Регистры

Регистры – это узел компьютерной системы, который состоит из упорядоченной последовательности запоминающих элементов (триггеров) и предназначен для хранения слов и выполнения микроопераций над словами.

Различают микрооперации 3 типов:

• Поразрядные логические операции над словом, хранящимся в регистре и словом, поступающим на его входы;

• Сдвиги;

• Передачи слов.

Регистр называют m-разрядным, по числу используемых в нем элементов памяти, в качестве которых обычно используют триггеры различных типов (RS, IK, D, T и их модификации). Количество разрядов регистра называют его длинной.

Обобщённая логическая структура регистра, где КС – комбинационная схема, реализующая функции выходов и возбуждения;

Х_і - информационные входы регистра;

Z_i – информационные выходы регистра;

У_і – сигналы НО;

А,В – информационные входы триггеров

С – тактирующие входы триггеров.

По способу приема и выдачи информации:

Регистры разделяются на группы:

1. С параллельным приемом и выдачей;

2. С последовательным приемом и выдачей;

3. С последовательным приемом и параллельной выдачей;

4. С параллельным приемом и последовательной выдачей;

5. Комбинированные с различными способами приема ;

Регистры с параллельным приемом и выдачей служат для хранения информации и называются регистрами памяти.

Регистры с последовательным приемом или выдачей информации называются сдвиговыми регистрами.

Сдвиговые регистры могут быть: реверсивными. Они выполняют сдвиг в любом направлении: слева на право или наоборот. Направление сдвига определяется управляющим элементом М.

Регистры хранения

В качестве разрядов регистра чаще всего используются RS или D – триггеры.

Изменение информации в регистре (ввод новой информации) происходит после подачи соответствующих сигналов на информационные входы А_і при поступлении синхронизируются С, который объединяет все тактирующие входы триггеров регистра.

Предварительная «очистка» регистра, т.е. установка всех выходов в состояния а=0, производится с помощью объединенных асинхронных входов сброса триггеров R.

Комбинационные схемы регистра функции, обеспечивающие выполнение дополнительных микроопераций. Например МО выдачи прямого (ПК) и обратного (ОК) можно реализовать 1 схемой для любого разряда регистра.

Пример ИС регистра хранения.

Сдвиговые регистры

Эти регистры осуществляют сдвиг двоичного кода в сторону младших или старших разрядов за счет введения межразрядных связей.

Пример схемы 4-разрядного сдвига регистра с параллельным выходом Q₃-Q₀; последовательным входом Х и входом R асинхронного сброса триггеров в состояние Q_i=0.

С каждым тактом синхроимпульса информация из триггера Q_i-1 передается в триггер Q_i. Для последовательного ввода в m-разрядный регистр m-разрядного слова требуется m-тактов. Информация может быть снята в параллельном коде с выходов Q₀-Q₃ или в последовательном с выхода Q₃

Реверсивный регистр

Пример схемы реверсивного регистра.

Наличие входов F₀F₁ говорит о расширенном составе МО. По коду 00 регистр хранит информацию, 01 – осуществляет левый(<); 10 – правый(>) сдвиг, при которых в освобождающиеся разряды записываются цифры с D< и D> соответственно , по коду 11 происходит прием кода с входов DI.

При помощи входов D< и D> собираются регистры хранения и сдвига большей разрядности (16,32).