Atraso de propagação de sinal

O atraso de propagação é o tempo necessário para que um sinal chegue ao seu destino. Pode estar relacionado a redes, eletrônica ou física.

Redes

Em redes de computadores, o atraso de propagação é a quantidade de tempo que leva para a cabeça (o início) do sinal viajar do remetente ao receptor. Pode ser calculado como a razão entre o comprimento do link e a velocidade de propagação no meio específico.

O atraso de propagação é igual a d / s onde d é a distância e s é a velocidade de propagação da onda [en]. Na comunicação sem fio, s=c, ou seja, a velocidade da luz. No fio de cobre [en], a velocidade geralmente varia de 0,59c a 0,77c.^[1]^[2] Este atraso é o maior obstáculo no desenvolvimento de computadores de alta velocidade e é chamado de gargalo de interconexão [en] em sistemas de circuitos integrados (C.I.).

Eletrônica

Em eletrônica, circuitos digitais e eletrônica digital, o atraso de propagação, ou atraso de porta, é o período de tempo que começa quando a entrada de uma porta lógica se torna estável e válida para mudar, até o tempo em que a saída dessa porta lógica é estável e válida para alterar. Frequentemente, nas folhas de dados dos fabricantes, isso se refere ao tempo necessário para a saída atingir 50% de seu nível de saída final a partir do momento em que a entrada muda para 50% de seu nível de entrada final. Isso pode depender da direção da mudança de nível, caso em que são fornecidos atrasos separados de queda e subida t_PHL e t_PLH ou t_f e t_r. A redução dos atrasos de porta em circuitos digitais permite que eles processem dados em uma taxa mais rápida e melhorem o desempenho geral. A determinação do atraso de propagação de um circuito combinado requer a identificação do caminho mais longo dos atrasos de propagação da entrada para a saída e adicionando cada atraso de propagação ao longo desse caminho.

A diferença nos atrasos de propagação dos elementos lógicos é o principal contribuinte para falhas em circuitos assíncronos [en] como resultado de condições de corrida.

O princípio do esforço lógico [en] utiliza atrasos de propagação para comparar projetos que implementam a mesma declaração lógica.

O atraso de propagação aumenta com a temperatura de operação, pois a resistência de materiais condutores tende a aumentar com a temperatura. Aumentos marginais na tensão de alimentação podem aumentar o atraso de propagação, uma vez que a tensão de limite de comutação superior, V_IH (muitas vezes expressa como uma porcentagem do trilho de alimentação de alta tensão), naturalmente aumenta proporcionalmente.^[3] Aumentos na capacitância de carga de saída, muitas vezes devido à colocação de cargas de fan-out aumentadas em um fio, também aumentarão o atraso de propagação. Todos esses fatores influenciam uns aos outros por meio de uma constante de tempo RC [en]: qualquer aumento na capacitância de carga aumenta C, a resistência induzida pelo calor aumenta o fator R e os aumentos de tensão de limite de alimentação afetarão se mais de uma constante de tempo for necessária para atingir o limite. Se a saída de uma porta lógica for conectada a um traço longo ou usada para acionar muitas outras portas (fan-out alto), o atraso de propagação aumentará substancialmente.

Os fios têm um atraso de propagação aproximado de 1 ns para cada 6 polegadas (15 cm) de comprimento.^[4] As portas lógicas podem ter atrasos de propagação que variam de mais de 10 ns até a faixa de picossegundos, dependendo da tecnologia que está sendo usada.^[4]

Física

Na física, particularmente no campo eletromagnético, o atraso de propagação é o tempo que um sinal leva para chegar ao seu destino. Por exemplo, no caso de um sinal elétrico, é o tempo que o sinal leva para percorrer um fio. Veja também fator de velocidade [en] e propagação de rádio.

Ver também

Atraso de contaminação [en]
Atraso de transmissão
Cálculo de atraso [en]
Latência
Tempo de voo

Referências

↑ «What is propagation delay? (Ethernet physical layer)». Ethernet F.A.Q. (em inglês). 21 de outubro de 2010. Consultado em 9 de novembro de 2010
↑ «Propagation delay and its relationship to maximum cable length». Networking glossary (em inglês). Consultado em 9 de novembro de 2010. Arquivado do original em 20 de fevereiro de 2011
↑ «Logic signal voltage levels». All about circuits (em inglês). Consultado em 1 de junho de 2016
↑ ^a ^b Balch, Mark (2003). Mcgraw Hill - Complete digital design A comprehensive guide to digital electronics and computer system architecture (em inglês). [S.l.]: McGraw-Hill Professional. 430 páginas. ISBN 978-0-07-140927-8

[Ethernet_propagation_delay-1] «What is propagation delay? (Ethernet physical layer)». Ethernet F.A.Q. (em inglês). 21 de outubro de 2010. Consultado em 9 de novembro de 2010

[Propagation_Delay-2] «Propagation delay and its relationship to maximum cable length». Networking glossary (em inglês). Consultado em 9 de novembro de 2010. Arquivado do original em 20 de fevereiro de 2011

[3] «Logic signal voltage levels». All about circuits (em inglês). Consultado em 1 de junho de 2016

[Complete_digital_design-4] Balch, Mark (2003). Mcgraw Hill - Complete digital design A comprehensive guide to digital electronics and computer system architecture (em inglês). [S.l.]: McGraw-Hill Professional. 430 páginas. ISBN 978-0-07-140927-8

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