Буферизация шин данных и адреса

Токи, потребляемые устройствами памяти и ввода/вывода по цепям шин данных и адреса значительно превышают допустимые значения токов для микросхем процессоров. Поэтому указанные устройства подключают к шинам данных и адреса микропроцессора через буферы, представляющие собой усилители импульсов. В буферах часто используются элементы с тремя состояниями выхода: два обычных состояния соответствуют высокому и низкому уровням выхода, а третье состояние Z — высокоомному выходному сопротивлению элемента. В состоянии Z элемент практически оказывается отключенным от нагрузки. Элемент с Z-состоянием можно реализовать, например, путем введения в стандартную схему ТТЛ-инвертора полупроводникового диода VD2 (рис. 3.1.8, а). Если на управляющем входе Z = 0, то потенциал коллектора (а также эмиттера) транзистора VT2 близок к нулю и поэтому выходные транзисторы VT3, VT4 находятся в режиме отсечки, т. е. в разомкнутом состоянии. При Z = 1 диод VD2 отключен, и ТТЛ-инвертор с входом X и выходом Y работает в обычном режиме. Подключением к входу X инвертора получают повторитель с тремя состояниями выхода. На рис. 3.1.8, б,в приведены графические обозначения повторителя и инвертора с тремя состояниями выхода.

Рис. 3.1.8. Буферизация шин: схема элемента с тремя состояниями выхода (а); обозначения повторителя и инвертора с тремя состояниями выхода (б, в); схема шинного формирователя (г)

Для построения буферов шин данных и адреса можно использовать шинные формирователи позволяющие осуществить управляемую двунаправленную передачу 8-разрядных слов. На рис. 3.1.8, г приведена схема, иллюстрирующая принцип построения шинного формирователя, используемого в 8-разрядных процессорах. В k-ю цепь передачи формирователя (k = 0,...,7) включены два повторителя П1, П2 с тремя возможными состояниями выхода. Управление состояниями повторителей осуществляется с помощью логических элементов ЛЭ1, ЛЭ2. Режимы работы формирователя приведены в табл. 3.1.1.

Таблица 3.1.1

Управляющие сигналы	Состояние	Направление
формирователя	повторителей	повторителей	передачи
	Т	Z1	Z2	П1	П2	информации
				Z	Вкл	От выхода Yk к входу Xk
				Вкл	Z	От входа Xk к выходу Yk
	Ф			Z	Z	Передача отсутствует

Как видно из табл. 3.1.1, сигнал выборки кристалла =0 активизирует передачу информации через повторители, при этом сигнал Т определяет номер активного (включенного) повторителя П1 или П2. При = 1 передача информации отсутствует, при этом значение сигнала Т безразлично. Этот факт отмечен в таблице символом Ф (0 или 1). Выходы Yk имеют большую нагрузочную способность, чем входы Xk, так как к ним подключаются устройства памяти и ввода-вывода. При построении устройств на основе 8-разрядных микропроцессоров в качестве буфера шины данных используется непосредственно шинный формирователь, а буфер шины адреса (16 линий) составляется из двух таких формирователей соединением выводов и Т.

Дата добавления: 2015-07-08