Osvětlení

Jaké typy registrů existují?

Registr Jedná se o sériové zařízení určené k záznamu, ukládání a (nebo) posouvání informací, které jsou přijímány a ukládány do registru ve formuláři п-bitová binární čísla. Obecně může registr poskytovat informace v sériové nebo paralelní formě, přeměnit přímý kód čísla do opačného směru (když jsou jedničky nahrazeny nulami a nuly jsou nahrazeny jedničkami) a naopak, stejně jako provádět logické sčítání a logické násobení binární čísla.

Podle způsobu vstupu a výstupu číselných bitů se registry dělí na paralelní, sériové a paralelně-sériové. V paralelní registr, vstup a výstup všech číslic číselného kódu se provádí současně, v sekvenční  číslice čísla se zadávají a vypisují postupně a v paralelně-sériový V registru se paralelně zadává číslo a výstup se vytváří v sériové podobě a naopak. Převod paralelního kódu na sériový kód a naopak je velmi naléhavým úkolem, protože přenos digitální informace v datových sítích probíhá v sériovém kódu a její zpracování v mikroprocesorech výpočetních zařízení probíhá paralelně.

Vyvolá se registr, ve kterém lze posouvat číslo stříhání (posun) a posun může být buď v jednom směru (směrem k nejméně významné číslici – прямой (právo) posun, nebo směrem k vyšší číslici – обратный (vlevo) posunnebo v obou směrech (reverzibilní smyk rejstřík). V tomto smyslu jsou sekvenční a paralelně-sériové registry klasifikovány jako posuvné registry.

Domácí průmysl vyrábí mnoho typů registrů ve formě mikroobvodů. Jako příklad ukazuje obrázek 1 obrázek čtyřbitového registru (mikroobvod řady K155). Na V2 = 0 bitů čísla se zadává postupně do registru přes vstup V1; hodinové impulsy přicházející na vstup С1, poskytnout pravý posun číslic čísla; Registr funguje jako posuvný registr. Mikroobvod (viz obrázek 1) také umožňuje paralelní vstup všech číslic čísla pomocí hodinového impulsu na vstupu С2 ze vstupů D1, . D4 na V2 = 1. V tomto případě registr pracuje jako paralelní.

Pokud jsou výstupy posledního spouštěče posuvného registru připojeny ke vstupům prvního, pak dostaneme prstencový tzv. posuvný registr počítadlo prstenů. Jeho převodní koeficient se rovná počtu číslic п: jednotka zapsaná v jednom z bitů se periodicky objevuje na výstupu čítače za п posun synchronizačních impulsů.

2 Paralelní registr na RS klopných obvodech

Libovolný registr se skládá z propojených klopných obvodů s dynamickým nebo statickým řízením a logickými prvky a počet klopných obvodů je roven počtu bitů v zapsaném čísle. Syntéza registrů spočívá ve výběru typu klopných obvodů a logických prvků AND, NOT, OR pro implementaci specifikovaných operací.

Uvažujme fungování paralelního registru na RS-spouštěče (obrázek 2). Zadání (záznam) čísla se provádí ve dvou hodinových cyklech. Aby se předešlo nesprávnému záznamu čísel х1х2. хп V prvním taktu jsou všechny klopné obvody registrů resetovány. K tomu je na sběrnici „0“ přivedena logická 0. Ve druhém cyklu je na „sběrnici“ přiveden signál 1.П“(“Příjem”) je prostřednictvím konjunktorů současně zapsáno binární číslo do odpovídajících bitů registru х1х2. хп. Výstupní (přečtené) číslo у1у2. уп v přímém kódu se vyskytuje na signálu 1 na sběrnici “Впр“, a v opačném směru – signálem 1 v autobuse “Вarr“.

Přečtěte si více
Jak upravit horní otevírání plastového okna?

