3. Накопичувальні і комбінаційні вузли цифрової

схемотехніки.

3.1.Регістри.

3.1.1.Загальна характеристика регістрів.

Регістром називається типовий функціональний вузол, призначений для приймання, тимчасового зберігання, перетворення і видачі n – розрядного двійкового слова. Регістр містить регулярний набір однотипних тригерів, в кожному з яких зберігається значення одного двійкового розряду машинного слова. Найчастіше використовують тригери типів RS, JK і D. Схема регістра на D – тригерах показана на Мал.3.35. Входи D кожного тригера використовуються для прийому інформації, входи С – для прийому синхроімпульсів, входи - для скидання інформації, записаної у регістрі.

Регістри, які призначені тільки для приймання (записування), зберігання і передачі інформації називаються елементарними або фіксуючими. Регістри, в яких зберігання даних поєднується з мікро операціями зсуву, називаються зсувовими. Елементарні регістри будують на одноступеневих тригерах, а зсувові регістри – на двоступеневих або D – тригерах з динамічним керуванням. Логічна функція регістра позначається літерами RG (register). Регістри забезпечують зберігання команд, адреси пам’яті, результатів операцій, індексів та ін.

Регістри класифікують за такими ознаками:

- способом керування записом – асинхронні та синхронні;

- способом запису і видачі двійкових слів: паралельні , послідовнісні й

універсальні. У паралельних регістрах записування і видача слів виконується

одночасно всіма розрядами, у послідовнісних – розряд за розрядом в

напрямку від молодших розрядів до старших або навпаки. А універсальні

регістри забезпечують як паралельний, так і послідовний обмін інформацією;

- числом ліній для представлення значення одного розряду слова (біта

інформації) – однофазні й парафазні. При однофазному поданні значення

кожного розряду слова передається по одній лінії зв’язку, а при парафазному –

по двох лініях (одночасно відображається пряме та інверсне значення

розряду);

- числом тактів для записування слова – одно -, дво -, багатоактні;

- складом мікро операцій, які виконуються – установлювальні, записування

читання, порозрядні логічні й зсуву, а також перетворення послідовного коду в

паралельний і навпаки;

- напрямом зсуву – односторонні (лівий або правий зсув) і двосторонні

(реверсивні);

- типом тригерів, що використовуються;

- елементною структурою - потенціальні, імпульсні й потенціально – імпульсні.

3.1.2.Однофазний і парафазний спосіб записування інформації.

У регістрах установлювальні мікрооперації служать для переключення регістрів у певний стан. Наприклад, установлення регістра в стан 0 або 1; установлення парних розрядів у стан 0, а непарних – у стан 1; записування в регістр деякої константи або обнулення деяких байтів та ін. Установлювальні мікрооперації переважно використовують асинхронні входи регістра, наприклад, вхід скидання для схеми, зображеної на Мал. 3.35.

У регістрах на RS – або JK – тригерах можливий однофазний або парафазний спосіб запису інформації.

При однофазному записуванні значення кожного розряду слова А = Аn Аn-1… Аi… A1 надходять по одній лінії зв’язку на вхід S (або J) відповідних тригерів. Після зчитування записаної інформації регістр має обнулятися по спільному R – входу ( Мал. 3.36.). Таким чином, при однофазному записуванні частота обміну інформацією зменшується, оскільки процеси запису і скидання інформації чергуються. У регістрах на D – тригерах, які мають один інформаційний вхід, можливий тільки однофазний спосіб записування інформації з приходом чергового синхроімпульсу записується нова інформація або , при відсутності даних на вхідній шині, стан регістра автоматично обнуляється (Мал. 3.35).

При парафазному записуванні інформації значення кожного розряду слова А передається по двох лініях зв’язку (Мал. 3.37.). При цьому пряме значення Аi надходить на вхід S (або J) відповідних тригерів, а інверсне значення - на вхід R (або К). У цьому випадку не потрібне попереднє скидання регістра в стан 0, тому що таку функцію виконує сигнал . Тому регістри з парафазним способом запису інформації мають вдвічі більшу швидкодію ніж регістри з однофазним способом запису.