Кіріспе
Цифрлық электроникадағы буфер
In digital electronics, a tri state or three state buffer is a type of digital buffer that has three stable states: a high output state, a low output state, and a high impedance state. In the high impedance state, the output of the buffer is disconnected from the output bus, allowing other devices to drive the bus without interference from the tri state buffer. This can be useful in situations where multiple devices are connected to the same bus and need to take turns accessing it. Systems implementing three state logic on their bus are known as a three state bus or tri state bus. Tri state buffers are commonly used in bus based systems, where multiple devices are connected to the same bus and need to share it. For example, in a computer system, multiple devices such as the CPU, memory, and peripherals may be connected to the same data bus. To ensure that only one device can transmit data on the bus at a time, each device is equipped with a tri state buffer. When a device wants to transmit data, it activates its tri state buffer, which connects its output to the bus and allows it to transmit data. When the transmission is complete, the device deactivates its tri state buffer, which disconnects its output from the bus and allows another device to access the bus. Tri state buffers can be implemented using gates, flip flops, or other digital logic circuits. They are useful for reducing crosstalk and noise on a bus, and for allowing multiple devices to share the same bus without interference. INPUT OUTPUT A B C 0 0 Z (high impedance) 1 Z (high impedance) 0 1 0 1 1
Цифрлық электроникада үш күйлі буфер – үш тұрақты күйі бар цифрлық буфердің түрі: жоғары шығыс күйі, төмен шығыс күйі және жоғары кедергі күйі. Жоғары кедергі күйінде буфердің шығысы шығыс шинасынан ажыратылады, бұл басқа құрылғыларға үш күйлі буфердің кедергісіз шинаны басқаруға мүмкіндік береді. Бұл бірнеше құрылғылар бір шинаға қосылған және оған кезекпен қол жеткізуі қажет болған жағдайларда пайдалы. Үш күйлі логиканы өз шинасында қолданатын жүйелер үш күйлі шина деп аталады. Үш күйлі буферлер көбінесе шинаға негіделген жүйелерде қолданылады, онда бірнеше құрылғылар бір шинаға қосылады және оны бөлісуі керек. Мысалы, компьютер жүйесінде процессор, жад және сыртқы құрылғылар сияқты бірнеше құрылғылар бір дерек шинасына қосылуы мүмкін. Бір уақытта тек бір құрылғы ғана шина бойынша деректерді жібере алатынына көз жеткізу үшін әрбір құрылғы үш күйлі буфермен жабдықталған. Құрылғы деректерді жібергісі келгенде, ол өзінің үш күйлі буферін қосады, ол оның шығысын шинаға қосып, деректерді жіберуге мүмкіндік береді. Жіберу аяқталғаннан кейін құрылғы өзінің үш күйлі буферін өшіреді, бұл оның шығысын шинадан ажыратады және басқа құрылғыға шинаға қол жеткізуге мүмкіндік береді. Үш күйлі буферлер қақпалар, триггерлер немесе басқа да цифрлық логикалық тізбектерді пайдалана отырып іске асырылуы мүмкін. Олар шинадағы өзара әсерлесу мен шуды азайтуға және бірнеше құрылғылардың бір шинаны кедергісіз пайдалануына мүмкіндік беру үшін пайдалы.