Kombinací více registrů v jednom čipu a přidáním DCW dekodéru na vstupu a MS multiplexeru na výstupu získáme rejstřík (superoperativní) paměti (Obrázek 3). Vstupy Di čtyři nebo osm registrů, obvykle 4bitových, připojených ke společné vstupní datové sběrnici DIN. Zaváděcí vstup požadovaného registru je vybrán DCW zapisovacím dekodérem na základě zapisovací adresy přijaté na jeho vstupu WA, tedy kódové číslo načteného registru. Záznam data přítomná v autobuse DIN, nastane, když je přijat signál povolení zápisu WE.

Výstupy registrů jsou připojeny k výstupní sběrnici pomocí MS multiplexeru DOUT. Registrační číslo, ze kterého pochází čtení, určený načteným kódem adresy RA. Umožňuje odesílání dat do sběrnice DOUT dochází na signál RE. Protože dešifrování adresy pro zápis a čtení adresy je prováděno dvěma nezávislými uzly, které mají autonomní adresové vstupy WA и RA, v paměti registrů můžete současně zapisovat binární číslo do jednoho z registrů a číst číslo z jiného. Popsaná struktura je použita v krystalech domácích mikroobvodů K155RP1, IR11 a IR12 řady K561 a K564.

Registrové paměťové čipy lze snadno rozšířit z hlediska bitové hloubky a lze rozšířit počet registrů. Jsou určeny ke stavění bloků univerzální registry (RON), určený k dočasnému uložení počátečních dat a mezivýsledků výpočtů v mikroprocesorech.

Registr – zařízení pro zápis, ukládání a čtení n-bitových binárních dat a provádění dalších operací s nimi [1].

Registr je uspořádaná množina klopných obvodů, obvykle D klopných obvodů, jejichž počet odpovídá počtu bitů ve slově. K registru lze přiřadit kombinační digitální zařízení, s jehož pomocí se provádějí určité operace se slovy.

Operace v registrech [editovat | upravit kód]

Typické operace jsou:

  • příjem slova do registru (nastavení stavu);
  • přenos slova z rejstříku;
  • posun slova doleva nebo doprava o určený počet bitů v posuvných registrech;
  • převod sériového slovního kódu na paralelní a naopak;
  • nastavení registru do výchozího stavu (reset).

Klasifikace registrů [editovat | upravit kód]

Registry se dělí [2] do následujících typů:

  • akumulační (paměť, ukládací registry) [3][4] ;
  • сдвигающие или сдвиговые [5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15] .

Na druhé straně jsou posuvné registry rozděleny:

  • podle způsobu vstupu/výstupu informací:
    • paralelní: záznam a čtení informací probíhá současně na všech vstupech a ze všech výstupů [16];
    • sekvenční: záznam a čtení informací probíhá v prvním triggeru a informace, která byla v tomto triggeru, je přepsána v dalším – totéž se děje se zbytkem triggerů [17][18];
    • kombinovaný;
    • ve směru přenosu informací:
      • jednosměrný;
      • reverzibilní [19][20] .

      Registrovat typy [upravit | upravit kód]

      Registry se rozlišují podle typu vstupních (načítání, přijímání) a výstupních (nahrávání, vydávání) informací:

      1. Se sekvenčním vstupem a výstupem informací
      2. S paralelním vstupem a výstupem informací
      3. S paralelním vstupem a sériovým výstupem. Například: SN74LS165J(N), SN74166J(N), SN74LS166J(N)
      4. Se sériovým vstupem a paralelním výstupem. Například: SN7416J(N), SN74LS164J(N), SN74LS322J(N), SN74LS673J(N)

      Použití klopných obvodů se západkami se třemi stavy na výstupu, zvýšená (oproti standardním mikroobvodům řady) zatížitelnost umožňuje použití (v mikroprocesorových systémech s páteřní organizací) registrů přímo na páteři jako registry, buffer registry , vstupně-výstupní registry, páteřní vysílač atd. bez dalších obvodů rozhraní.

      Kromě výše popsaných binárních registrů může být registr založen na jiném číselném systému, jako je ternární [⇨] nebo desítkový.

