3.1.3.Мікрооперації в регістрах. Логічні мікрооперації.

У регістрах можуть виконуватись такі порозрядні (без перенесень) логічні мікрооперації над словами А і Б :

- логічне додавання: RG1 = : A \/ B;

- логічне множення RG1 = : A /\ B;

- додавання за модулем два і його заперечення: RG1: = А В; RG1 : = ;

- інверсія слова RG1: = .

Логічні мікрооперації передбачають наявність першого слова А в регістрі. З урахуванням цього логічне додавання слів А і В у регістрі на RS – або JK – тригерах з однофазним записом виконується введенням слова В без попереднього скидання тригера у нульовий стан. Логічне множення реалізується подаванням інверсних значень слова В на входи R (або К) тригерів регістра, дійсно, якщо значення Вi = 0 , то = 1 і відповідно тригери обнуляється, що і потрібно для порозрядного логічного множення.

Мікрооперації додавання за модулем два і його заперечення реалізуються в регістрах на Т – тригерах. Спочатку записується слово А, а потім без попереднього скидання по лічильному входу вводиться слово В. Після цього на прямих виходах тригерів фіксується результат операції Q = A B, а на інверсних виходах - = .

Мікрооперація інвертування складається з подавання імпульсу на всі Т – входи тригерів регістра, в яких зберігається слово А. у підсумку на прямих виходах тригерів встановлюється результат згідно із співвідношенням

Qi = Ai 1= .

Мікрооперації зсуву.

Зсув – ці одночасне просторове переміщення двійкового слова в розрядній сітці із збереженням порядку слідкування нулів і одиниць. Регістри , що виконують операцію зсуву називаються зсувовими.

Мікрооперації зсуву використовують у процесі виконання команд множення, ділення і нормалізації. Крім того, за допомогою зсуву здійснюється перетворення паралельного коду в послідовний або навпаки (наприклад, при обміні інформацією з магнітними стрічками і дисками).

Зсув слова може виконуватися вправо (у бік молодших розрядів) або вліво (у бік старших розрядів). Позначимо однорозрядні мікрооперації зсуву вправо і вліво символами R i L відповідно. Зсуви бувають:

- арифметичний Rа та Lа;

- логічний Rл та Lл;

- циклічний Rц та Lц.

Нехай в регістрі записано слово А = Аn Аn-1… А2… А1, де А1 – молодший розряд; Аn – старший розряд. Символічно мікрооперації зсуву записуються таким чином:

- арифметичні зсуви (знаковий розряд не зсувається):

RGА: = Rа (А) = Аn 0Аn-1… А2; RGА: = Lа (А) = Аn Аn-2… А2… А1 0;

- логічні зсуви (одночасно зсуваються всі розряди):

RGА: = Rл (А) = 0 Аn Аn-1… А2; RGА: = Lл (А) = Аn-1 Аn-2… А2… А1 0;

- циклічні зсуви (між старшими і молодшими розрядами є кільцевий зв’язок):

RGА: = Rц (А) = А1Аn Аn-1… А2; RGА: = Lц (А) = Аn-1 Аn-2… А2… А1 Аn.

Приклад побудови реверсивного трирозрядного регістра зсуву на одноступеневих D- тригерах з динамічним керуванням по фронту синхроімпульсу показаний на Мал. 3.38. Реверсивний регістр зсуву працює таким чином.

При значенні сигналу дозволу запису Yзп = 1 в регістр записується інформація А3 А2 А1 паралельним однофазним кодом.

При значенні сигналу логічного зсуву вправо Rл = 1 інформація зсувається у бік молодших розрядів, при цьому розряд Q3 обнуляється.

При значенні сигналу логічного зсуву вліво Lл = 1 інформація в регістрі зсувається у бік старших розрядів, при цьому розряд Q1 обнуляється. Всі процеси запису інформації, її зсуву вліво та вправо відбуваються по фронту синхроімпульсу С.

Зсувні регістри частіше проектують на двоступеневих RS- (або JK-) або D- тригерах з динамічним керуванням по фронту. Такі регістри здатні розділяти нову і стару інформацію за часом. При записуванні нової інформації на перший ступінь тригерів регістра стара інформація зсувається на другий ступінь тригерів регістра і передається у зовнішні кола.

4. Перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки.

Схема чотирирозрядного регістра зсуву вправо на JK- тригерах, яка забезпечує перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки, показана на Мал. 3.39. Старший розряд регістра працює в режимі D- тригера, завдяки включенню інвертора між входами J і K.

Нехай на вхід регістра по лінії D поступає послідовний код слова А = 1101 в напрямку від молодших розрядів до старших. Значення розрядів слова поступає одночасно із синхроімпульсами, які забезпечують послідовне приймання коду в старший розряд і одночасний зсув вмісту регістра вправо. Після чотирьох синхроімпульсів на виходах регістра Q4 - Q1 встановлюється код 1101. Таким чином, на виходах регістра Q4 - Q1 з’являється паралельний код, тобто регістр перетворив послідовний код у паралельний.

При надходженні в регістр нового чотирирозрядного коду слова стара інформація, що була записана раніше на виходах Q4 - Q1 паралельним кодом, послідовно з’являється на виході Р елемента І. Таким чином, регістр перетворює паралельний код слова, який був на виходах Q4 - Q1 в послідовний код на виході Р.