Elettronica applicata/Pilotaggio di linee

Modi di commutazione

Incident Wave Switching (IWS)

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La tensione di soglia $V_{T}$ del ricevitore viene superata alla prima onda incidente se la resistenza $R_{O}$ al lato driver è molto inferiore all'impedenza caratteristica $Z_{\infty }$ della linea. Il tempo di trasmissione $t_{TX}$ alla terminazione (lato ricevitore) è pari al tempo di propagazione $t_{P}$ della linea. Lo skew $t_{K}$ è nullo perché il segnale attraversa subito la soglia. Se la resistenza di terminazione $R_{T}$ fosse anch'essa molto bassa, l'onda riflessa invertita farebbe facilmente ridiscendere il segnale sotto la tensione di soglia $V_{T}$:

Ringing

Per non generare riflessioni serve un adattamento di impedenza al lato ricevitore (terminazione parallela) → il consumo del circuito è elevato a causa della dissipazione di energia da parte della resistenza di terminazione $R_{T}$ (driver ad alta corrente). Le elevate prestazioni e l'assenza di riflessioni rendono questa soluzione adatta per topologie di connessione a bus:

Reflected Wave Switching (RWS)

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La tensione di soglia $V_{T}$ del ricevitore viene superata alla prima onda riflessa se la resistenza $R_{O}$ al lato driver è uguale all'impedenza caratteristica $Z_{\infty }$ della linea (driver adattato). Il tempo di trasmissione $t_{TX}$ alla terminazione (lato driver) è pari al doppio del tempo di propagazione $t_{P}$ della linea. Anche lo skew $t_{K}$ è pari al doppio del tempo di propagazione $t_{P}$ della linea, perché la prima onda incidente essendo di ampiezza intermedia potrebbe superare la soglia. Per garantire il superamento della soglia alla prima onda riflessa la linea è aperta ($R_{T}\to +\infty$) → il consumo del circuito è basso grazie all'assenza della resistenza di terminazione $R_{T}$. Le basse prestazioni e la presenza della riflessione rendono questa soluzione adatta per topologie di connessione punto-punto (collegamenti seriali).

L'inserimento di una resistenza $R_{S}$ in serie al driver (terminazione seriale) permette di realizzare comunque una soluzione RWS anche avendo a disposizione solo un driver con resistenza $R_{O}$ che non è uguale all'impedenza caratteristica $Z_{\infty }$.

Multiple Reflection Switching

La tensione di soglia $V_{T}$ del ricevitore viene superata dopo numerose riflessioni se la resistenza $R_{O}$ al lato driver è molto più grande dell'impedenza caratteristica $Z_{\infty }$ della linea → il consumo del circuito è molto basso perché la resistenza $R_{O}$ essendo molto grande è attraversata da una piccola corrente (driver a bassa corrente). Una linea aperta ($R_{T}\to +\infty$) massimizza l'ampiezza delle riflessioni e favorisce il superamento della soglia, riducendo il più possibile il tempo di trasmissione $t_{TX}$. Lo skew $t_{K}$ è pari alla distanza temporale tra il primo superamento del livello $V_{IL}$ e l'ultimo superamento del livello $V_{IH}$.

Connessioni a bus con transceiver

Il collegamento di tanti circuiti a una linea a bus impone un elevato carico capacitivo sulla linea, che ne riduce l'impedenza caratteristica $Z_{\infty }$ e la velocità di propagazione $U$ e ne aumenta il consumo di energia e la corrente da fornire → è necessario un transceiver di separazione che riduca la capacità equivalente vista dalla piastra.