      Paralelní registry [editovat | upravit kód]

      V paralelních (statických) registrech mezi sebou bitové obvody nekomunikují. Společné pro bity jsou obvykle obvody pro taktování, reset/nastavení, povolení výstupu nebo příjem, to znamená řídicí obvody. Příklad obvodu statického registru postaveného na klopných obvodech typu D s přímými dynamickými vstupy, mající resetovací vstupy a výstupy třetího stavu řízené signálem EZ.

      Posunové (sekvenční) registry [upravit | upravit kód]

      Posunové registry (resp sériové (směnné) registry) představují řetězec bitových obvodů spojených přenosovými obvody. Hlavním provozním režimem je posun kódových bitů z jednoho spouštění na druhý pro každý impuls hodinového signálu. V jednohodinových registrech s jednobitovým posunem doprava je slovo posunuto, když je přijat hodinový signál. Vstup a výstup jsou sériové (Data Serial Right, DSR).

      Podle požadavků na synchronizaci v posuvných registrech, které nemají logické prvky v mezibitových spojeních, není možné použít jednostupňové klopné obvody řízené úrovní, protože některé klopné obvody se mohou opakovaně přepínat během akce úrovně povolení. hodinového signálu, což je nepřijatelné. Vzhled logických prvků v mezibitových zapojeních a tím spíše logických obvodů nejednotkové hloubky zjednodušuje plnění provozních podmínek registrů a rozšiřuje řadu typů klopných obvodů vhodných pro tyto obvody. Vícecyklové posuvné registry jsou řízeny několika hodinovými sekvencemi. Z nich jsou nejznámější push-pull s hlavními a přídavnými rejstříky, postavené na jednoduchých jednostupňových triggerech ovládaných levelem. Na hodinách C1 se obsah hlavního registru přepíše do přídavného registru a na hodinách C2 se vrátí do hlavního registru, ale na sousední bity, což odpovídá posunu slova. Z hlediska nákladů na vybavení a výkonu se tato možnost blíží jednocyklovému registru s dvoustupňovými klopnými obvody.

      • SN74ALS164 (KR1533IR8) – osmibitový posuvný registr se sériovým načítáním a paralelním vykládáním. Je vybaven dvěma vstupy, A a B, což umožňuje jeden z nich uzamknout (nastavením na nízkou úroveň napětí na kladné hraně hodinového impulsu) a přes druhý vstup zadávat data v sériovém kódu.
      • SN74ALS165 (KR1533IR9), SN74ALS166 (KR1533IR10) – osmibitový posuvný registr se sériovým vykládáním, pracující ve dvou režimech: paralelní načítání a posun,
      • SN74198 (KR155IR13) je osmibitový reverzibilní posuvný registr se čtyřmi provozními režimy: paralelní načítání, levý posuv, pravý posuv a blokování.
      • SN74LS295 (KR1533IR16) je čtyřbitový posuvný registr s paralelním načítáním a třemi výstupními stavy, který má tři provozní režimy: paralelní načítání, posun doleva a blokování. Na základě registru lze zkonstruovat reverzibilní posuvný registr se sekvenčním vstupem dat a režimem posuvu doleva a doprava [21].
      • 74HC595N (KR1564IR52) je osmibitový posuvný registr typu latch, který lze paralelně nebo serializovat se třemi výstupními stavy: vysokou, nízkou a vysokou impedancí.

      Registry procesoru [upravit | upravit kód]

      Hlavní článek: Registry procesoru

      Podle účelu se registry procesorů liší v:

      • akumulátor – slouží k ukládání mezivýsledků aritmetických a logických operací a vstupních/výstupních instrukcí;
      • flag – ukládat znaky výsledků aritmetických a logických operací;
      • obecný účel – ukládat operandy aritmetických a logických výrazů, indexů a adres;
      • index – uložení indexů zdrojových a cílových prvků pole;
      • ukazatel – ukládá ukazatele na speciální oblasti paměti (ukazatel aktuální operace, ukazatel základny, ukazatel zásobníku);
      • segment – ukládat adresy a selektory paměťových segmentů;
      • manažeři – ukládají informace, které řídí stav procesoru a také adresy systémových tabulek.

