Параллельные регистры

Общие сведения.

Тема 6.1. Регистры.

План:

1. Общие сведения.
2. Параллельные регистры.
3. Последовательные регистры.
4. Универсальные регистры.

Регистры - узлы вычислительного устройства, предназначенные для приема, хранения и передачи информации, а также для выполнения над ней некоторых логических преобразований. Регистры представляют собой последовательность триггеров и дополнительную логику, которая позволяет выполнять различные микрооперации над двоичными данными.

Микрооперация - элементарное машинное действие (за 1 такт), в результате которого информация либо изменяется, либо куда-то пересылается. Все микрооперации делятся на следующие группы:

1. Прием информации (запись в регистр).

2. Передача информации (чтение из регистра).

3. Логические преобразования: конъюнкция, дизъюнкция, сдвиг на 1 разряд и т.д.

4. Специальные микрооперации - определение различных признаков: бит приоритета, контроль над четностью и т.д.

Классификация регистров:

I. По характеру приема и выдачи информации:

1) Параллельные регистры (регистры хранения) - в них прием и выдача данных осуществляется одновременно по всем разрядам, то есть параллельно.

2) Последовательные (регистры сдвига) - в них прием данных осуществляется последовательно, разряд за разрядом, а выдача информации может осуществляться параллельно.

3) Параллельно-последовательные - в них прием и выдача данных может осуществляются, как последовательно, так и параллельно.

II. По числу тактовых импульсов:

1) Однотактные.

2) Многотактные.

В параллельных регистрах запись двоичного числа осуществляется параллельно, т.е во все разряды регистра одновременно.

Функция такого параллельного регистра сводится только к приему, хранению и передаче информации, поэтому их называют регистрами хранения.

Параллельный регистр может быть построен на любом типе триггеров.

Рис. Структурная схема 4-х разрядного параллельного регистра

В данной схеме присутствует 1 четырехразрядный канал, т.к одновременно принимается и передается по 4 бита информации.

Т1-Т4 - триггеры для хранения информации.

Т1 - триггер младшего разряда.

Т4 - триггер старшего разряда.

Логические элементы 1-4 - элементы, управляющие записью информации в регистр.

Логические элементы 5-8 - элементы, управляющие считыванием информации из регистра.

Перед записью информации в регистр все триггеры надо обнулить, т.е установить их в нулевое состояние, для этого необходимо подать 1 на вход “установка 0”.

Чтобы записать информацию в регистр необходимо подать 1 на вход “запись”, при этом информация параллельно запишется во все 4 триггера.

После окончания записи эта информация будет храниться в триггерах регистра, несмотря на то, что информация на входе может изменяться.

Для считывания информации необходимо подать 1 на вход “чтение”, при этом на выходах регистра появится информация, которая хранится в регистре, а те данные, которые хранились в регистре, так в нем и остаются.

В интегральном исполнении параллельные регистры получили большое распространение.

Например: ИМС К555ИР22 - это 8-разрядный параллельный регистр на D- триггерах.

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7	RG	Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
PE OE	Ucc GND

Рис. УГО ИМС К555ИР22.

D0-D7 - входной канал.

Q0-Q7 - выходной канал.

РЕ - разрешение параллельной загрузки.

ОЕ - установка 0.

Основные параметры ИМС К555ИР22:

1. Ток потребления < 40 мА.

2. Максимальное время задержки < 32 нс.

Дата добавления: 2014-01-07