Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 71
Текст из файла (страница 71)
8.4). Рис. 8.4. Объединительная плата 19-дюймовой стойки и'МЕЪнн (с разрешения компа- нии ЯОЪго((, Германия) для присоединения плат к шинам используются два типа разъемов — торкни и штыревой. Торцевой разъем (ег28е солпесгог) применялся в ранних стандартах м имаС1 и сегодня распространен, в частности в ПК, благодаря простоте и низкои стоим (рис. 8.5). Однако торцевые разъемы могут давать плохой электрический коки" что приводит к сбоям в работе. .,Ф легия ' Лучшими характеристиками обладает штыревой разъем (р!и8-!и соллегю 'ь «с рый гарантируе~ более высокую механическую и электрическую над рв! е;кнос ' Вь В! торцевой. Распространенным типом штыревого разъема является разъем (раас.. 8 6), Сушествуют варианты испо исполнения этого сое, геля с различным числом контакт штырьков модель А имеет 32 меет контакта, мод )(адель Озво чает передавать такое к такое количество сиги, гауке бнмх сигналов, что мОжнО доно.
ополнительно реала, 'явать довольно сложные Ожения. Разьемы обычно монтирую 'ьнных плат, чтобы обеспе- ннило Руются на краях эл~ „ать н нх присоединение к объединительно" тельной панели под г ым углом. Высокоскорос)г!ь4ЕЪОЭ использует именно ипа Сошр ,гьч 2-миллиметровый штыревой разъем, описапн й в < арте 5~:::::.'-' а„' Ряс.8,8 96 к 8 96-«онтактиый штмр„ой .
„„,,„,, овленный на оконечной 123 Эл 8 "ноннм ектронные схемы шинног о интерфей, чати иия "Ринципов работы ~еть электронные компо- фсйса. ' ь'ннтерф " ОТЫ Шин важно рассмо аж Р яник шины соеди . ичные цепи, что требует лгяй л ово сован „ диняет между собой равд сигналов и характеристи б 'для электрического со- ил плат с ши ристических импедансо " с шиной применяются т — "вешалка" ТТЛ, откры- ллек и тса три типа интеРфейс. р и 'грие а вбил ание характеристики этих сигов от логика.
азные алектриче; тражаются в азл $ьь р . ичных режимах работы шь (сосет ро1е, букв.— Р а шьо нормальная выхолная . — жертвенный столб)— ьаьэй ТТЛ-сзсаяиьл ( 8 ~' В либо т ь рис.. ). этой схеме в п Р /: одное папряакение лн О еличине а , ли о (з, но нс оба сразу. Вь напряжения питан 1.1 В тветствует апряжшгию "земли" ь за паден епию "земли" плюс 0.4 В, ения напряжения на в иконных ВМХо ь транзистор. х в схемах Т'ГЛ "низкий зан„» одного напряжения определяется ве - нап еличиной т 0 до 0,8 В, а "высокий апряжением, превышаюшим 2 В рук~ура и принципы работы шин я,б зг! Глава 8.
Системн, ыв дичь 'Р, 320 входы очный стор ТИ вход Рис. 8.7. Внутренняя структура логического элемента 1ЧА)ЧР на базе ТТЛ вЂ” транзис- торы Я1, Я2 и диод Р1 образуют выходную цеш "вешалки" Если нагрузка присоединена к выходу "вешалки", ток будет проходить черн транзисторы Я1 или Я2 в зависимости от логического состояния и от того, присоелв непа ли нагРУзка к источникУ (+Увит ) или к "земле". Если нагРУзка НРисоединенз между выходом и "землей", Я! должен быть в состоянии пропустить ток нагрузки, когда выходное напряжение соответствует логической "1" (высокое). Наоборот, сслв нагрузка включена между источником и выходом, то Я2 должен потреоить ток вз.
грузки, когда выход "низкий". В других состояниях не требуется ни питать нагруз«Р ни потреблять ток. Рис. 8.7 также иллюстрирует типичную входную цепь ТТЛ. Чтобы ввести хе гический "0", входной контакт должен иметь напряжение 0 — 0.5 В относительз" "земли", но для этого требуется, чтобы какой-либо ток протекал между входа"в контактом и 'землей", т.
е. вход ТТЛ эквивалентен нагрузке, присоединенной йк во точнику питания; выходной транзистор Я2 должен быть в состоянии отвестг ,сти зтм ток от каскадно соединенных входных цепей. Поэтому устроиства ТТЛ та« Тивичня) зывают логическими цепями с потреблением тека (сиггел! в(лй(Н8 (08(с) Ти Выхолавг потребляемый ток составляет 1.6 МА нри напряжении питания +5 В.
В гимн у" пепи ТТЛ обычно рассчитаны на управление не менее чем десятью друг ток по «Р"' ройствами ТТЛ, так что выходной транзистор (12 должен пропускать ток ней мере 16 МА. олий Две "вешалки" ни в коем случае не должны соединяться напрямую, ю поскаль . КОЕ то ИСтачвк если на одном выходе будет высокое напряжение, а на втором — низкое, питания окажется закороченным (рис. 8.8).
