2.6 Приклад синтезу циклічного зсувного регістра
Послідовність станів у процесі роботи циклічного зсувного регістра періодично повторюється.
Варіанти завдань для синтезу і дослідження циклічного зсувного регістра різняться типом тригерів, на основі яких будується регістр, заданою послідовністю станів та елементним базисом комбінаційної частини регістра.
Відповідно до заданої послідовності станів і типу тригерів будується таблиця функціонування регістра. Табл. 2.3 є прикладом такої таблиці у випадку, коли регістр побудований на основі D-тригерів. Задані в десятковому форматі стани регістра кодуються двійковими кодами відповідно до ваги розрядів 8-4-2-1. Функція послідовного входу регістра визначається таким чином, щоб при зсуві вправо забезпечувався заданий цикл.
При визначенні функції послідовного входу регістра доцільно скористатись таблицею переходів D- та JK-тригерів (табл. 2.1).
Згідно з таблицею функціонування циклічного зсувного регістра знаходиться мінімальна форма функції послідовного входу.
Мінімізацію доцільно провести двома способами: шляхом спрощення досконалої диз’юнктивної нормальної форми, записаної за таблицею, та за допомогою діаграм Вейча (рис. 2.7).
Стани, відсутні в циклі регістра, використовуються для мінімізації функції послідовного входу. Для JK-тригера окремо розглядаються функції J- та K-входів.
Таблиця 2.3 – Таблиця функціонування циклічного зсувного регістра
-
Десяткова
цифра
Вага розрядів
Функція
D-входу
8
T1
4
T2
2
T3
1
T4
D1
7
0
1
1
1
0
3
0
0
1
1
1
9
1
0
0
1
0
4
0
1
0
0
0
2
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
8
1
0
0
0
1
12
1
1
0
0
1
14
1
1
1
0
1
15
1
1
1
1
0
7
0
1
1
1
Рисунок 2.7 – Діаграма Вейча
Мінімізовані функції зводяться до заданого базису. Наприклад, при заданому базисі АБО, НЕ, функція D1 може мати вигляд:
;
.
Будується функціональна схема регістра, приклад якої показаний на рис. 2.8 (для випадку використання JK-тригерів). У схемі потрібно передбачити установлення початкового стану регістра (перший стан заданого циклу). Для цього використовуються установочні асинхронні RS-входи тригерів.
Моделювання зсувного регістра здійснюється засобами середовища OrCAD (див. розділ 3). Вхідні сигнали слід задавати таким чином, щоб спочатку регістр був установлений в початковий стан, який є першим станом заданого циклу. Активне значення тактового сигналу не повинно конфліктувати з сигналом установлення початкового стану. Тактовий сигнал задається як періодичний на проміжку, який дозволяє розглянути весь цикл роботи регістра.
Спочатку тривалість періоду вибирається значно більшою за мінімальний період, щоб перевірити правильність функціонування регістра (наприклад, 400 нс). Потім, при наступних дослідженнях, тривалість періоду зменшують до тих пір, поки послідовність станів регістра не буде порушена. Таким чином визначають мінімальний період роботи регістра. При дослідженні регістра отримують часові діаграми, приклади яких показані на рис. 2.9 – 2.12.
Рисунок 2.9 – Часова діаграма роботи регістра
Рисунок 2.10 – Часова діаграма роботи регістра з періодом 72 нс
Рисунок 2.11 – Часова діаграма роботи регістра з періодом 70 нс
Рисунок 2.12 – Фрагмент часової діаграми для визначення
часу реєстрації регістра