1.2 Відомості про регістр зсуву.

У регістрах можуть виконуватися такі порозрядні (без перенесень) логічні мікрооперації над словами А і В: логічне додавання і множення,  додавання за модулем два і його заперечення, інверсія слова. Зсув – це одночасне просторове переміщення двійкового слова в розрядній сітці із збереженням порядку слідування нулів і одиниць. Регістри, призначені для виконання мікрооперацій зсуву, називаються регістрами зсуву або 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 і L відповідно. Розрізнюють правий і лівий арифметичний (Rа, Lа), логічний  (Rл, Lл) і циклічний (Rц, Lц) зсуви слова.

Нехай в регістрі А записано слово Аn An-1…A2 A1, де А1 – молод­ший розряд; Аn – старший розряд. Символічно мікрооперації зсуву записуються таким чином : арифметичні  зсуви (знаковий розряд не зсувається):

RGA := Ra(A) = A_n 0, A_n-1 … A₂;

RGA := La(A) = A_n , A_n-2 … A₁; логічні зсуви (одночасно зсуваються всі розряди): RGA := Rл(A) = A_n , A_n-1 … A₂;

RGA := Lл(A) = A_{n-1 ,} A_n-2… A₁ ; циклічні зсуви  (між старшим і молодшим розрядами є кільцевий зв'язок): RGA := Rц(A) = А₁ , A_n A_n-1… A₂; 

  RGA := Lц(A) = A_{n-1 ,} A_n-2… A₁.

Арифметичні та циклічні зсуви переважно використовують при виконанні команд в процесорах, а логічні зсуви забезпечують перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки в пристроях зв'язку з магнітними стрічками і дисками.

Зсувні регістри проектують на двоступеневих RS- (або JK-)  або D-тригерах з динамічним керуванням по фронту . Такі тригери забезпечують розділення під час процесів приймання нової  інформації в кожному розряді та видачі (зсуву) старої.

Припустимо, що в реверсивному регістрі мають виконуватися паралельний запис слова А за сигналом керування Yзп і зсуви інформації вліво і вправо під впливом керуючих сигналів Lл і Rл.

Схема одного розряду регістра зсуву на RS-тригерах згідно з рівнянням (3.5) показана на мал.4.а.

Схема розряду регістра, в якому функція на R-входи тригера утвориться інвертуванням сигналу Si, показана на мал.4.б Однак у цьому випадку час записування даних збільшується за рахунок затримки інвертора.

Рисунок 4.а - Схема одного розряду регістра зсуву на RS-тригері.

Рисунок 4.б - Схема одного розряду регістра зсуву з інвертором на вході.

Рисунок 4.в - Схема одного розряду регістра зсуву на D-тригері.

П риклад побудови реверсивного трьохрозрядного регістра зсуву на D-тригерах з динамічним керуванням показаний на мал. 5.

Рисунок 5 - Схема трьохрозрядного регістра зсуву на D-тригерах.

Реверсивний регістр зсуву працює таким чином. При значенні сигналу Yзп=1 в регістр записується інформація паралельним однофазним кодом. При значенні сигналу Rл=1 інформація, що зберігається, одночасно зсувається у бік молодших розрядів, при цьому розряд Q3 обнуляється. При значенні сигналу Lл=1 інформація в регістрі одночасно зсувається у бік старших розрядів, при цьому розряді Q1 обнуляється. Запис і зсув інформації відбуваються по фронту синхроімпульсу. Схема чотирирозрядного регістра зсуву вправо на JK-тригерах, яка забезпечує перетворення кодів, показана на мал.4. а. Нехай від накопичувачів на магнітних дисках або стрічках 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 як приймання коду в старший розряд, так і одночасний зсув вмісту регістра вправо (мал. 4. б). Після приходу чотирьох синхроімпульсів на виходах регістра Q4 – Q1 встановлюється код 1101. Таким чином здійснюється перетворення послідовного коду в паралельний, яке часто називають послідовним введенням слова в регістр.

Перетворення паралельного коду в послідовний також відбувається зсувом слова, яке зберігається. Процес перетворення паралельного коду слова А=1101 в послідовний в напрямку від молодших розрядів до старших за допомогою зсуву вліво показаний на мал. 4. в.

Вихідний

код

Регістр зсуву

Дешифратор

Вхідний код

Вхідний регістр

Рисунок 6 - структурна схема операційного пристрою, що реалізує операцію дешифрації і зсув результату дешифрації вліво на один розряд.