a )   ( 2 ×1 ) ; ( b )   4 ×1 ) ( c)   ( 8 ×1 ) ( d )   ( 1 6 ×1 ) ; ( e)   ( 3 2 × 1 ) ,   a n d   ( f )   ( 6 4 × 1 )   Mu x       T ab le  4 .   R T L   d escr ip tio n   b ase d   o n   p in s   P i n s   D e scri p t i o n   I 0   < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 0 th )   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   I < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 1 st )   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   I 2   < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 2 nd )   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   I 3   < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 3 rd )   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   :   :   I 63   < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 6 3 rd )   i n p u t   p i n   o f   t h e   mu l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   S 0   < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 0 th )   p o si t i o n   se l e c t i o n   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   S < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 1 st )   p o s i t i o n   s e l e c t i o n   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   S 2   < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 2 nd )   p o s i t i o n   s e l e c t i o n   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   S 3   < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 3 rd )   p o s i t i o n   s e l e c t i o n   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   S 4   < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 4 th )   p o si t i o n   se l e c t i o n   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   S 5   < i n p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   ( 5 th )   p o si t i o n   se l e c t i o n   i n p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )   Y < O u t p u t > < 1 - b i t >   P r e sen t t h e   o u t p u t   p i n   o f   t h e   m u l t i p l e x e r   ( 6 4 × 1 )       Fig u r es  1 1   to   1 6   s h o ws  th s im u latio n   r esu lts   tak en   f r o m   th I SIM   s im u latio n   in   Xilin x   f o r   d if f e r en t   s izes  o f   m u ltip lex er   ( 2 ×1 ) ,   ( 4 ×1 ) ,   ( 8 × 1 ) ,   ( 1 6 ×1 ) ,   ( 3 2 × 1 )   an d   ( 6 4 ×1 )   r esp ec tiv ely .   T h s i m u latio n   v er if icatio n   r elies  o n   th i n p u ts   d esig n ated   I 0   to   I 63 ,   b ased   o n   th e   s elec tio n   lo g ic  i n p u ts   S 0   to   S 5 ,   wh ich   d eter m in th o u tp u t.  T h m u ltip le x er   ex h ib its   h ig h   ef f icien c y   in   d ir ec tin g   m an y   in p u s ig n als  to   s in g le  o u tp u s ig n al   ac co r d in g   to   co n tr o l sig n als.   