In digital electronics, a tri state or three state buffer is a type of digital buffer that has three stable states: a high output state, a low output state, and a high impedance state. In the high impedance state, the output of the buffer is disconnected from the output bus, allowing other devices to drive the bus without interference from the tri state buffer. This can be useful in situations where multiple devices are connected to the same bus and need to take turns accessing it. Systems implementing three state logic on their bus are known as a three state bus or tri state bus. Tri state buffers are commonly used in bus based systems, where multiple devices are connected to the same bus and need to share it. For example, in a computer system, multiple devices such as the CPU, memory, and peripherals may be connected to the same data bus. To ensure that only one device can transmit data on the bus at a time, each device is equipped with a tri state buffer. When a device wants to transmit data, it activates its tri state buffer, which connects its output to the bus and allows it to transmit data. When the transmission is complete, the device deactivates its tri state buffer, which disconnects its output from the bus and allows another device to access the bus. Tri state buffers can be implemented using gates, flip flops, or other digital logic circuits. They are useful for reducing crosstalk and noise on a bus, and for allowing multiple devices to share the same bus without interference. INPUT OUTPUT A B C 0 0 Z (high impedance) 1 Z (high impedance) 0 1 0 1 1
INPUT OUTPUT A B C
0 0 Z (жоғары кедергі)
1 Z (жоғары кедергі)
0 1 0
1 1
In digital electronics, a tri state or three state buffer is a type of digital buffer that has three stable states: a high output state, a low output state, and a high impedance state. In the high impedance state, the output of the buffer is disconnected from the output bus, allowing other devices to drive the bus without interference from the tri state buffer. This can be useful in situations where multiple devices are connected to the same bus and need to take turns accessing it. Systems implementing three state logic on their bus are known as a three state bus or tri state bus. Tri state buffers are commonly used in bus based systems, where multiple devices are connected to the same bus and need to share it. For example, in a computer system, multiple devices such as the CPU, memory, and peripherals may be connected to the same data bus. To ensure that only one device can transmit data on the bus at a time, each device is equipped with a tri state buffer. When a device wants to transmit data, it activates its tri state buffer, which connects its output to the bus and allows it to transmit data. When the transmission is complete, the device deactivates its tri state buffer, which disconnects its output from the bus and allows another device to access the bus. Tri state buffers can be implemented using gates, flip flops, or other digital logic circuits. They are useful for reducing crosstalk and noise on a bus, and for allowing multiple devices to share the same bus without interference. INPUT OUTPUT A B C 0 0 Z (high impedance) 1 Z (high impedance) 0 1 0 1 1
Қолданылуы
Үшінші күйдің негізгі ұғымы, жоғары кедергі (Hi Z), құрылғының схеманың қалған бөлігіне тигізетін әсерін тиімді түрде жою болып табылады. Егер бір құрылғыдан артық құрылғы басқа құрылғымен электр байланысында болса, Hi Z күйіне шығуды қолдану қысқа тұйықталудың алдын алуға немесе бір құрылғы жоғары (логикалық 1) сигнал беруіне қарсы, екінші құрылғы төмен (логикалық 0) сигнал беруіне мүмкіндік беру үшін жиі қолданылады. Үш күйлі буферлер тиімді мультиплекстерлерді, әсіресе көптеген кірістері барларын іске асыру үшін де пайдаланылуы мүмкін. Үш күйлі буферлер ортақ электрондық шинаның жұмыс істеуі үшін өте маңызды. Үш күйлі логика LED-терді басқару үшін қажетті сымдардың санын азайта алады (үш күйлі мультиплекстеу немесе Чарлиплекстеу).
Шығаруды қосу және чип таңдау
Көптеген жад құрылғылары шинаға қосылуға арналған (мысалы, RAM және ROM чиптері) (чип таңдау) және (шығыс қосу) тіректерімен жабдықталған, олар сырттай бірдей жұмыс істейтіндей көрінеді. Егер (чип таңдау) белгісі қойылмаса, шығыстар жоғары кедергілі болады. Айырмашылық сигналды шығаруға қажетті уақыттың өзгешелігінде. Чип таңдау белгісі алынса, чип ішкі жұмысын тоқтатады, ал адресті беру мен деректерді алу арасында айтарлықтай кешігу пайда болады. (Әрине, мұндай жағдайда чип минималды қуатты тұтынады.) Чип таңдау белгісі қойылғанда, чип ішкі түрде қол жеткізуді жүзеге асырады, ал соңғы шығыс драйверлері ғана шығыс қосу белгісін алып тастау арқылы өшіріледі. Бұл автобус басқа мақсаттар үшін қолданылып жатқанда жасалуы мүмкін, ал шығыс қосу белгісі соңында қойылғанда деректер минималды кешігумен пайда болады. Шығыс қосу сызығы бар ROM немесе статикалық RAM чипі әдетте екі қол жеткізу уақытын көрсетеді: біреуі чип таңдау белгісі қойылғанда және адрес жарамды болғанда, екіншісі – шығыс қосу белгісі қойылған кезде басталатын, қысқарақ уақыт.
