Общие сведения о регистрах
Регистр – это узел ЭВМ, предназначенный для приема и хранения многоразрядных двоичных кодов, а также выполнение над ними некоторых логических операций. Регистры строятся на РС, ЖК и Д – триггерах, причем количество триггеров определяет разрядность регистра. Регистры выполняют над словами следующие микрооперации:
- микрооперации, связанные с приемом слова (установка в нулевое состояние, прием прямого или обратного кодов)
- выдача слов из регистра в прямом или в обратном коде
- поразрядные логические операции над словами
- сдвиг слов влево или вправо на требуемое число разрядов
- преобразование последовательных кодов в параллельные и наоборот
В зависимости от способа приема информации регистры делятся на параллельные (прием и выдача слов в них осуществляется по всем разрядам одновременно: из основная функция – это хранение слов); последовательные (слова выдаются и принимаются последовательно разряд за разрядом; их часто называют сдвигающими, поскольку тактирующие импульсы передвигают слово в разрядной сетке; такие регистры бывают двух видов: реверсивные (сдвигают и влево и вправо) и нереверсивные (либо влево либо вправо)); универсальные регистры (имеет шины для последовательного и параллельного приема слов; осуществляют преобразование последовательных кодов в параллельные и наоборот).
В зависимости от количества каналов приема информации бывают:
- однофазные
- парафазные
По способу тактирования:
- однотактные
- многотактные регистры
Параллельный регистр
Они реализуются на асинхронных и синхронных, однотактных и двухтактных триггерах
Здесь однофазный параллельный регистр, реализованный на РС-триггерах и принимающий слово в два такта. По первому такту сигналом «установка нуля» регистр обнуляется, по второму такту сигналом «прием» в регистр записывается параллельный код двоичного слова х1, х2, х3. Сигнал приема как привило импульсный, что снижает вероятность записи в устройство ошибочной информации. Т.о., в самом худшем случае каждый триггер регистра переключается дважды: один раз при обнулении, другой раз при записи единицы. Информация хранится в регистре до тех пор, пока не поступит новый сигнал установки нуля.
На этом рисунке парофазный параллельный регистр, реализованный на синхронных РС-триггерах. Данная схема быстрее предыдущей за счет исключения такта обнуления устройства. При наличии на входах регистра парофазного входа, на одном из входов каждого из треггеров регистра будет присутствовать логическая 1, которая по сигналу «прием слова» установит каждый из триггеров в требуемое состояние, независимо от того, каким было предыдущее.
При выполнении арифметических и логических операций часто возникает необходимость передачи информации из регистра в регистр.
На этом рисунке схема, реализующая это. По сигналу «прием1» в первый регистр записывается парофазный код х1, х2, х3. По сигналу «Прием2» он передается из первого регистра во второй. Состояние первого при этом остается неизменным.