      Ternární registry [editovat | upravit kód]

      Hlavní článek: Ternární počítač § Ternární počítačové uzly

      Ternární registry jsou postaveny na ternárních klopných obvodech. Stejně jako ternární klopné obvody mohou být ternární registry různých ternárních systémů pro kódování ternárních dat (ternárních číslic): tříúrovňový jednovodičový, dvouúrovňový dvoubitový dvouvodičový, dvouúrovňový tříbitový jednojednotkový tři -drát, dvouúrovňový tříbitový jedno-nulový třívodič atd.

      Obrázek vpravo ukazuje schéma devítibitového paralelního statického hradlového ternárního datového registru na třech tříbitových paralelních statických hradlových ternárních datových registrech v tříbitovém jednojednotkovém systému ternárních logických prvků (řádky označené 3B: tří- drát), mající kapacitu v exponenciální poziční ternární číselné soustavě 3 9 = 19683 = 19683> čísla (kódy).

      Viz také [upravit | upravit kód]

      • Spoušť
      • Počítadlo (elektronika)
      • Zmije
      • Poloviční sčítačka
      • Kodér (elektronika)
      • Dekodér
      • Multiplexer (elektronika)
      • Demultiplexor
      • Digitální komparátor
      • Logické prvky

      Poznámky [upravit | upravit kód]

