Операционные элементы хранения

Элементы хранения обеспечивают длительное хранение двоичных кодов без поддержания входных сигналов. К таким элементам относятся триггеры, регистры, сдвиговые регистры и счетчики.

Триггеры предназначены для хранения одноразрядных двоичных слов, значений логических функций. Как самостоятельные структурные элементы чаще других используются RS- и D-триггеры.

Условное обозначение RS-триггера, как структурного элемента, приведено на рис. 1.2. Его функционирование описывается следующими микрокомандами:

R: T:= 0;

S: T:= 1.

Условное обозначение D-триггера, как структурного элемента, приведено на рис. 1.3.

В D-триггерах с синхронизацией по фронту информация с D -входа записывается в триггер в момент поступления сигнала C. Функционирование D-триггера с синхронизацией по переднему фронту:

C ⁺: T:= D,

где C ⁺ обозначает передний фронт синхросигнала.

В D-триггерах с синхронизацией уровнем (импульсная синхронизация) информация с D -входа поступает на выход Q триггера с момента поступления сигнала C, а в момент снятия сигнала C значение D фиксируется как состояние триггера. Триггеры с синхронизацией уровнем более просты и время распространения сигнала в них меньше. Функционирование D-триггера с синхронизацией уровнем:

C: Т:= D;

Регистр состоит из отдельных триггеров, имеющих общие цепи управления. Условное обозначение n -разрядного регистра на структурных схемах показано на рис. 1.4.

В регистре могут выполняться две микрооперации: по сигналу y 0 – сброс и по сигналу y 1 – занесение (запись). Эти микрооперации для регистра с синхронизацией по фронту записываются следующим образом:

y 0: RG:= 0;

y 1⁺: RG:= D.

Функционирование регистра с синхронизацией уровнем:

y 0: RG:= 0;

y 1: RG:= D.

При необходимости в регистре могут быть предусмотрены микрооперации не только над всеми разрядами, но и над отдельными их группами (рис. 1.5). Если в микрооперации выполняются действия не над полными кодами, а над отдельными разрядами, то эти разряды обозначаются как элементы массива, например, RG [7], RG [1..5].

Сдвиговые регистры служат для хранения и сдвига двоичного кода вправо или влево на 1 разряд. В зависимости от направления сдвига для арифметических кодов это эквивалентно делению или умножению на 2. Для заполнения освобождающегося при сдвиге разряда сдвиговый регистр имеет специальный информационный вход V. Один из возможных вариантов условного обозначения n -разрядного сдвигового регистра на структурных схемах показан на рис. 1.6.

Микрооперации:

y 0: SRG:= 0

y 1: SRG:= D

y 2: SRG:= L 1(SRG, V).

Эта же схема может использоваться для сдвига вправо, если разряды шины D подключить к D -входам регистра в обратном направлении.

Существуют реверсивные сдвиговые регистры, с помощью которых можно осуществлять сдвиг как влево, так и вправо.

Счетчик выполняет функции регистра и, кроме того, может производить микрооперации счета. Условное обозначение n -разрядного реверсивного счетчика на структурных схемах показано на рис. 1.7.

P ⁺ – выход переполнения или переноса счетчика при сложении, P ^- – выход переполнения или заема при вычитании. Эти выходы могут использоваться для последовательного соединения счетчиков, а также в качестве сигналов ЛУ.

Реверсивный счетчик выполняет следующий набор микроопераций:

y 0: CNT:= 0;

y 1: CNT:= 1;

y 2: CNT:= CNT + 1;

y 3: CNT:= CNT – 1.

P ⁺ = 1, когда CNT = 2 ⁿ - 1 и поступает сигнал y 2.

P ^- = 1, когда CNT = 0 и поступает сигнал y 3.

Дата добавления: 2014-01-06