19)Регистры.
Регистр — это последовательное логическое устройство, используемое для хранения n — разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними. Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове (обычно от 4 до 16). На схемах регистры обозначаются буквами RG. Регистр обеспечивает выполнение следующих типичных операций:
приём слова в регистр;
передача слова из регистра;
поразрядные логические операции;
сдвиг слова влево или вправо на заданное число разрядов;
преобразование последовательного кода слова в параллельный и обратно;
установка регистра в начальное состояние (сброс).
Регистры классифицируются по следующим видам:
накопительные (регистры памяти, хранения);
сдвигающие
в свою очередь сдвигающие регистры делятся:
по способу ввода-вывода информации на
параллельные,
последовательные,
комбинированные;
по направлению передачи информации на
однонаправленные
реверсивные
Структура параллельного регистра показана на рисунке:
Классификация регистров:
1)RG на активных элементах
2)RG на пассивных элементах- магнитным сердечником с прямоугольной петлёй гестерезиса.
По возможности сдвига информации
1)статические регистры, которые могут сдвигать все указанные операции, кроме сдвига и преобразования параллельного кода в последовательный. Статические регистры называются запоминающими регистрами или регистрами хранения.
2)сдвигающие регистры способные выполнить любые операции.
По колличеству тактов управления, необходимых для записи информации регитры делятся на
1)однотактные
2)двутактные
3)многотактные
По способу ввода\вывода информации
1)параллельного действия к которым относятся все статические регистры (1 и 2 тактные). В регитсрах параллельного действия ввод и вывод информации осуществляется в параллельном коде.
2)последовательного действия, в котором ввод или вывод информации выполняется в последовательном коде - это регистры требующие для записи или считывания слова опеределённого колличества тактов
3)регистры параллельно-последовательного действия, в которых ввод и вывод информации может осуществляться в параллельных или последовательных кодах. Это универсальные регистры.
По типу представления информации регистры делятся на регистры с выдачей информации в
1)прямом коде
2)обратном
3)парафазном.
Статический однотактный регистр с парафазным приёмом кода:
Регистры сдвига предназначены для приёма, хранения и выдачи информации и сдвига всех разрядов слова на определённое число разрядов влево или вправо. Для реализации операции сдвига триггеры регистра соединяются цепями сдвига и реверсивными цепями сдвига. Регистры сдвига могут быть со сдвигом право, влево и реверсивными, т.е. выполняющие сдвиг влево или вправо. При выполнении сдвига каждый разряд регистра должен одновременно выдавать информацию в следующий разряд и принимать информацию из предыдущего разряда. Поэтому в сдвигающих регистрах применяют 2 ступенчатые синхронные триггеры, внутренняя организация которых предусматривает разделение во времени этапов приёма входной информации (запись в 1 ступень тг) и установки соответствующего состояния на выходах триггера (на выход 2 ступени) - запись информации во вторую ступень. Сдвигающие регистры строятся на базе двухступенчатых JK и D триггеров с динамическим управлением. Сдвиг слова осуществляется от старших разрядов к младшим называется сдвигом вправо, от младших к старшим сдвигом влдево.
Сдвиг на k разрядов числа в двоичной системе эквивалентно умножению на число 2k , при чём знак k определяется направление сдвига:← при k<0, → при к > 0. В качестве основной элементарной операции сдвига слова применяется сдвиг на 1 разряд. При необходимости сдвига слова на большее число разрядов эта операция повторяется соответствующее колличество раз.
1)регистр
сдвига право на 1 разряд 2) на 2 разряда
4-х разрядный регистр со сдвигом влево на D-тг.
Регистры в интегральном исполнении в большинстве случаев это универсальные регистры сдвига. Кроме них выпускаются универсальные реверсивные регистры сдвига. В составе ряда серий цифровых схем включены регистры хранения 4-х или 8 разрядные.
4-х разрядный кольцевой регистр со сдвигом 1)вправо 2)влево на 1 разряд ИР1
8 разрядный кольцевой регистр сдвига вправо ИР1
