bus-holder

Un bus-holder es un transistor débil de pull-up o pull-down que mantiene el último nivel de voltaje en un bus triestado cuando todos los drivers activos están deshabilitados. Cuando ningún dispositivo está controlando activamente el bus, el bus-holder evita que la línea flote a un estado indefinido aplicando una corriente suave que mantiene el voltaje en nivel lógico alto o bajo, dependiendo del diseño. Esto asegura que cualquier receptor que lea el bus vea un valor definido en lugar de ruido o un estado indeterminado.

El bus-holder se denomina débil porque su transistor pull tiene alta impedancia, típicamente en el rango de los kiloohmios. Esta debilidad es intencional. Si un nuevo driver quiere tomar el control del bus, debe ser capaz de superar al bus-holder y llevar la línea a un nuevo voltaje sin un consumo excesivo de corriente. Un pull-up o pull-down fuerte competiría con los nuevos drivers y desperdiciaría energía. El bus-holder cede tan pronto como cualquier dispositivo comienza a conducir con fuerza normal.

Por qué el bus-holder es importante

Los buses triestado, como PCI o las líneas de datos paralelas, cambian frecuentemente entre múltiples drivers. Durante las transiciones entre drivers, incluso microsegundos de bus sin control pueden causar que el acoplamiento capacitivo capte ruido, diafonía de señales adyacentes o interferencia electromagnética. Un bus flotante también puede activar múltiples etapas de entrada simultáneamente, causando lecturas fantasma y corrupción de datos. El bus-holder elimina esta ventana de vulnerabilidad manteniendo el último estado válido. Esto es más barato y rápido que esperar a que las resistencias pull-up explícitas estabilicen el bus después de cada transición.

Los bus-holders suelen integrarse en las celdas de búfer de E/S en FPGAs, ASICs y microcontroladores. También se encuentran como componentes discretos en diseños de buses paralelos heredados. Debido a que disipan muy poca energía al mantener el estado, añaden una carga térmica mínima. Sin embargo, la fuerza del bus-holder debe coincidir cuidadosamente con la capacitancia del bus y las velocidades de respuesta; un bus-holder demasiado débil no mantendrá el nivel frente al ruido, mientras que uno demasiado fuerte desperdiciará energía y ralentizará innecesariamente a los nuevos drivers.