Транзисторы могут быт Р ь поврежд~" ' а броски мощности — послужить источником шума и привести к ошибо шибочной Рз электронных устройств. 1(вггог) "Р Другим типом выхода ТТЛ является открытый коллектор (арен со((есгог ставлв10ший собой последовательное соединение выхода ТТЛ с ТРанзистором вз тер которого соединен с "землей", а коллектор используется как новый в (рис. 8.9 а). Когда транзистор проводит ток, выход имеет потенциал "земл гом состоянии уровень выхода теоретически бесконечен, поскольку выходя ой КО „Олирован от "земли" импедансом. Чтобы при открытом транзисторе задать на „,кт ВЗО напряжение, соответствующее напряжению питания, предусмотрен нагру- авКОДЕ ,в Резистор, подключенный к выходу (рис.
8.9 б). ,вчаыйр ' Рис. 8.8. Соединение двух "вешалок", приводящее к короткому замыканию, — левый выхол имеет логический уровень "!" (Я! и Р1 проволят), з правый выход имеет логи- ческнй уровень "0" (Я! заперт, !22 проводит) Рве. 8.9. Схем , Схема с открыгым коллектором: а — Выходное напряжение либо равно потенциалу -земл» Зистора лля иол У "земли", либо является неопределенным; 6 — применение согласующего Реческого" ", лля получения фиксированного выходного напряжения и в сосгоянии логн- "0", и в состоянии логическои "1" Ва Рис.8,10 не 0 несколько выходов типа открытого коллектора соединены вместе 1цз Р деленного ИЛИ (пигвд ОЛ).
УРовень напражениЯ на линии высокий Еме раси е е Ко тОгда, ког , когда все транзисторы заперты, т. е. ни один не проводит ток. Когда е выходов имеют низкий уровень, общая линия также имеет низкий ""ли более в а "Распределенного ИЛИ" применяется для обмена информацией об"ь Схем ,. '"'Рактера, понятной всем устройствам нзпримеР, что все платы готовы к раба~лая из плат может задать на линии низкий потенциал, например, для оповсвя Оста "остальных, что она еще не готова.
Все "латы следят за состоянием липии— '" ы Глава 8. Систем„„, 'е изина „,унтУРа и пРинципы Работы шин 322 323 очный тор ЯЗ ЗЗО 470 ля каждой инни иь 8 12 Оконечная цепь шины достаточно одной плате "посадить" линию на низкий потенциал, как другие Разу 17 наружат это. Благодаря своей простоте схемы открытого коллектора и "рас„ едев ного ИЛИ" широко применялись в ранних конструкциях шин.
Рис. 8.10. Пример соединения типа "распределенного ИЛИ". Если хотя бы один тран- зистор проводит, ва обшей линии "распределенного ИЛИ" устанавливается потенци- ал земли Схема "распределенного ИЛИ" при высоких скоростях работы чувствитеиьи! к паразитной емкости линии. Нагрузочный резистор К образует с распределеннии емкостью линии С последовательный ЕС-контур. Из-за этого переход от низиик уровня к высокому замедляется и определяется величиной постоянной времени эти го контура, при этом К нельзя уменьшить произвольно для снижения этой паст постом.
ной, поскольку большие токи перегрузят транзисторы интерфейса, а распределении емкость линии С вЂ” величина постоянная. В схеме открытого коллектора также возникают проблемы, если в конф ур ' " а отключает "распределенного ИЛИ" проводит более чем один транзистор. Когда о транзистор, по которому протекала большая часть тока, возникает волн Ре ! на псРенаир' ава нтьследбч жения, распространяющаяся по линии до тех пор, пока не начнет провод гоИЛИ" ("""ь ший транзистор, Это явление называется "всплеском распределенного И ОРР 8(!Тсй") рис. 811) Современные шины основаны на тристабильной логике (азиате (ад!с) (Рнс Два состояния схемы — это логические "высокий уровень" и "низки УР нсным" В этом тре~~" ', состояние называется "плаваю!цим" или "высокоимпедансны стоянии цепи интерфейса не влияют ца линии шины, но саста ояние линий саа ся внутренним схемам на платах.
!ми ии' Тристабильные схемы применяются главни!м образом д !я обмена данны ога!'и" ресации. Одна плата управляет шиной с помощью обычных с ных сигналов высокого астана!' ' кого уровня, а остальные удерживают свои выходы в высок оимпеданснам сост на сает' одновременно получая сигналы с шины. Выходы тристабильн ых схем можно нснь высокоим!шда нять вместе без всякого риска. Основным состоянием является вы а н, вход, и только после явного подтверждения схема тристабил . ьпого интер ей рейдет к одному из выходных состояний.
Такое подтверхсдсннс ДаЕтСя талии когда плата получас~ права управлять шиной. рис 8.11. Интерфейс па основе трнстабильнай логики н современных шинах комбинируется интерфейс на основе тристабильной логи„!!ни обмена данными и адресами и интерфейс "распределенного ИЛИ" для инди,зиии готовности к приему и передаче данных, координации операций и посылки ;ирисов на прерывания, В высокоскоростных шинах тристабильные схемы испольнтся также вместо схем "распределенного ИЛИ", чтобы преодолеть свойственный ьмедним недостаток, связанный с временем нарастания сигнала.