Вопрос 19 - Регистры

Устройства, выполняющие функции приема, хранения, выдачи информации в прямом или инверсном, параллельном или последовательном кодах.

Регистры выполняют над словами следующие микрооперации:

1. Сброс (установка в 0), установка в 1, прием слова в прямом или обратном коде;

2. Выдача слов из регистра в прямом или обратном коде;

3. Поразрядные логические операции над несколькими словами;

4. Сдвиг слова в разрядной сетке машины. Преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот.

Регистры состоят из разрядных схем, число которых соответствует числу разрядов обрабатываемых слов. В каждой разрядной схеме имеется триггер и логические схемы. По способу приема/выдачи данных регистры разделяются на:

1. Параллельные – прием и выдача слов по всем разрядам производится одновременно.

2. Последовательные (сдвигающие) – слова принимаются и выдаются разряд за разрядом. Тактирующие импульсы перемещают слово в разрядной сетке.

По колличеству каналов передачи разделяют на однофазные и парафазные (сигналы подаются по двум цепям, в прямом и инверсном коде). По способу тактирования регистры разделяют на однотактные и многотактные.

1. Параллельные регистры

Регистр с двухтактным занесением информации

Вначале сигнал поступает на вход “сброс”, который устанавливает все триггера в сотстояние 0, далее поступает слово и в зависимости от того в каком разряде есть 1 состояние устанавливается в 1.

Парафазный регистр

Занесение информации осуществляется за один такт. По приходу синхроимпульса в регистр будет занесено состояние, поданное на входы, не зависимо от того что было в регистре до этого.

Последовательные сдвигающие регистры

При поступлении сдвигающего импульса состояние предыдущего переписывается в следующий.

Сдвигает влево на D-триггерах

2. Реверсивный регистр

Сдвиг вправо 1, сдвиг влево 0, и на сдвиг подавать тактовые импульсы сдвига. По каждлму импульсу происходит перезапись. Сигналы влево и направо не могут быть одновременно 1.

Вопрос 20 - Счетчики. Методы повышения быстродействия счетчиков

Счетчики предназначены для регистрации числа поступивших на вход сигналов и деления частоты. Кроме того, в счетчиках выполняются такие микрооперации, как: установка в исходное состояние, хранение и выдача слов. Счетчик характеризуется модулем счета (М). Счетчик переходит из одного состояния в другое при поступлении входного сигнала. После каждых М входных сигналов автоматически возвращается в исходное состояние.

Счетчики различают:

1. По значению модуля счета

1.1. Двоичные (М = 2ⁿ, где n – разрядность счетчика)

1.2. Двоично-кодированные с произвольным модулем, но с кодированием состояний двоичными кодами

1.3. Одинарно кодированные. (Джонсона)

2. По направлению счета

2.1. Суммирующие (прямого счета)

2.2. Вычитающие (обратного)

2.3. Реверсивные (с изменением направления счета)

3. По способу организации межразрядных связей

3.1. С последовательным переносом

3.2. С параллельным переносом

3.3. С комбинированным переносом

Быстродействие счетчика характеризуется следующими параметрами:

1. Временем установлением кода, отсчитываемым от начала входного сигнала до момента установления нового состояния (t_k);

2. Временем распространения сигнала переноса – это время от начала входного сигнала до начала выходного, вызванного данным входным (t_п);

3. Максимальной частотой следования входных сигналов (F_max).

4. Максимальной длительностью “1” и “0” полутактов входного сигнала (t¹ и t⁰)

Счетчики строятся с использованием Т-триггеров.