多路复用器（multiplexer, mux）

想象一个铁路调车场，好几条轨道都通向同一条出站线。扳道员一拉操纵杆，恰好有一条进站轨道被接通到那条出站线上，其余的全被晾在一边。多路复用器就是硅片里的这位扳道员：它有好几个数据输入、一个输出，外加一个单独的选择输入，它的任务就是挑出哪一路数据输入被送到输出上。改变选择值，你就能瞬间把另一路输入改接到同一根输出线上。

更确切地说，多路复用器（几乎总是简称为 mux）是一种组合逻辑构件：在常见的 2 的幂形式下，它有 2ⁿ 个数据输入、n 条选择线和一个输出。这 n 个选择位组成一个二进制地址——用两个选择位你就能点名第 0、1、2 或 3 路输入，mux 会把你寻址到的那一路直接驱动到输出上。（不是 2 的幂的宽度，比如 3 选 1 的 mux，也再普通不过，只不过会空出几个没用上的地址。）因为这个选择只取决于当前的输入——它没有记忆——所以信号一穿过它内部的门，mux 就稳定给出答案。它内部不过是一小撮 AND、OR、NOT 逻辑门搭成的，但你几乎从不那样画它；“mux”才是你用来思考的那个单元。

mux 是数字设计中最基本的选择原语，一旦你开始留意，就会发现它无处不在。每当硬件要问“用这个值还是那个值？”——选哪个寄存器去喂给算术单元、把众多结果之一引回 CPU 的输出，或是实现你在 Verilog 里写的 `if`/`case` 选择——综合工具几乎肯定会搭一个 mux 来完成。它的镜像是解复用器（demultiplexer），后者接收一个输入，把它分发到众多去向之一。