Responda às seguintes perguntas sobre o nível lógico digital
Descreva o funcionamento de um esquema de arbitragem descentralizado.

Passo 1

Beleza, olha só o que o enunciado tá pedindo: “Descreva o funcionamento de um esquema de arbitragem descentralizado” dentro do assunto de nível lógico digital.
Conteúdo da matéria: é sobre como vários “mestres” de um barramento decidem quem fica com o barramento sem ter um controlador central.
O que precisamos: entender o conceito de lógica “wired-AND” (ou “wired-OR”, dependendo da tecnologia) e como a dominância de níveis lógicos permite fazer uma eleição de forma distribuída.

Passo 2

Primeiro, “arbitragem de barramento” significa resolver conflitos quando dois ou mais dispositivos (mestres) querem falar ao mesmo tempo. Num esquema descentralizado, não existe um chip único mandando em todo mundo. Cada mestre participa do processo e colabora pra escolher quem ganha.
Teoria básica:
  • Num barramento “wired-AND” (por ex., no CAN bus), um nível lógico ‘0’ domina um ‘1’.
  • Quando vários mestres puxam a linha ao mesmo tempo, se qualquer um aplicar ‘0’, a linha fica em ‘0’.
  • Se todos aplicarem ‘1’, a linha fica em ‘1’.

Passo 3

Como funciona a arbitragem bit a bit?
  1. Todos os mestres que querem usar o barramento começam a transmitir seu identificador (ID) ao mesmo tempo, bit mais significativo primeiro.
  2. A cada bit transmitido, cada mestre monitora o barramento:
    • Se ele envia ‘1’ mas lê ‘0’, significa que existe alguém com prioridade maior (pois ‘0’ domina).
    • Então ele desiste da disputa e para de transmitir.
  3. Quem transmite ‘0’ e lê ‘0’ continua na disputa; quem envia ‘0’ mas lê ‘1’ não ocorre (pois ‘0’ sempre vence).
  4. Depois de transmitir todos os bits do ID, só vai sobrar um mestre, o de menor ID (ou maior prioridade, dependendo da convenção), que assume o controle do barramento.

Passo 4

Exemplo de dominação de bits (wired-AND):
Tabela de “o que aparece na linha” quando dois mestres transmitem:
M1 transmite M2 transmite Nível no barramento
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Em LaTeX, essa ideia de dominância pode ser vista como
L = L1 ,wed>=, L2
onde representa nível dominante e equivale a “falso” (LOW), e é “verdadeiro” (HIGH).

Passo 5

Resumo do algoritmo passo a passo:
a) Todos iniciam transmissão do ID em paralelo, bit a bit.
b) A cada bit: se você transmitiu ‘1’ mas viu ‘0’, sai da corrida.
c) Quem só transmitir bits compatíveis com o que lê (ou seja, sempre “vê” o que ele mesmo “pôs” porque venceu) chega até o fim.
d) Esse único mestre restante ganha a arbitragem e pode usar o barramento sem colisão.

Resposta

Num esquema de arbitragem descentralizado (como no CAN), cada mestre transmite simultaneamente seu ID e monitora o barramento. Pelo princípio de “wired-AND” (onde ‘0’ domina ‘1’), quem transmite ‘1’ mas lê ‘0’ percebe que perdeu e para a transmissão. Assim, sem controlador central, sobra exatamente um mestre (o de maior prioridade) que usa o barramento de forma ordenada.

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