N-проводная троичка

[kvas]

"Кто верит в Магомета, кто в Аллаха, кто в Иисуса, кто ни во что не верит, даже в чёрта на зло всем" - писал (и пел) классик о вкусовщине в выборе объекта религиозного поклонения...
Часто наблюдая на этом форуме (а ранее - и на других, аналогичной направленности) споры между сторонниками трёх- двух- и одно-проводной реализаций троичного сигнала хочу предложить обсудить их преимущества и недостатки. Классифицировать и упорядочить как-то.
Прошу всех, кто присоединится к теме, сразу принять, что ссылки на троичность Божественного в догматах христианства, троичность источников и составных частей марксизма по В.И.Ленину, двоичность/двойственность всего сущего в догматах даосизма и прочие идеологические изыски - чушь без технического обоснования. Даже сама троичность цифровой техники интересна не как самоцель, а как возможность/способ найти интересные технические решения, более выгодные, чем решения, основанные на уже привычной и широко применяемой двоичности.
Т.е. прошу именно ТЕХНИЧЕСКОГО обсуждения разных способов реализации троичных сигналов. Спасибо тем, кто окажется способен "не привлекать излишних сущностей".

Примем, что троичность, если (есть разница и при этом) особо не оговорено иное - подразумевается в своём сбалансированном виде, т.е. "-1,0,+1". Если собираетесь высказаться про несбалансированную троичность - не сочтите за труд это оговаривать особо.
Так-же считаем, что проводник, выравнивающий потенциалы приёмника и передатчика сигнала ("цифровая земля") - существет априори, и в подсчёте числа проводников не учитывается.
Будет упоминаться тактовая линия, кому удобнее её понимать (и называть) не "тактовый сигнал", а "сигнал готовности" или "строб данных" - не стесняйтесь, так и называйте.

[Shaos]

Сейчас понабегут апологеты классических систем счисления и будут доказывать с приведением цитат, что настоящая троичность это 0,1,2, а сбалансированная троичность это вообще на самом деле двоичность

P.S. Это к нам тот самый kvas зашёл?

[kvas]

Итак, однопроводные реализации могут быть следующих типов:

1а) статическими трёхуровневыми сбалансированными, где сигнал передаётся значением электрического напряжения (или тока) со значениями -n, 0, +n вольт (или ампер);

[kvas]

1б) статическими трёхуровневыми несбалансированными, где сигнал передаётся значением электрического напряжения (или тока) со значениями 0, +n, +2n вольт (или ампер);

[kvas]

1в) статическими двухуровневыми с использованием высокоомного состояния, где сигнал передаётся значением электрического напряжения со значениями 0,+n вольт и Z-состоянием (фактически становится значимым не только уровень к которому подтягивается состояние линии, но и сила этой подтяжки, т.е. нагрузочная способность источника сигнала);

[kvas]

1г) динамической трёхфазной, в которой сигнал передаётся импульсом со сдвигом -120, 0, +120 градусов, относительно тактового сигнала;

[kvas]

1д) динамической с использованием длительности импульса (ШИМ-заполненности такта), в которой сигнал передаётся за счёт того, какую долю тактового цикла однополярное напряжение будет подаваться на линию (например 0% времени - это "-1", 50% времени - это "0", 100% времени такта - это "+1").

[kvas]

Все вышеперечисленные варианты потребуют дополнительной тактовой линии, идущей от источника к приёмнику сигнала параллельно сигнальной линии, которая, по факту, будет кодировать наличие/отсутствие очередной порции данных на выходе, превращая синхронный однопроводной в асинхронный двухпроводной способ передачи.

Есть вариант не требующий дополнительной тактовой линии, это:

1е) динамический самотактирующийся (асинхронный), с использованием длительности импульса, в которой не только изменяющийся сигнал, но и наличие/отсутствие его изменений передаются за счёт того, какую долю тактового цикла однополярное напряжение будет подаваться на линию (например 0% времени - это отсутствие изменений сигнала, 33% времени - это "-1", 67% времени - это "0", 100% времени такта - это "+1").

[kvas]

Теперь рассмотрим двухпроводные синхронные (т.е. требующие тактового сигнала, что превращает их в эквивалент трёхпроводных асинхронных) способы передачи троичного сигнала.