T ab le  5   s h o ws  th r esu lts   o b tain ed   f r o m   v ar io u s   FP GAs   s u c h   as  Vir tex - 5 ,   Vir tex 6 ,   SP AR T AN - 3 E ,   an d   SP AR T AN - 6 .   Fro m   t h t ab le,   it  is   o b s er v ed   t h at  th e   p er f o r m a n ce   o f   FP GAs  in   ter m s   o f   th e   n u m b er   o f   s lices,  L UT s ,   an d   d elay s   is   i m p r o v i n g   with   h ig h er   co n f ig u r at io n s .   T h ese  p ar a m eter s   ar ex tr ac ted   d ir ec tly   f r o m   th s o f twar b y   ch o o s in g   th d if f er e n FP GA  an d   d ev ice  co n f ig u r atio n s .   T h h a r d w ar p ar am eter s   ar in cr ea s in g   as th s ize  o f   th m u ltip lex er   co n f ig u r ati o n   is   in cr ea s in g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       F ield   p r o g r a mma b le  g a te  a r r a s imu la tio n   a n d   s tu d o n   d if feren t m u ltip lexe r   h a r d w a r e   …  ( A r vin d   K u ma r )   35   T h r esu lts   co m p ar e   th p er f o r m an ce   o f   d if f er e n m u ltip lex er s   ac r o s s   f o u r   d if f er e n FP GA  f am ilies :   Vir tex - 5 ,   SP AR T AN - 3 E ,   Vir t ex - 6 ,   an d   SP AR T AN - 6 .   T h d ata  p r o v id es  in s ig h ts   i n to   r eso u r ce   u s ag e,   d elay ,   m em o r y   co n s u m p tio n ,   an d   p o wer   co n s u m p tio n   f o r   ea ch   co n f ig u r atio n .   T h Vir tex - 5   f am ily   ex h i b its   a   r elativ ely   h ig h - p o wer   c o n s u m p tio n   f o r   th e   6 4 × 1   Mu x ,   with   d ela y   o f   5 . 8 7 1   n s .   T h SP AR T AN - 3 E   co n f ig u r atio n   h as  h ig h e r   d elay   ( 9 . 1 3 8   n s )   co m p ar ed   to   th Vir tex - 5 ,   an d   s lig h tly   h ig h er   p o wer   co n s u m p tio n   o f   6 2 5 . 0 0   m W .   T h Vir tex - 6   M u x   p r o v id es  th l o west  d elay   o f   2 . 4 4 0   n s   am o n g   all   co n f ig u r atio n s ,   alo n g   with   r elativ ely   lo wer   p o wer   co n s u m p tio n   o f   5 5 0 . 3 0   m W ,   m ak in g   it  th m o s ef f icien in   ter m s   o f   p e r f o r m an ce .   T h e   SP AR T A N - 6   Mu x   s h o ws  d elay   o f   8 . 0 0 3   n s   an d   p o wer   co n s u m p tio n   o f   6 1 8 . 0 0   m W ,   p lacin g   i t b etwe e n   th SP AR T AN - 3 E   an d   Vir te x - 5   co n f ig u r atio n s   in   ter m s   o f   p er f o r m an ce .           Fig u r 1 1 .   Simu latio n   wav ef o r m s   o f   ( 2 × 1 )   Mu x           Fig u r 1 2 .   Simu latio n   wav ef o r m s   o f   ( 4 × 1 )   Mu x           Fig u r 1 3 .   Simu latio n   wav ef o r m s   o f   ( 8 × 1 )   Mu x       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l ,   Vo l.  6 ,   No .   1 M ar ch   20 25 28 - 39   36       Fig u r 1 4 .   Simu latio n   wav ef o r m s   o f   ( 1 6 × 1 )   M u x           Fig u r 1 5 .   