Aktif düşük neden var bile?

Kariyerimde sıklıkla aktif düşük sinyallerle karşılaştım (Reset en yaygın olanıdır). Tüm kontrol sinyallerinin aktif olarak düşük olduğu arayüzler bile gördüm.

Bana göre bu çok sezgisel ve kafa karıştırıcı. Neden aktif olarak düşük bir kullanıma ihtiyaç vardır? Yalnızca tarihi mi yoksa açıklayan gerçek kapı sayısı / güç kaygıları var mı?

Tarihsel dijital tasarımlarda, aktif düşük sinyaller, kullanımları bir tasarımdaki kapı sayısının azaltılmasına ve dolayısıyla devrenin maliyetinin azaltılmasına izin verdiğinde kullanılacaktır. IC tasarımlarında ayrık mantığa göre daha yaygın olduğunu hayal edebiliyorum, çünkü tüm mantık aslında (NAND) geçitleri tersine çevirerek yapılmıştı, ancak bu alanda kişisel olarak deneyimlemiyorum.

Bu optimizasyon seviyesine bugün nadiren ihtiyaç duyulmaktadır, ya da en azından tasarımcı tarafından şeffaf olması için sentez araçlarıyla otomatik olarak yapılmaktadır. Fark ettiğiniz gibi, aktif düşük sinyallerin hala çok yaygın olarak görüldüğü birkaç durum var.

Sıfırlama ve kesmeler gibi fonksiyonlar için aktif bir düşük sinyalin bir avantajı, sadece açık kollektör çıkışlarını kullanarak aktif bir düşük sinyal için "kablolu VEYA" mantık oluşturmanın çok kolay olmasıdır .

Yani, sıfırlama veya kesmeye neden olması gereken birkaç farklı devre varsa, her biri ~ RESET veya ~ INT kablosuna bağlı bir açık kollektör çıkışına sahip olabilir. Daha sonra, herhangi biri hattı aşağı çekebilir ve sinyalleri birleştirmek için herhangi bir ek mantığa gerek kalmadan uygun yanıta neden olabilir.

TTL gibi mantık ailelerinde açık bir terminal Yüksek olarak yorumlanır, çünkü mantık sıfır girişini saptamak için mevcut batma mantığına bağlıdır.

Bir pim aktif düşük tasarımı, yalnızca kasıtlı bir mantık durumu uygulanırsa, yani işlevsel olmasını sağlar . belirsiz kayan giriş koşulundan kaçınmak için.

Ayrıca bu soruya özel RESET davası da cevaplanmıştır .

Aktif düşük seviyenin birincil avantajı güvenliktir .

C&I dünyasında , kayıp sinyalin yıkıcı olacağı durumlarda yaygın olarak kullanılmaktadır . Bir örnek, bir kazanın su seviyesinin düşük olması, bir diğerinin acil durdurma, diğerinin düşük yakıt basıncı olacaktır. Bu olaylardan biri gerçekleşirse, makine durdurulmalıdır.

Sistem aktif yüksek kullandıysa ve cihaz bozulduğunda veya bir sinyal kablosu hasar gördüyse, kontrolör bir sorun olduğunu asla bilemez. Sistem aktif düşük kullanıyorsa ve cihaz kırılırsa veya bir sinyal kablosu hasar görürse, sistem etkinleştirilen cihaza aynı şekilde yanıt verir.

Aktif düşük sinyaller, bazı mantık ailelerinde, özellikle de eski TTL'de gürültüye karşı daha toleranslıdır.

Yüksek bir TTL sinyali en az 2.8V çıkış ve 2.0V giriş kadar düşük olmalıdır. Bu, voltaj düşüşü ve gürültü için 0.8V marj bırakır. Ek marj için 5V beslemesine bir çekme direnci eklenebilir.

Düşük bir TTL sinyali 0,4V'den fazla olmamalı ve 0,8V kadar yüksek olmalıdır. Bu, voltaj düşüşü ve gürültü için sadece 0,4V marj bırakır.

Her iki düzeyi de mantık durumunu temsil etmek için kullanabilirsiniz. Ancak sinyalin en fazla zaman geçireceği durum için en gürültüye toleranslı seviyeyi seçmek mantıklıdır.

Birçok sinyal zamanlarının neredeyse tamamını etkin değil olarak geçirir. Bu nedenle, nadiren meydana gelen aktif durumu temsil etmek için gürültüye eğilimli düşük seviyeyi ve sıkça meydana gelen aktif olmayan durumu temsil etmek için daha fazla gürültü bağışıklığı yüksek seviyesini kullanmak akıllıca olacaktır.

Mantık sinyallerinin iki durumu vardır. Açık veya kapalı olarak düşündüğünüz ya da açık veya kapalı iletişim kurmak için hangisini kullanacağınız tamamen size bağlıdır. Yüksek ya da doğru olmakla düşük olmaktan daha doğru bir şey yoktur.

Bir sistemi tasarlarken bunun sizin için sezgisel olmaması, önemsizdir. Yüksekliğin doğru olduğunu göstermesi gerektiğini düşünebilirsiniz, ancak başka biri için tamamen başka bir yol olabilir. İyi mühendisler, dini noktalara takılmamak için mantıklı olanı yapmaya çalışırlar. Bazen önemli değil, o zaman tercihiniz ne olursa olsun seçersiniz. Bazen önemli.

Örneğin, genellikle toprak dediğimiz ortak bir ağı paylaşmak için iletişim kurması gereken devrelerin olması uygun olduğundan ve çoğu mantık devresi pozitif tedarik gerektirecek şekilde evrimleşmiştir (bunu düşünün, tam tersi de olabilir) , mantık sinyalleri genellikle toprakta veya pozitif besleme seviyesinde olacaktır. Diyelim ki normalde açık bir düğmeden dijital bir giriş yapmanız gerekiyor. Özellikle bu düğme fiziksel olarak devreye doğru monte edilmezse, düğmenin bir tarafını toprağa bağlamak uygundur. Bu, düğmeye basıldığında diğer tarafın toprağa sürüleceği anlamına gelir. Bu doğal olarak negatif mantık yaratır, yani bir düşük basılı ve yüksek (pasif bir çekme ile) anlamına gelir. Bu hat daha sonra bir mikro denetleyiciye girerse, sadece dini nedenlerle bir invertör eklemek saçma olurdu. Mikro bellenim herhangi bir preslemeyi temsil eden polariteyle başa çıkabilir, bu yüzden bir batıl inancı satmaktansa, evirici sadece alan, güç ve maliyet kaybı olacaktır.