Push-pull輸出，實際上內部是用了兩個電晶體（transistor），此處分別稱為top transistor和bottom transistor。通過開關對應的電晶體，輸出對應的電平。top transistor打開（bottom transistor關閉），輸出為高電平；bottom transistor打開（top transistor關閉），輸出低電平。Push-pull即能夠漏電流（sink current），又可以集電流（source current）。其也許有，也許沒有另外一個狀態：高阻抗（high impedance）狀態。除非Push-pull需要支援額外的高阻抗狀態，否則不需要額外的上拉電阻。
Open-Drain:
Open-drain輸出，則是比push-pull少了個top transistor，只有那個bottom transistor。（就像push-pull中的那樣）當bottom transistor關閉，則輸出為高電平。此處沒法輸出高電平，想要輸出高電平，必須外部再接一個上拉電阻（pull-up resistor）。Open-drain只能夠漏電流（sink current），如果想要集電流（source current），則需要加一個上拉電阻。
常見的GPIO的模式可以配置為open-drain或push-pull，具體實現上，常為通過配置對應的寄存器的某些位元來配置為open-drain或是push-pull。當我們通過CPU去設置那些GPIO的配置寄存器的某位元（bit）的時候，其GPIO硬體IC內部的實現是，會去打開或關閉對應的top transistor。相應地，如果設置為了open-d模式的話，是需要上拉電阻才能實現，也能夠輸出高電平的。因此，如果硬體內部（internal）本身包含了對應的上拉電阻的話，此時會去關閉或打開對應的上拉電阻。如果GPIO硬體IC內部沒有對應的上拉電阻的話，那麼你的硬體電路中，必須自己提供對應的外部（external）的上拉電阻。而push-pull輸出的優勢是速度快，因為線路（line）是以兩種方式驅動的。而帶了上拉電阻的線路，即使以最快的速度去提升電壓，最快也要一個常量的R×C的時間。其中R是電阻，C是寄生電容（parasitic
capacitance），包括了pin腳的電容和板子的電容。但是，push-pull相對的缺點是往往需要消耗更多的電流，即功耗相對大。而open-drain所消耗的電流相對較小，由電阻R所限制，而R不能太小，因為當輸出為低電平的時候，需要sink更低的transistor，這意味著更高的功耗。（此段原文：because the lower
transistor has to sink that current when the output is low; that means higher
power consumption.）而open-drain的好處之一是，允許你cshort（？）多個open-drain的電路，公用一個上拉電阻，此種做法稱為wired-OR連接，此時可以通過拉低任何一個IO的pin腳使得輸出為低電平。為了輸出高電平，則所有的都輸出高電平。此種邏輯，就是“線與”的功能，可以不需要額外的gate電路來實現此部分邏輯。
對於GPIO的模式的設置，在不考慮是否需要額外的上拉電阻的情況下，是設置為open-drain還是push-pull，說到底，還是個權衡的問題：
如果你想要電平轉換速度快的話，那麼就選push-pull，但是缺點是功耗相對會大些。
如果你想要功耗低，且同時具有“線與”的功能，那麼就用open-drain的模式。（同時注意GPIO硬體模組內部是否有上拉電阻，如果沒有，需要硬體電路上添加額外的上拉電阻）
open drain, 外部需有pull up電阻, 內部floating
push pull外部則不須pull up, 由內部control
Helpful, thanks
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