Tampon trois états

C'est une connexion commutable plutôt qu'une fonction logique : tant que EN est HIGH, la sortie Q reproduit l'entrée D sans changement, et tant que EN est LOW, la sortie cesse totalement de piloter et flotte en haute impédance (Z). Ce troisième état est ce qui permet à plusieurs dispositifs de partager un même bus : chacun ne le pilote que lorsqu'il est activé et les autres restent à l'écart.

Basique

Les trois états

Reliez un interrupteur à D et un autre à EN, et une LED à Q. Avec EN à HIGH, la LED suit exactement D, comme si le tampon était un simple fil. Faites passer EN à LOW et Q cesse de piloter : ce n'est plus ni 0 ni 1, c'est déconnecté. Notez que Z n'est pas la même chose que 0 — rien ne maintient la ligne en bas, elle est simplement laissée flottante.

ENDQ
00Z
01Z
100
111
Intermédiaire

Deux sources, un bus

Placez deux tampons trois états côte à côte et reliez leurs sorties au même fil. Pilotez les deux entrées EN avec un signal et son inverse, de sorte qu'un seul tampon soit activé à chaque instant. Le fil partagé transporte alors la source sélectionnée. C'est toute l'idée derrière un bus de données, et cela ne fonctionne que parce que le tampon désactivé lâche réellement la ligne au lieu de piloter un 0 contre l'autre source.

Avancé

Bus et conflits

Augmentez la largeur de bits du tampon et il commande un bus entier d'un coup, toutes les lignes basculant ensemble. Le mode de défaillance à surveiller est le conflit : si deux tampons sont activés en même temps et divergent, ils se disputent le même fil. Le matériel réel peut en être endommagé ; ici le conflit est signalé à la place. La protection habituelle est un décodeur pilotant les validations, qui par construction n'en active qu'une seule.

Citations

  • Mano, M. M., & Ciletti, M. D. (2018). Digital design: With an introduction to the Verilog HDL, VHDL, and SystemVerilog (6th ed.). Pearson. Référence 1
  • Harris, D. M., & Harris, S. L. (2012). Digital design and computer architecture (2nd ed.). Morgan Kaufmann. Référence 2