Регистровая память. Сверхоперативное
Запоминающее устройство
(Слайд) Из статических регистров составляются блоки регистровой памяти – регистровые файлы. В микросхеме типа ИР26 (серий КР1533, К555 и др.) можно хранить 4 четырехразрядных слова с возможностью независимой и одновременной записи одного слова и чтения другого.
Регистровая память – register file – это сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ) – схема из нескольких регистров, предназначенная для хранения нескольких многоразрядных слов.
На рисунке 17.12 показан пример реализации СОЗУ, состоящего из четырех 8-разрядных регистров (подключение RG2 и RG3 не показано, оно осуществляется аналогично). Данное СОЗУ имеет информационный объем 4×8 бит – 4 слова по 8 бит, или 4 байта.
(Слайд)
Рисунок 17.12 – Схема регистровой памяти из четырех 8-разрядных регистров
(подключение RG2 и RG3 не показано, оно осуществляется аналогично,
Мультплексоры – из 8-ми показаны 3)
(Слайд) Бит – элементарный информационный объём, соответствующий одному разряду двоичного числа.
Байт – единица количества информации, соответствующая группе соседних двоичных разрядов (обычно из 8 разрядов), которой ЦВМ может оперировать как одним целым. Более крупные единицы информации – слова, обычно содержащие число разрядов, кратное длине байта. 1 байт=8 бит.
Здесь DI – data input – входная шина данных, DO – data output – выходная шина данных, WR – сигнал записи в СОЗУ, RD – сигнал чтения информации из СОЗУ, ВШД – внутренняя шина данных.
|
|
|
Каждый регистр имеет двухразрядный адрес, который подается на входы дешифратора. Например, крайний левый (см. рисунок 17.12) регистр RG1 имеет адрес 
, следующий – 
(не показан на рисунке), далее – 
(не показан), а крайний справа регистр RG4 имеет адрес 
.
При наличии активного сигнала записи 
дешифратор в соответствии с кодом адреса выдает на один из регистров активный сигнал 
, по которому информация с входной шины данных DI записывается в выбранный регистр. По заднему фронту 
информация в этом регистре "защелкивается".
Если, например, на DI подана информация 
, и адрес регистра равен , тогда активный сигнал на выходе "3" дешифратора будет подан как на регистр RG4. На остальных регистрах в это время будет неактивный уровень сигнала 
, поэтому информация с входной шины данных будет записана в RG4, в остальных регистрах будет храниться записанная ранее информация.
При активном сигнале чтения 
активизируются все 8 мультиплексоров (на схеме показаны первый, второй и восьмой, остальные подключены аналогичны), поскольку на их разрешающие входы подан активный сигнал 
. В соответствии с поданным на дешифратор адресом, мультиплексоры коммутируют на выходную шину данных информацию с выбранного регистра. Например, , адрес регистра равен . Тогда на всех мультиплексорах будет , все они начинают выбирать информацию в соответствии с адресом . Поэтому на выходную шину DO будут поданы разряды внутренней шины с номерами 25 – с первого мультиплексора, 26 – со второго, 27 – с третьего, 28 – с четвертого, 29 – с пятого, 30 – с шестого, 31 – с седьмого и 32 – с восьмого мультиплексора. Таким образом, информация, являющаяся копией содержимого регистра RG 4 с адресом 
передается на выходную шину данных DO.
|
|
|
Рассмотрим еще один пример синтеза схемы регистровой памяти объемом на 4 двухразрядных слова рисунок 17.13. Поскольку количество регистров равно 4, для их адресации достаточны 2 линии адреса. Соответственно количеству регистров разрядность мультиплексоров равна 4. Здесь же отображено состояние всех точек схемы при заданной входной информации.
(Слайд)
Рисунок 17.13 – Схема регистровой памяти из четырех 2-разрядных регистров
На рисунке 17.13 приняты обозначения 
и 
– значения выходов регистров 
и 
соответственно в предыдущие моменты времени – показывают, что информация на соответствующем выходе не изменяется. Аналогично 
– неизменное состояние выхода мультиплексора.
|
|
|
Ключевые термины
Z-состояние – то же, что третье состояние.
Высокоимпедансное состояние – то же, что третье состояние.
Регистр – это ИМС средней степени интеграции, предназначенная для запоминания и хранения многоразрядного слова.
Регистровая память – register file – это сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ) – схема из нескольких регистров, предназначенная для хранения нескольких многоразрядных слов.
Состояние высокого сопротивления – то же, что третье состояние.
Третье состояние (первые два – это логический 0 и логическая 1) – состояние выходов ИМС, при котором они отключены и от источника питания, и от общей точки.
Краткие итоги
Если триггер может быть воспринят как устройство для хранения одного бита информации, параллельное соединение триггеров с единым управлением позволяет синтезировать регистр, предназначенный для сохранения одного многоразрядного числа. Разрядность сохраняемого числа равна разрядности регистра. Соединение нескольких регистров позволяет создать схему памяти для хранения нескольких многоразрядных чисел. Количество этих чисел равно количеству регистров и равно целой степени числа 2 – т. е. возможно соединение 2, 4, 8, 16 и т. д. регистров. Для их адресации понадобятся соответственно 1, 2, 3, 4 и т. д. адресные линии.
|
|
|
Набор для практики
Вопросы для самопроверки
1. Что такое регистр?
2. Что такое СОЗУ?
3. Нарисуйте функциональную схему:
4. 2-разрядного регистра;
5. 8-разрядного регистра.
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 123; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!