O que é um barramento de três estados?

Melhor resposta

Primeiro, um pouco de preâmbulo: sempre que uma nova disciplina surge, ela é imediatamente confrontada com o problema de ter que inventar toda uma nova terminologia para descrever as coisas dentro de seu novo escopo. Geralmente, as pessoas recorrem às metáforas como forma de gerar toda essa nova terminologia, de uma forma que seja fácil de aprender e ser compreendida por novos leitores. O mesmo acontecia com a engenharia da computação, como com qualquer nova disciplina. Então, qual é a metáfora por trás do termo técnico “ônibus”? Estranhamente, não é o que a maioria das pessoas parece pensar (a metáfora do transporte de massa pela cidade). Na verdade, a palavra “ônibus” é uma contração de “barramento”, e a metáfora é a da barra ou haste que percorre todo o comprimento do interior do compartimento de passageiros, na qual os passageiros de pé podem se enganchar como eles embarcam no ônibus e se soltam ao sair, de uma forma totalmente ad hoc. Um barramento tri-state (em engenharia da computação) é um conjunto de linhas de sinal que percorre toda a extensão do sistema, ao qual qualquer subsistema pode se conectar (eletricamente) ou se desconectar, de maneira ad hoc. Por padrão, as linhas de sinal são deixadas flutuando (em seu estado de alta impedância, nem amarradas em alta nem baixa). Quando um dos subsistemas tem permissão para usar o barramento (por um protocolo que não é descrito aqui), ele pode puxar as linhas selecionadas para cima e outras linhas para baixo (estados de baixa impedância em ambos os casos). É possível fazer o mesmo com um barramento de estado duplo, onde um dos estados (geralmente o alto) dobra como o estado padrão “não conectado”. No entanto, isso é menos flexível, não permite uma maneira tão fácil de detecção de tentativas de leitura de um barramento vazio e, no mínimo, envolve a verificação de que os limites de fan-in não sejam excedidos para a lógica em questão.

Resposta

Compreender o ônibus Tri-State é muito importante para todos os alunos de Eletrônica. Portanto, vamos começar com conceitos elétricos simples.

No diagrama a seguir, uma chave é conectada entre a Entrada (A) e a Saída (Y)

Agora vamos ligar a chave e aplicar 5 V na entrada.

Como o switch está ligado, a entrada vai para a saída. Como a entrada é 5 V, a saída também é 5 V

Agora, vamos aplicar 0 V na entrada.

Uma vez que a chave está LIGADA e a entrada é 0 V, a saída também é 0 V

Agora vamos DESLIGAR a chave e dar a entrada como 0 V ou 5 V e ver qual é a saída.

Qual é a saída em ambos os casos quando o interruptor está desligado? Em ambos os casos, a resposta geral das pessoas é “0”. Mas isso não é verdade. Há uma grande diferença entre “Sem Tensão” e “Tensão Zero”.

Se a diferença de potencial entre qualquer ponto e o Ponto Comum (Terra) for Zero, então esse ponto está tendo “Tensão Zero”. Se esse ponto não estiver conectado ao ponto comum diretamente ou por meio de nenhum componente, esse ponto está “sem tensão”.

Se você conectar uma fonte de 5 V a um ponto de 0 V, haverá um curto-circuito. Mas a alimentação de 5 V pode ser conectada ao ponto “Sem tensão”. Em seguida, o “ponto sem tensão torna-se 5 V.

É como nossa rede ferroviária. O trem pode circular em uma linha, o trem pode parar em uma linha ou Nenhum trem na linha. Quando um trem é interrompido em uma linha Os trilhos não podem ser usados ​​por nenhum outro trem. Mas, quando nenhum trem está nos trilhos, os trilhos podem ser usados ​​por outros trens.

No diagrama acima, com base em qual chave está LIGADA, a saída Y obtém A1, A2 ou A3. A única condição é que, a qualquer momento, mais de uma chave nunca deve estar LIGADA.

Não vamos substituir a chave manual por chave eletrônica (transistor)

No diagrama acima, A é uma entrada de sinal, Y é uma saída de sinal e En é uma entrada de controle.

Agora, vamos criar uma tabela para mostrar várias possibilidades de sinais A, Y e En.

Na tabela “En” acima, a entrada tem dois estados 0 e 1. O A entrada “A” tem 2 estados 0 e 1. Mas a saída Y tem 3 estados 0, 1 e aberto. Essa chave é chamada de chave “Tri-state” e a saída é chamada de saída Tri-state.

Visto que usamos um transistor como uma chave, devido à deriva de elétrons, uma corrente muito pequena fluirá através do Tri-state interruptor. Além disso, os transistores são modelados como circuito de resistor / capacitor, o estado aberto é chamado de estado de alta impedância.

Aqui está o símbolo para a chave de três estados.

Agora vamos começar a discutir sobre BUS. Um grupo de sinais / fios são chamados de BUS. Agora, no diagrama abaixo, temos 8 fios nomeados como D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 e D7.

Esses 8 fios podem ser representados da seguinte maneira.

Este barramento é chamado de barramento “D” e a largura do barramento é “8”.

Este barramento é chamado de barramento “A” e a largura do barramento é “8”

Agora vamos conectar ambos os barramentos A e D em um único barramento denominado barramento AD

O barramento AD é chamado barramento tri-state.

Quando AEN e DEN são zero, o barramento AD é um barramento Tri-state. Quando AEN é 1 e DEN é 0, o barramento AD é conectado a um barramento. Quando AEN é 0 e DEN é 1, o barramento AD está conectado ao barramento D AEN e DEN nunca deve ser 1. Isso é ilegal.

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