7.6. Напрямки (області) використання регістрів
Застосування регістрів, особливо регістрів зсуву, дуже різноманітне. Регістри пам’яті знаходять широке використання в арифметичних пристроях, у пристроях пам’яті. Основні області використання приводилось вище. Зсувні регістри мають ширше практичне використання. Деякі напрямки використання – здійснювати запис та зчитування інформації у послідовному та паралельному форматах, перетворювати послідовний код у паралельний і навпаки, забезпечувати зсув вправо та вліво – були розглянуті вище. Розглянемо деякі інші можливості.
7.6.1. Забезпечення обміну інформацією у послідовному форматі
Задача забезпечення обміну інформацією у послідовному форматі є досить актуальною, оскільки у цьому форматі передається більшість цифрової інформації.
Рис. 7.30
Вхідний регістр DD1 (рис. 7.30) забезпечує перетворення інформації, поданої в паралельному форматі, у послідовний формат і з виходу Q3 передає її в лінію зв’язку. Вихідний регістр DD2 виконує зворотне перетворення. У регістр-приймач необхідно передавати не тільки послідовний код інформації, що передається, а також і синхроімпульси, необхідні для керування зсувом на приймальній стороні лінії зв’язку. Така система зв’язку є однофазною трипровідною, і їй властиві недоліки однофазних цифрових систем. Найсерйозніший недолік полягає у розфазуванні сигналів, що передаються.
Забезпечення стійкості до розфазування досягається різними шляхами. Один з них полягає в застосуванні вирівнюючого регістру, що вмикається перед входом регістра-приймача DD2. Особливість використання вирівнюючого регістра наступна. Якщо інформація, що передається, відновлюється за зрізом синхроімпульсу С-, то в якості вирівнюючого використовується регістр, що перемикається за фронтом, який виставляє на своєму виході інформацію за фронтом синхросигналу лінії зв’язку, тобто інформацію, яка з гарантією відноситься саме до даного такту. Можливі й інші засоби синхронізації.
Також використовуються й асинхронні способи послідовної передачі даних, в яких синхросигнал не передається по окремому провіднику, а за рахунок спеціального кодування передається по тому ж каналу, що й дані, розмежовуючись з ними у часі. Канал зв’язку спрощується за рахунок зниження швидкодії інформаційного обміну і ускладнення передавальної та приймальної апаратури. Деякі аспекти такої передачі розглядались у попередньому розділі. Такий канал зв’язку є двопровідним (в практиці зв’язку називається однопровідним, оскільки один із провідників – загальна шина).
Використовуються різні способи такої однопровідної передачі. За першим з них синхронізуючий перепад супроводжує кожен біт інформації (фазове і частотне кодування). За іншим синхронізуючий перепад, який зветься стартовим бітом, супроводжує один байт. Це стандартний послідовний інтерфейс, який використовується у СОМ-портах ЕОМ, в USB-шині. У послідовному форматі забезпечується запис інформації на жорсткі носії. Для передачі та прийому інформації у послідовному форматі випускаються спеціальні мікросхеми. У більшості мікроконтролерів і мікропроцесорів для обробки інформації вмонтовується спеціальний пристрій – UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter). Передача інформації у послідовному форматі з підвищенням швидкодії лінії зв’язку стає домінуючою в промислових системах автоматики.