      1. ↑Gabrielyan Sh., Vakhtina E. Elektrotechnika a elektronika. Metodická doporučení. – Stavropol: Argus, 2013. – S. 32. – ISBN 978-5-9596-0837-8.
      2. ↑ Archivovaná kopie ze dne 17. ledna 2010 na Wayback Machine Kapitola 11 Sekce 1.1 11.1
      3. ↑http://www.intuit.ru/department/hardware/archhard2/2/2.htmlArchivní kopie ze dne 25. února 2008 na internetové univerzitě informačních technologií Wayback Machine. Architektura a organizace počítačů. V. V. Gurov, V. O. Čukanov. 2.Přednáška: Základní funkční prvky počítače, část 2. Úložný registr. Obr.2.5. Struktura čtyřbitového přídržného registru s asynchronním vstupem sady . Obr.2.6. Symbolické grafické označení čtyřbitového úložného registru s asynchronním instalačním vstupem do
      4. ↑(nepřístupný odkaz) Základy digitální elektroniky. 3.6. Registry. Úložné registry. Obr.3.25. Funkční schémata hlavních typů registrů. Rýže. 3.26. Úložné registry, na D-klopných obvodech synchronizovaných úrovní hodinového impulsu (a), hranou (b) a na RS-klopných obvodech synchronizovaných hranou (c)
      5. ↑Archivní kopie ze dne 6. ledna 2009 ve slovníku Wayback Machine Glossary. Posunový registr
      6. ↑ Archivováno 17. listopadu 2007 na Wayback Machine Shift Registers
      7. ↑http://dssp.karelia.ru/~ivash/ims/t12/TEMA6.HTMA Archivní kopie ze dne 9. června 2009 v registrech Wayback Machine Shift. Obr.1. Posunovací registry na klopných obvodech JK
      8. ↑Archivní kopie ze dne 6. března 2009 na Wayback Machine 6.1. Posuvné registry a čítače vyzvánění
      9. ↑http://www.intuit.ru/department/hardware/archhard2/2/2.htmlArchivní kopie ze dne 25. února 2008 na internetové univerzitě informačních technologií Wayback Machine. Architektura a organizace počítačů. V. V. Gurov, V. O. Čukanov. 2.Přednáška: Základní funkční prvky počítače, část 2. Posuvný registr. Obr.2.7. Struktura posuvného registru. Obr.2.8. Symbolické grafické označení čtyřbitového posuvného registru s asynchronním instalačním vstupem
      10. ↑Archivní kopie ze dne 20. srpna 2009 na logických základech počítačů Wayback Machine. Paralelní posuvné registry. Obr.9.1 Blokové schéma 4bitového paralelního kruhového registru. Obr.9.2. Logický obvod 4bitového kruhového registru
      11. ↑(nepřístupný odkaz) Základy digitální elektroniky. 3.6. Registry. Posunové registry. Rýže. 3.27. Posuvné registry na D-klopných obvodech a), RS-klopných obvodech b) a kombinovaný registr na D-klopných obvodech
      12. ↑http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/7.htmlArchivní kopie ze dne 6. prosince 2008 na Wayback Machine 7. REGISTRACE. 7.1. Posunové registry. Rýže. 248. Dvanáctibitový posuvný registr
      13. ↑Archivní kopie z 25. května 2009 na Wayback Machine MGIEM. Návrh obvodu. Přednášky. Posunové registry. Implementace posuvných registrů na jednocyklových RS klopných obvodech. Třícyklový posuvný registr
      14. ↑http://www.exponenta.ru/educat/systemat/1006/3_projects/vavilkin_kornilov.asp Archivní kopie ze dne 23. května 2009 na Wayback Machine Obr. 2 Posuvný registr tvořený čtyřmi D-flip-flopy. Obr.3 Typický posuvný registr složený ze čtyř klopných obvodů JK. Obr.5 Načítání dat do posuvného registru pomocí paralelního vstupu.
      15. ↑http://it.fitib.altstu.ru/neud/shemotechnika/index.php?doc=teor&st=141Archivní kopie ze dne 6. ledna 2014 na okruhu Wayback Machine Circuitry. 12.1.1. Posunový registr
      16. ↑http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/7.htmlArchivní kopie ze dne 6. prosince 2008 na Wayback Machine 7. REGISTRACE. Obr.208. Paralelní registr
      17. ↑http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/7.htmlArchivní kopie ze dne 6. prosince 2008 na Wayback Machine 7. REGISTRACE. Obr.209. Sériový registr
      18. ↑http://kt1bladerunner.livejournal.com/1339.html Sériový posuvný registr. Obr.6 Blokové schéma 4bitového paralelního kruhového registru. Rýže. 7. Logický obvod 4bitového paralelního kruhového registru
      19. ↑http://www.erudition.ru/referat/ref/id.36006_1.htmlArchivní kopie ze 4. února 2009 na 16bitovém reverzibilním posuvném registru Wayback Machine
      20. ↑http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/7.htmlArchivní kopie ze dne 6. prosince 2008 na Wayback Machine 7. REGISTRACE. Obr.210. Reverzibilní registr
      21. ↑Pukhalsky G. I., Novoseltseva T. Ya.Digitální přístroje: Učebnice pro vysoké školy. – Petrohrad. : Politekhnika, 1996. – S. 600. – 885 s. — ISBN 5-7325-0359-5.

      Literatura [upravit | upravit kód]

      • Henry S. Warren, Jr.Kapitola 2: Základy // Algoritmické triky pro programátory = Hacker’s Delight. – M.: “Williams”, 2007. – S. 288. – ISBN 0-201-91465-4.
      • Nefedov A.V., Savčenko A.M., Feoktistov Yu.F. Editoval Shirokov Yu.F. Sekce 3. Digitální integrované obvody a jejich elektrické parametry // Zahraniční integrované obvody pro průmyslová elektronická zařízení: Adresář. – M.: Energoatomizdat, 1989. – 288 s. — ISBN 5-283-01540-8.
      • Petrovský I.I., Přibylskij A.V., Troyan A.A., Chuvelov V.S. Funkční složení mikroobvodů řady KR1533: 5. Registry; Funkční složení mikroobvodů řady KR1554: 4. Registry // Logické IO KR1533, KR1554. Adresář. – M.: Binom LLP, 1993. – 497 s. — ISBN 5-85959-045-5.
      • Averčenkov O.E. Okruh: vybavení a programy. – M.: DMK Press, 2012. – 588 s. — ISBN 978-5-94074-402-3.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Back to top button