La cpu

Supóngase que cada bit de los registros de las figuras 1 y 2 consiste en el seguro simple mostrado en la figura 3. Se considera que el elemento de almacenamiento mostrado es uno de los bits del registro Z. Mientras que el control de entrada Zentrada es igual a 1, el estado del seguro cambia para que corresponda con los datos del bus. Siguiendo el cambio de 1 a 0 en la entrada Zentrada, los datosalmacenados en el seguro inmediatamente antes de este cambio se aseguran hasta que Zentrada sea de nuevo igual a 1. Entonces, las dos compuertas de entrada del seguro implantan la función de interruptor de control de entrada de la figura 2.

Figura 2.: Manejo por compuerta de entrada y salida para los registros de la figura 1

Si se examinan los interruptores de salida de la figura 2 semuestra que, en el caso ideal, deben ser interruptores mecánicos de ENCENDIDO/APAGADO. Cuando un interruptor dado está ENCENDIDO, transfiere el contenido de su registro correspondiente al bus. Cuando se encuentra APAGADO, está desconectado eléctricamente del bus. Esto es, no pone al bus en estado específico alguno, permitiendo así que otro registro coloque datos en el bus. Por lo tanto, la salida de lacombinación del registro con el interruptor puede ser en uno de los tres estados: 1,0 ó circuito abierto.

En los implantes reales, los interruptores mecánicos resultan incompatibles con la tecnología electrónica empleada en computadoras en términos de velocidad de operación y de otras características. En su lugar la compuerta de salida de un registro que transfiere el contenido de ese registroal bus común se diseña para que se comporte de la misma forma que un interruptor mecánico. Esto es, es capaz de estar eléctricamente desconectada del bus.

Figura 3.: Entrada y salida manejadas por compuerta para un bit de registro

Es capaz de colocar ya sea un cero o un uno en el bus cuando sea necesario. Debido a estas tres posibilidades, se dice que tal compuerta tiene una salida de tresestados. Se utiliza una entrada separada de control, tanto para habilitar la salida por compuerta, como para ponerla en un estado de alta impedancia (desconectada eléctricamente). Este último estado corresponde al de circuito abierto de un interruptor mecánico.

Debe observarse que ni los circuitos de compuerta lógica TTL, ni los CMOS son adecuados para la conexión directa con un bus. Conectarlas salidas de dos de tales circuitos en paralelo provoca un corto circuito, lo que provocaría operación inadecuada o aun daño a las compuertas involucradas.

Un diseño optativo para el bus común de la figura 2 que no requiere de los interruptores de salida, utilizaría compuertas de colector abierto (para bipolar) o de drenaje abierto (para MOS). La salida de tal compuerta es equivalente a uninterruptor a tierra. El interruptor está abierto cuando la salida de compuerta se encuentra en el estado 1 , y cerrado cuando se encuentra en 0. La estructura de un bus de colector abierto está representada simbólicamente en la figura 4. Cuando no está trabajando, el bus se mantiene en uno debido al resistor de "jalón hacia arriba" mostrado. Entonces, siempre y cuando todos los interruptores desalida de compuerta estén abiertos, esto es, todas las salidas estén en el estado 1, el bus también. Si cualquier salida de compuerta cambia a 0, el interruptor correspondiente de salida se cierra y el bus es "empujado hacia abajo" al estado 0. En otras palabras, el bus realiza una función AND en todas las salidas de compuerta conectadas con él. Algunas veces a esto se le conoce como conexión de "AND -cableado". Si se utiliza este arreglo de manejo por compuerta, la compuerta de salida de tres estados de la figura 3 puede reemplazarse por una compuerta de colector abierto NAND, según se muestra. Cuando Zsalida está alto (1), el bit almacenado en el seguro se alimenta al bus. Cuando Zsalida está bajo (0), el bus se deja en el estado 1 ocioso, permitiendo que los datos provenientes de otros...