Simu latio n   wav ef o r m s   o f   ( 3 2 × 1 )   M u x           Fig u r 1 6 .   Simu latio n   wav ef o r m s   o f   ( 6 4 × 1 )   M u x   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       F ield   p r o g r a mma b le  g a te  a r r a s imu la tio n   a n d   s tu d o n   d if feren t m u ltip lexe r   h a r d w a r e   …  ( A r vin d   K u ma r )   37   T ab le  5 .   R esu lt c o m p ar is o n   o f   m u ltip lex er s   v ar io u s   co n f i g u r atio n s   o n   d if f er en h ar d war e   D e si g n   S l i c e s   F l i p - f l o p s   LU Ts   I / O s   D e l a y   ( n s)   M e m o r y   ( K B )   P o w e r   ( mW )   M u x   V i r t e x - 5   2 × 1   1 / 2 8 8 0 0   0 / 1   1 / 2 8 8 0 0   4 / 4 8 0   3 . 8 0 9   4 5 5 0 2 9 2   1 1 0 . 0 5   4 × 1   1 / 2 8 8 0 0   0 / 1   1 / 2 8 8 0 0   7 / 4 8 0   4 . 1 1 0   4 5 4 9 9 7 2   1 2 1 . 9 0   8 × 1   2 / 2 8 8 0 0   0 / 2   2 / 2 8 8 0 0   1 2 / 4 8 0   4 . 3 2 8   4 5 5 0 2 9 2   2 0 5 . 1 0   16 × 1   5 / 2 8 8 0 0   0 / 5   5 / 2 8 8 0 0   2 1 / 4 8 0   4 . 9 1 0   4 5 4 9 9 0 8   3 5 5 . 4 0   32 × 1   1 0 / 2 8 8 0 0   0 / 1 0   1 0 / 2 8 8 0 0   3 8 / 4 8 0   5 . 2 6 1   4 5 5 0 2 9 2   4 0 5 . 0 0   64 × 1   2 1 / 2 8 8 0 0   0 / 2 1   2 1 / 2 8 8 0 0   7 1 / 4 8 0   5 . 8 7 1   4 5 5 0 2 2 8   6 0 5 . 2 0   M u x   S P A R TA N - 3E   2 × 1   1 / 9 6 0   -   1 / 1 9 2 0   4 / 6 6   5 . 7 5 3   4 5 1 9 9 5 6   1 2 0 . 0 0   4 × 1   1 / 9 6 0   -   2 / 1 9 2 0   7 / 6 6   6 . 0 5 4   4 5 2 0 0 8 4   1 2 5 5 0   8 × 1   2 / 9 6 0   -   4 / 1 9 2 0   1 2 / 6 6   6 . 6 2 4   4 5 2 0 4 5 2   2 1 2 . 1 7   1 6 × 1   4 / 9 6 0   -   8 / 1 9 2 0   2 1 / 6 6   7 . 2 1 9   4 5 2 0 8 5 2   3 7 5 . 9 0   3 2 × 1   8 / 9 6 0   -   1 6 / 1 9 2 0   3 8 / 6 6   7 . 9 0 6   4 5 2 0 9 1 6   4 1 5 . 0 0   6 4 × 1   1 7 / 9 6 0   -   3 3 / 1 9 2 0   7 1 / 6 6   9 . 1 3 8   4 5 2 0 5 9 6   6 2 5 . 0 0   M u x   V i r t e x - 6   2 × 1   1 / 4 6 5 6 0   0 / 1   1 / 4 6 5 6 0   4 / 2 4 0   0 . 9 1 8   4 5 1 9 9 1 2   1 0 . 5 . 0 0   4 × 1   1 / 4 6 5 6 0   0 / 1   1 / 4 6 5 6 0   7 / 2 4 0   0 . 9 3 3   4 5 4 7 2 4 0   1 0 9 . 5 8   8 × 1   2 / 4 6 5 6 0   0 / 2   2 / 4 6 5 6 0   1 2 / 2 4 0   1 . 1 2 4   4 5 4 7 2 4 0   1 9 5 . 4 5   1 6 × 1   4 / 4 6 5 6 0   0 / 4   4 / 4 6 5 6 0   2 1 / 2 4 0   1 . 2 6 5   4 5 4 7 5 6 0   3 1 0 . 2 5   3 2 × 1   4 / 4 6 5 6 0   0 / 4   4 / 4 6 5 6 0   2 1 / 2 4 0   1 . 6 8 6   4 5 4 7 5 6 0   3 7 8 . 9 0   6 4 × 1   2 1 / 4 6 5 6 0   0 / 2 1   2 1 / 4 6 5 6 0   7 1 / 2 4 0   2 . 4 4 0   4 5 4 7 5 6 0   5 5 0 . 3 0   M u x   S P A R TA N - 6   2 × 1   1 / 2 7 2 8 8   0 / 1   1 / 2 7 2 8 8   4 / 3 1 6   5 . 3 8 5   4 5 2 3 4 3 2   1 1 5 . 9 0   4 × 1   1 / 2 7 2 8 8   0 / 1   1 / 2 7 2 8 8   7 / 3 1 6   5 . 5 1 9   4 5 2 2 9 2 0   1 2 3 . 5 0   8 × 1   2 / 2 7 2 8 8   0 / 2   2 / 2 7 2 8 8   1 2 / 3 1 6   5 . 