Регистры. Регистрами называются многофункциональные последовательностные устройства, которые выполняют ряд операций над многоразрядными цифровыми кодами: запись

Регистрами называются многофункциональные последовательностные устройства, которые выполняют ряд операций над многоразрядными цифровыми кодами: запись, хранение, выдачу информации, сдвиг информации в разрядной сетке вправо или влево, поразрядные логические операции.

Регистры находят широкое применение в различных устройствах цифровой электроники. Например, регистры используются для кратковременного хранения небольшого объема информации. В компьютерах они исполняют роль сверхоперативных запоминающих устройств.

Регистры классифицируют по различным признакам. По способу синхронизации различают однотактные, двухтактные и многотактные регистры. По количеству линий передачи информации различают однофазные и парафазные регистры. Главным признаком классификации регистров является способ приема и выдачи информации. По этому признаку различают параллельные регистры; последовательные (сдвигающие) регистры и параллельно-последовательные регистры.

Параллельный регистр. Пример схемы параллельного регистра, построенного на -триггерах, показан на рис. 9.28а. В каждый -триггер может быть записана, храниться и считываться информация одного разряда, в нашем случае, четырехразрядного слова. Схемы разрядов не связаны между собой. Для всех триггеров общей является цепь синхронизации. При подаче на вход регистра импульса синхронизации выполняется запись в -триггеры информации в виде прямого цифрового кода в параллельной форме. С приходом этого же импульса синхронизации произойдет очистка тех -триггеров, в которые будет записываться логические нули, поступившего на вход регистра цифрового кода. Таким образом, рассматриваемый регистр является однотактным параллельным регистром с однофазным входом. В приведенной схеме информация сохраняется до прихода следующего импульса синхронизации на вход регистра. На промежутках времени между двумя синхроимпульсами хранимая информация может считываться с выхода регистра в виде параллельного прямого кода. Цепи управления считыванием информации на рис. 9.28 не показаны. В современной схемотехнике регистры строят преимущественно на двухступенчатых -триггерах или на -триггерах с динамическим управлением. На рис. 9.28б показано условное графическое обозначение параллельного регистра.

а) б)

Рис. 9.28. Параллельный регистр:

а) структурная схема;

б) условное графическое обозначение

Сдвигающий регистр. Сдвигающие регистры представляют собою последовательную цепочку разрядных схем. На -триггерах схема последовательного однотактного регистра со сдвигом вправо показана на рис. 9.29а. Условное графическое обозначение такого регистра представлено на рис. 9.29б. Цепь синхронизации для всех триггеров является общей. Принцип записи четырехразрядного прямого последовательного цифрового кода в регистр поясняет, приведенная ниже таблица. При поступлении на вход первого синхроимпульса в регистр записывается один младший разряд цифрового кода (слова). С поступлением каждого следующего синхроимпульса производится запись следующего старшего разряда со сдвигом кода вправо в триггеры младших разрядов. Для записи - разрядного кода сам регистр должен содержать триггеров, а на его вход надо подать синхроимпульсов.

Рис. 9.29. Сдвигающий регистр

а) структурная схема;

б) условное графическое обозначение

Хранимую в сдвигающем регистре информацию в виде последовательного кода можно считать, подав на вход регистра последовательность из синхроимпульсов. Как показано на рис. 9.29а, информацию можно также считывать в виде параллельного прямого кода. Используя на выходе сдвигающего регистра схемы управления из КЛУ, хранимую информацию можно считывать в виде последовательного или параллельного, прямого или обратного цифрового кода, т.е. регистр, может выполнять функции преобразователя кодов.

Таблица 9.5

Пояснение последовательной записи

цифрового кода в сдвигающий регистр

№ синхро-импульса
		-	-	-
			-	-
				-

Сдвигающий регистр задерживает передачу информации на тактов машинного времени. Это используется в вычислительной технике для согласования процесса обмена информацией между устройствами, работающими в различных масштабах времени (с различным быстродействием).

Разновидностью сдвигающего регистра является реверсивный регистр. В реверсивном регистре для изменения направления сдвига (вправо – влево) организуют межразрядные связи между соседними триггерами с помощью КЛУ. Реверсивные регистры используются в арифметико-логических устройствах для выполнения операций умножения и деления.

Дата добавления: 2014-11-16