¿Qué es un bus de tres estados?

La mejor respuesta

Primero, un poco de preámbulo: cada vez que surge una nueva disciplina, inmediatamente se enfrenta a la problema de tener que inventar toda una serie de terminología nueva para describir las cosas dentro de su nuevo alcance. Generalmente, la gente recurre a las metáforas como medio para generar toda esta nueva terminología, de una manera que sea fácil de aprender y de ser entendida por nuevos lectores. Así sucedió con la ingeniería informática, como con cualquier disciplina nueva. Entonces, ¿cuál es la metáfora detrás del término técnico «autobús»? Curiosamente, no es lo que la mayoría de la gente parece pensar (la metáfora del transporte masivo por la ciudad). De hecho, la palabra «bus» es una contracción de «bus-bar», y la metáfora es la de la barra o varilla que corre a lo largo del interior del habitáculo, a la que los pasajeros de pie pueden engancharse como suben al autobús y se desenganchan al salir, de una manera totalmente ad hoc. Un bus de tres estados (en ingeniería informática) es un conjunto de líneas de señal que recorren la longitud del sistema, al que cualquier subsistema puede conectarse (eléctricamente) o desconectarse, de manera ad hoc. De forma predeterminada, las líneas de señal se dejan flotantes (en su estado de alta impedancia, ni atadas ni altas ni bajas). Cuando a uno de los subsistemas se le concede el uso del bus (mediante un protocolo que no se describe aquí), puede tirar de las líneas seleccionadas hacia arriba y otras líneas hacia abajo (estados de baja impedancia en ambos casos). Es posible hacer lo mismo con un bus de estado dual, donde uno de los estados (generalmente el alto) se duplica como el estado predeterminado «no conectado». Sin embargo, esto es menos flexible, no permite una manera tan fácil de detectar intentos de leer un bus vacío y, al menos, implica verificar que los límites de entrada no se excedan para la lógica en cuestión.

Respuesta

Entender el autobús Tri-State es muy importante para todos los estudiantes de Electrónica. Así que comencemos con conceptos eléctricos simples.

En el siguiente diagrama, un interruptor está conectado entre la Entrada (A) y la Salida (Y)

Ahora activemos el interruptor y apliquemos 5V en la entrada.

Dado que el interruptor está ENCENDIDO, la entrada va a la salida. Dado que la entrada es 5V, la salida también es 5V

Ahora apliquemos 0V en la entrada.

Dado que el interruptor está encendido y la entrada es 0 V, la salida también es 0 V

Ahora apaguemos el interruptor y démos entrada como 0 V o 5 V y veamos cuál es la salida.

¿Cuál es la salida en ambos casos cuando el interruptor está en OFF? En ambos casos, la respuesta general de las personas es «0». Pero eso no es verdad. Existe una gran diferencia entre «Sin voltaje» y «Sin voltaje».

Si la diferencia de potencial entre cualquier punto y el punto común (tierra) es cero, entonces ese punto tiene «voltaje cero». Si ese punto no está conectado al punto común directamente oa través de algún componente, ese punto tiene «Sin voltaje».

Si conecta un suministro de 5 V a un punto de 0 V, habrá un cortocircuito. Pero el suministro de 5 V se puede conectar al punto «Sin voltaje». Luego, el «punto sin voltaje se convierte en 5V.

Es como nuestra red ferroviaria. El tren puede correr en una vía, el tren puede detenerse en una vía o el tren no está en una vía. Cuando un tren se detiene en una La vía no puede ser utilizada por ningún otro tren. Pero cuando no hay ningún tren en una vía, esa vía puede ser utilizada por otros trenes.

En el diagrama anterior, basado en qué interruptor está ENCENDIDO, la salida Y obtiene A1 o A2 o A3. La única condición es que en un momento dado más de un interruptor nunca debe estar ENCENDIDO.

No reemplacemos el interruptor manual con interruptor electrónico (transistor)

En el diagrama anterior, A es una entrada de señal, Y es una salida de señal y En es una entrada de control.

Ahora creemos una tabla para mostrar varias posibilidades de señales A, Y y En.

En la tabla anterior, la entrada «En» tiene dos estados 0 y 1. La La entrada «A» tiene 2 estados 0 y 1. Pero la salida Y tiene 3 estados 0, 1 y Abierto. Este interruptor se llama interruptor de «tres estados» y la salida se llama salida de tres estados.

Dado que usamos un interruptor de transistor, debido a la deriva de electrones, una corriente muy pequeña fluirá a través del triestado cambiar. Además, los transistores se modelan como circuito de resistencia / condensador, el estado abierto se llama estado de alta impedancia.

Aquí está el símbolo del interruptor de tres estados.

Ahora comencemos a discutir sobre BUS. Un grupo de señales / cables se llama BUS. Ahora, en el siguiente diagrama, tenemos 8 cables denominados D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 y D7.

Estos 8 cables se pueden representar de la siguiente manera.

Este bus se llama bus «D» y el ancho del bus es «8».

Este bus se llama Bus «A» y el ancho del bus es «8»

Ahora conectemos tanto el bus A como el D en un solo bus llamado AD Bus

El bus AD se denomina bus de tres estados.

Cuando AEN y DEN son cero, el bus AD es un bus de tres estados. Cuando AEN es 1 y DEN es 0, el bus AD está conectado al Bus A Cuando AEN es 0 y DEN es 1, el bus AD está conectado al Bus D AEN y DEN nunca debería ser 1. Esto es ilegal.

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