Ауыстырмалы және төменгі қозғалтқыштардың қолданылуы
Шығыстар үштік күйге (Hi Z күйіне) ауысқанда, олардың схеманың қалған бөлігіне әсері тоқтатылады, ал егер басқа схемалық элемент оның күйін анықтамаса, схема торабы "қалқып" жайлы болады. Сұлба жасаушылар көбінесе шығыс үштік күйге ауысқанда схемаға әсер ету үшін тартымды немесе тоқтатқыш резисторларды (әдетте 1–100 кОм диапазонында) пайдаланады. PCI жергілікті шинасы тартымды резисторларды қамтамасыз етеді, бірақ шинаның үлкен тараған сыйымдылығын ескере отырып, сигналды жоғары көтеру үшін бірнеше сағат циклдары қажет болады. Жоғары жылдамдықпен жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін, протокол шинаға қосылатын әрбір құрылғы Hi Z күйіне ауысудан бұрын маңызды басқару сигналдарын кем дегенде бір сағат циклы бойына жоғары деңгейде ұстауын талап етеді. Осылайша, тартымды резисторлар тек ағып кету тогына қарсы шина сигналдарын сақтау үшін жауапты болады. Intel осы тәсілді "сақталатын үштік күй" деп атайды және оны Low Pin Count шинасында да қолданады.
Үш штаттық автобусқа балама
Ашық коллекторлық кіріс/шығыс үш күйлі логикаға танымал балама болып табылады. Мысалы, I²C шина протоколы (құрылғылар арасында жиі қолданылатын екі бағытты коммуникациялық шина протоколы) екі коммуникациялық желіде тартымды резисторларды пайдалануды қажет етеді. Құрылғылар белсенді емес кезде, олар коммуникациялық желіні "босатып", шығыстарын үш күйге келтіреді, осылайша схемаға әсерін жояды. Шинадағы барлық құрылғылар коммуникациялық желіні "босатқаннан" кейін, схемаға әсер ететін жалғыз нәрсе – желіні жоғары тартатын резисторлар болады. Құрылғы коммуникация жасағысы келгенде, ол Hi-Z күйінен шығып, желіні төменгі деңгейге дейін жетеді. Бұл протоколды пайдаланатын құрылғылар желінің жоғары деңгейде қалқып тұруына немесе оны төмендетуіне мүмкіндік береді, осылайша бір құрылғы желіні жоғары, ал екіншісі төмендету арқылы шинада қақтығысқа жол бермейді. Ескі микроконтроллерлерде көбінесе тек кіріс ретінде ғана жұмыс істейтін тіректер, тек итермелеу-тарту шығысы ретінде жұмыс істейтін тіректер және ашық коллекторлық кіріс/шығыс ретінде ғана жұмыс істейтін бірнеше тіректер болады. Қазіргі заманғы микроконтроллерлерде көптеген үш күйлі жалпы мақсаттағы кіріс/шығыс тіректер бар, оларды осы тіректердің кез келген түріне бағдарламалауға болады. Үш күйлі шина әдетте бір баспалы схема тақтасындағы (PCB) чиптер арасында немесе кейде жалпы артқы панельге қосылған PCB арасында қолданылады. Үш күйлі логиканы чип ішіндегі қосылымдарда емес, чиптер арасындағы қосылымдарда қолдану ұсынылмайды. Деректер шинасында бірнеше құрылғының байланысуына мүмкіндік беру үшін қолданылатын үш күйлі буферлерді мультиплексормен функционалды түрде алмастыруға болады. Бұл құрылғылардың қатарынан шығысты таңдап, оны шинаға жазуға көмектеседі.