Регистры параллельного действия. Регистр защелка
ЛЕКЦИЯ № 16
по учебной дисциплине:
"ЦУ и МП в РЭО"
Тема 1.3: Последовательностные функциональные узлы
Занятие 1.3.5: " Регистры"
План лекции:
Введение.
Общие сведения о регистрах и их классификация.
Регистры параллельного действия. Регистр защелка.
Сдвигающие регистры.
Заключение.
Учебная литература: [1], [3], [6], [7].
Общие сведения о регистрах и их классификация
Мы ранее говорили, что узлами (операционными элементами) с памятью являются:
- регистры;
- счетчики;
- пересчетные схемы;
- накапливающие сумматоры.
Регистры – самые распространенные узлы цифровых устройств.
Регистр – это ИМС средней степени интеграции, предназначенная для запоминания и хранения многоразрядного слова или его частей.
Регистром называется последовательностное устройство, предназначенное для записи, хранения и (или) сдвига информации, представленной в виде многоразрядного двоичного кода (от английского – Register ).
Из определения вытекает, что регистры должны содержать элементы памяти и, следовательно, строятся на триггерах.
Регистромв цифровой технике называется последовательное или параллельное соединение нескольких триггеров.
Также в регистрах используются вспомогательные элементы в виде комбинационных схем для управления работой триггеров.
В регистрах выполняются следующие микрооперации:
- прием и выдача информации;
|
|
|
- хранение информации;
- преобразование кода числа из последовательного в параллельный и наоборот;
- преобразование прямого кода в обратный код и наоборот;
- организация выполнения преобразований над числами с целью их обработки в различных устройствах.
- сдвиг хранимой информации вправо либо влево на определенное число разрядов.
Сдвиг вправо на один разряд – все равно, что разделить на 2, влево – умножить на 2. Например:
А=0011002 = 1210;
В=0000112 = 310 (12×2-2 = 3);
С=1100002 = 4810 (12×22 = 48).
Основная функция регистра– хранение многоразрядного числа или его части, которое представлено в двоичной системе счисления.
Таким образом, для хранения n-разрядного двоичного числа регистр должен содержать n-триггеров.
Помимо основного предназначения (хранения двоичного кода, преобразования, сдвига и передачи на выход) регистры также используются для выполнения и других функций. На их основе строятся такие устройства как:
- линии задержки на заданное число тактов;
- накапливающие сумматоры;
- формирователи импульсов большей длительности;
- генераторы псевдослучайных последовательностей.
Регистры применяют в АЛУ в качестве узлов, выполняющих различные логические операции.
|
|
|
Регистры являются последовательностными схемами с различными комбинациями последовательного и параллельного способов записи и считывания информации.
По способу приема информации регистры подразделяются на:
- параллельные (регистры параллельной загрузки) – информация записывается и считывается только в параллельной форме, т. е. прием и выдача слов производятся по всем разрядам одновременно. В них хранятся слова, которые могут быть подвергнуты поразрядным логическим преобразованиям. В этих регистрах схемы разрядов не обмениваются данными между собой. Общими для разрядов обычно являются цепи тактирования, сброса/установки, разрешения выхода или приема, т. е. цепи управления;
- последовательные (последовательной загрузки), которые также называются сдвигающие (сдвиговые) – запись и считывание информации происходит только в последовательной форме при этом слова принимаются и выдаются разряд за разрядом. Тактирующие сигналы при вводе и выводе слов перемещают их в разрядной сетке. Сдвигающий регистр может быть нереверсивным (с однонаправленным сдвигом) или реверсивным (с возможностью сдвига в обоих направлениях);
- последовательно-параллельные (реверсивные, универсальные илидвунаправленного действия), такие универсальные регистры можно использовать для преобразования кода из параллельного в последовательный и наоборот. Последовательно-параллельные регистры имеют входы/выходы одновременно последовательного и параллельного типа. Кроме того, существуют варианты с последовательным входом и параллельным выходом (SIPO, Serial Input – Parallel Output), параллельным входом и последовательным выходом ( PISO ), а также варианты с возможностью любого сочетания способов приема и выдачи слов.
|
|
|
По числу каналов передачи информации регистры подразделяются на:
- однофазные – информация вводится либо в прямом, либо в обратном коде;
- парафазиые – одновременно и прямом, и в обратном кодах.
При этом как входная, так и выходная информация может быть представлена как в прямом, так и инверсном входе.
По способу тактирования (синхронизации) регистры подразделяют на:
- однотактные, синхронизируемые одной управляющей последовательностью;
- двутактные;
- многотактные, управляемые несколькими последовательностями импульсов.
Сдвиговые регистры могут быть:
- однонаправленные, когда записанную информацию сдвигают только в одной направлении;
|
|
|
- двунаправленные, в которых информация сдвигается как вправо, так и влево. Для таких регистров предусматривается специальный вход включения режима направления сдвига.
В отечественных сериях микросхем регистры определяют по буквам ИР – функциональное назначение, например, 555ИР8, К561ИР2. Первая буква И соответствует подгруппе «Схемы арифметических и дискретных устройств». На принципиальных схемах регистры обозначают буквами RG .
Чаще всего регистры строят на основе D и J К -триггеров.
В сдвиговых регистрах используются только двухступенчатые триггеры или триггеры с динамическим управлением. Это гарантирует сдвиг информации строго на один разряд по каждому импульсу синхронизации. При использовании других триггеров процесс сдвига становится неуправляемым и за один импульс синхронизации кодовое число может быть сдвинуто на несколько разрядов.
Регистры параллельного действия. Регистр защелка
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 204; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!