2а) статические двухуровневые несбалансированные; используют уровни напряжения (или тока) 0 и +n вольт (или ампер). Сигнал передаётся за счёт комбинации значений на обеих параллельных линиях (например комбинация "0,0" соответствует значению "0", комбинация "0,n" соответствует "-1", комбинация "n,0" соответствует "+1", комбинация "n,n" либо запрещена, либо соответствует какому-то одному из трёх значений передаваемого троичного сигнала);

[kvas]

2б) статический двухуровневый сбалансированный сигнал, отличается от статического двухуровневого несбалансированного (вариант 2а) тем, что вместо состояний сигнала "0" и "+n" используются состояния "-n" и "+n". В случае использования для кодирования сигнала уровней напряжений отличается от варианта 2а лишь условным потенциалом земляного провода, сдвинув "землю" на -n вольт мы получим в точности вариант 2а. В случае использования для кодирования сигнала не уровней напряжения, а уровней тока, дело несколько усложняется, но отличия от варианта "2а" по прежнему несущественны.

[kvas]

Комбинация сигналов, остававшаяся "лишней" в вариантах "2а" и "2б" может быть использована для отказа от необходимости тактовой линии, и, тем самым, для получения двухлинейного асинхронного способа передачи:

2в) статические двухуровневые несбалансированные самотактирующиеся; используют уровни напряжения (или тока) 0 и +n вольт (или ампер). Сигнал передаётся за счёт комбинации значений на обеих параллельных линиях (например комбинация "0,0" соответствует значению "0", комбинация "0,n" соответствует "-1", комбинация "n,0" соответствует "+1", комбинация "n,n" соответствует сигналу "повтор предыдущего значения", т.е. комбинация "n,n" после комбинации "0,0" будет соответствовать значению "0" и т.д.);

[kvas]

2г) вариативная разновидность способа "2в"; отличается тем, что уже не одна, а почти все комбинации уровней опираются на предыдущее значение передаваемого сигнала (например комбинация "0,0" соответствует циклическому изменению предыдущего значения на "0", т.е. повтору предыдущего сигнала, комбинация "0,n" соответствует циклическому изменению предыдущего значения на "-1", комбинация "n,0" соответствует циклическому изменению предыдущего значения на "+1", комбинация "n,n" соответствует сигналу "отсутствие новых данных" или просто "нет такта").

[kvas]

Теперь рассмотрим трёхпроводные варианты передачи троичного сигнала. Асинхронные способы, не требующие тактового сигнала:

3а) статические двухуровневые несбалансированные самотактирующиеся; используют уровни напряжения (или тока) 0 и +n вольт (или ампер). Сигнал передаётся за счёт комбинации значений на трёх параллельных линиях (например комбинация "0,0,0" соответствует значению "отсутствие новых данных", комбинация "0,0,n" соответствует "-1", комбинация "0,n,0" соответствует "0", комбинация "n,0,0" соответствует "+1", комбинации с уровнями "n" на двух или более линиях запрещены);

[kvas]

При данном (трёхпроводном) способе кодирования, количество возможных комбинаций (при двухуровневых значениях на каждом из трёх проводников) будет равно 2 в 3-й степени, или 8, а количество используемых комбинаций (включая комбинацию "все нули", необходимую для самотактирования) будет равно 4. Получается, что 50% комбинаций (такие, как "0,n,n" или "n,0,n" или "n,n,0" или "n,n,n") не являются необходимыми.

[kvas]

Вот, вкратце, как я вижу различные способы кодирования трёхзначного сигнала. Просто попытался систематизировать, как смог. Если кто сможет дополнить и/или уточнить - милости просим, но не забывайте про первое сообщение в теме, дополняйте, обсуждайте и аргументируйте именно техническими доводами, а то ещё зороастрийскую унарность Ахура-Мазды кто вспомнит...

P.S. Лично мне из однопроводных кажется наиболее интересным способ "1г",
из двухпроводных - способ "2в", из трёхпроводных - "3б" (смотри далее в теме).
Наиболее перспективным (для физической реализации) считаю "2в".