6 9 6   4 5 2 2 9 2 0   2 1 0 . 5 2   1 6 × 1   4 / 2 7 2 8 8   0 / 4   4 / 2 7 2 8 8   2 1 / 3 1 6   5 . 9 1 4   4 5 2 3 2 4 0   3 6 2 . 5 0   3 2 × 1   1 0 / 2 7 2 8 8   0 / 1 0   1 0 / 2 7 2 8 8   3 8 / 3 1 6   7 . 9 6 1   4 5 2 3 6 8 8   4 1 0 . 5 0   6 4 × 1   2 1 / 2 7 2 8 8   0 / 2 1   2 1 / 2 7 2 8 8   7 1 / 3 1 6   8 . 0 0 3   4 5 2 3 5 6 0   6 1 8 . 0 0       5.   CO NCLU SI O N   T h h ar d war ch ip   d esig n   o f   th d if f er e n co n f ig u r atio n   m u ltip lex er   is   d o n e   s u cc ess f u lly   o n   Xilin x   I SE  1 4 . 7 .   T h s im u latio n   o f   th d esig n   is   ca r r ied   o u s u c ce s s f u lly   o n   Mo d elsi m   1 0 . 0   s o f twar e.   T h e   ch ip   d esig n   is   co n s id er ed   f o r   t h d if f er en s izes  o f   th e   Mu x   s u ch   as  ( 2 × 1 ) ,   ( 4 ×1 ) ,   ( 8 × 1 ) ,   ( 1 6 ×1 ) ,   ( 3 2 × 1 ) ,   a n d   ( 6 4 ×1 ) .   T h e   d esig n   is   b ased   o n   th co n ce p o f   s ca lab le  d esi g n   an d   b e h av io r al   m o d el  is   f o llo wed   to   esti m ate  th p er f o r m an ce   o f   th s y s tem   o n   d if f er e n FP GA  h ar d war k its   s u ch   as  Vir tex - 5 ,   Vir tex - 6 ,   Sp ar ta n - 3 E ,   an d   Sp ar tan - 6 .   T h e   to tal  d elay   o f   ( 6 4 ×1 )   Mu x   d esig n   is   5 . 8 7 1   n s ,   2 . 4 4 0   n s ,   9 . 1 3 8   n s ,   an d   8 . 0 0 3   n s   f o r   Vir tex - 5 ,   Vir tex - 6 ,   Sp ar tan - 3 E ,   an d   Sp ar tan - 6   r esp ec tiv ely .   T h m em o r y   u s ag o f   ( 6 4 ×1 )   M u x   is   4 5 5 0 2 2 8   KB ,   4 5 4 7 5 6 0   KB ,   4 5 2 0 5 9 6   KB ,   a n d   4 5 2 3 5 6 0   KB   f o r   Vir te x - 5 ,   Vir tex - 6 ,   Sp ar tan - 3 E ,   a n d   Sp a r tan - 6   r esp ec tiv el y .   T h p o wer   c o n s u m p tio n   is   6 2 5 . 0 0   m W ,   6 1 8 . 0 0   m W ,   6 0 5 . 2 0   m W ,   an d   5 5 0 .   3 0   m W   f o r   ( 6 4 ×1 )   Mu x   f o r   Sp ar tan - 3 E ,   Sp ar tan - 6 ,   Vir te x - 5   an d   Vir tex - 6   FP GA  r esp ec tiv ely .   T h s tu d y   co n clu d e s   th at  th Vir tex - p r o v id es th e   o p tim al  h a r d war e ,   p o wer ,   a n d   tim in g   p er f o r m a n ce   in   co m p a r is o n   to   o th er   FP GAs.       ACK NO WL E DG M E N T S   T h an k s   to   th e   UPES  VL SI  Desig n   an d   DSP L ab   to   p r o v id t h p latf o r m   to   ca r r y   o u t th w o r k .       F UNDING   I NF O R M A T I O   No   f u n d in g   was in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al   u s es  th C o n t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ar v in d   Ku m a r                               Ad esh   Ku m ar                               An u r ag   Vijay   Ag r awa l                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.