En mi carrera me he encontrado a menudo con señales que son activas bajas (Reset es la más común). Incluso he visto interfaces en las que todas las señales de control son activamente bajas.
Para mí, esto es muy poco intuitivo y confuso. ¿Por qué es necesario utilizar activamente bajo? ¿Es algo meramente histórico o hay algún problema de potencia o de recuento de puertas que lo explique?
En los diseños digitales históricos, las señales activas bajas se utilizaban siempre que su uso permitía reducir el número de compuertas de un diseño y, por tanto, el coste del circuito. Puedo imaginar que era incluso más común en los diseños de circuitos integrados que en la lógica discreta, porque toda la lógica se construía esencialmente a partir de compuertas inversoras (NAND), pero no tengo experiencia personal en ese ámbito.
Ese nivel de optimización rara vez es necesario hoy en día, o al menos lo hacen automáticamente las herramientas de síntesis para que sea transparente para el diseñador. Como has visto, sólo hay unos pocos casos en los que las señales activas bajas siguen siendo muy comunes.
Una ventaja de una señal activa baja para funciones como reset e interrupciones, es que es muy fácil crear una lógica "OR cableada" para una señal activa baja simplemente utilizando colector abierto salidas.
Es decir, si hay varios circuitos diferentes que necesitan ser capaces de causar un reset o una interrupción, cada uno de ellos puede simplemente tener una salida de colector abierto atada al cable ~RESET o ~INT. Entonces, cualquiera de ellos puede tirar de la línea baja y causar la respuesta apropiada sin necesidad de ninguna lógica adicional para combinar las señales.
En familias lógicas como TTL un terminal abierto se interpreta como Alto, ya que depende de la lógica de disipación de corriente para detectar una entrada de cero lógico.
Diseñar un pin activo bajo garantiza su funcionalidad sólo si se aplica un estado lógico intencional, es decir, para evitar una condición de entrada flotante ambigua.
Además se ha respondido al caso especial de RESET en ce pregunta.
Esto es engañoso. Sí, las entradas TTL flotaban alto, pero no hasta el punto de que se pudiera confiar en ello en presencia de ruido. Siempre fue una mala práctica dejar las entradas TTL flotando. Además, esto fue hace mucho tiempo. Hoy en día la lógica no flota de una manera u otra y tiene que ser controlada. CMOS, que es la mayor parte de la lógica actual, tiene una impedancia de entrada muy alta y es simétrica.
La principal ventaja de la baja activa es seguridad .
Se utiliza ampliamente en el mundo C&I en situaciones en las que una pérdida de señal sería devastadora . Un ejemplo sería el bajo nivel de agua de una caldera, otro una parada de emergencia, otro una baja presión de combustible. Si se produce una de estas situaciones, la máquina debe pararse.
Si el sistema utilizara activo alto, y el instrumento se rompiera o se dañara un cable de señal, el controlador nunca sabría que había un problema. Si el sistema utiliza activo bajo, y el instrumento se rompe o se daña un cable de señal, el sistema respondería de la misma manera que si se activara el instrumento.
Bueno, se podría argumentar que cualquiera de estos son activo-alto para un "todo-OK" de la señal ... en lugar de activo-bajo para "estoy fuera"
Las señales activas bajas son más tolerantes al ruido en algunas familias lógicas, especialmente las antiguas TTL.
Una señal TTL alta debe tener al menos 2,8V de salida y puede ser tan baja como 2,0V de entrada. Esto deja un margen de 0,8 V para la caída de tensión y el ruido. Y se puede añadir una resistencia pullup a la alimentación de 5V para un margen adicional.
Una señal TTL baja no debe tener más de 0,4V de salida y puede llegar a 0,8V de entrada. Esto deja sólo 0,4 V de margen para la caída de tensión y el ruido.
Puedes utilizar cualquiera de los dos niveles para representar cualquiera de los estados lógicos. Pero tiene sentido elegir el nivel más tolerante al ruido para el estado en el que la señal pasará más tiempo.
Muchas señales pasan casi todo el tiempo inactivas. Por lo tanto, es aconsejable utilizar el nivel bajo, propenso al ruido, para representar el estado activo que se produce con poca frecuencia, y el nivel alto, más inmune al ruido, para representar el estado inactivo que se produce con frecuencia.
El estado bajo de una señal TTL suele consumir más energía porque hay que absorber una corriente para llevarla a cero. Casi no se necesita energía para llevarla al estado alto, como lo demuestra el hecho de que un flotador normalmente se parece a un 1 en TTL. Además, TTL es típicamente mucho más rápido yendo a 0 que a 1 porque hunden más corriente de la que generan. Por lo tanto, si asignas el estado más común (inactivo) a 1 y el estado menos común (afirmado) a 0, tiendes a reducir el consumo de energía y obtienes una propagación más rápida cuando lo afirmas.
Las señales lógicas tienen dos estados. Cuál de ellos consideres activado o desactivado, o cuál utilices para comunicarlo, depende totalmente de ti. No hay nada más correcto en que alto sea encendido o verdadero que bajo.
Que sea poco intuitivo para ti es irrelevante a la hora de diseñar un sistema. Usted puede pensar que lo alto debe indicar lo cierto, pero puede ser completamente al revés para otra persona. Los buenos ingenieros intentan hacer lo que tiene sentido, no obsesionarse con puntos religiosos. A veces no importa, entonces puedes elegir lo que prefieras. A veces sí importa.
Por ejemplo, dado que es conveniente que los circuitos que deben comunicarse compartan una red común que solemos llamar masa, y que la mayoría de los circuitos lógicos han evolucionado para requerir alimentación positiva (piénsalo, también podría haber sido al revés), las señales lógicas estarán generalmente a masa o al nivel de alimentación positiva. Digamos que necesita controlar una entrada digital desde un pulsador normalmente abierto. Especialmente si ese pulsador está montado físicamente no justo en el circuito, es conveniente atar un lado del pulsador a masa. Eso significa que el otro lado se pondrá a tierra cuando se pulse el botón. Esto crea intrínsecamente una lógica negativa, lo que significa que un bajo indica pulsado y un alto (con un pullup pasivo) significa liberado. Seria tonto añadir un inversor solo por razones religiosas si esta linea fuera a un microcontrolador. El firmware en el micro puede hacer frente a cualquier polaridad que representa presionado, por lo que aparte de satisfacer una superstición, el inversor sería sólo un desperdicio de espacio, energía y costo.
No creo que esto responda realmente a la pregunta, que era ¿por qué esa polaridad concreta era mucho más común? ¿Hay alguna razón a nivel de puerta?
Para el restablecimiento, ¿podría ser mínimamente útil en la detección de fallos de alimentación?
@Rocket: Eso no es lo que se preguntó. No creo que activo bajo sea necesariamente más común, y el OP nunca afirmó eso tampoco. Quería saber por qué alguien ever (su palabra) usar activo bajo. Mi punto es que no importa, y trató de dar al menos un ejemplo donde activa baja es advantgeous. Me parece que usted es usted el que ha entendido mal la pregunta.
I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.
0 votos
Posible duplicado de ¿Por qué RESET/MCLR son activos bajos en la mayoría de los circuitos integrados?
0 votos
electronics.stackexchange.com/questions/20740/
0 votos
Ten en cuenta que el reset-activo-bajo en cierto sentido tiene más que ver con la documentación que con el circuito: si se llamara entrada RUN o algo similar habría sido activo-alto...