1.1.2. Регистр сдвига на один разряд
На рис. 6.1(а) представлен пример четырехразрядного регистра сдвига на один разряд вправо на D-триггерах.
Рис. 6.1. Схема и временные диаграммы четырехразрядного регистра сдвига на один разряд на D- триггерах
Для реализации регистра на один разряд необходимо прямой выход триггера i-го разряда соединить с D - входом триггера i+1-го разряда. Объединенные синхронизирующие входы триггеров образуют шину сдвига.
Сдвиг на один разряд выполняется подачей одного импульса на шину сдвига. В момент поступления импульса значения сигналов на входе D каждого триггера определяют его переход в новое состояние. Это новое состояние каждый триггер принимает по фронту импульсов сигнала синхронизации. На рис. 6.1(б) представлены временные диаграммы, поясняющие работу регистра сдвига. Последовательный входной сигнал DS0 – это новый бит, который «вдвигается» с одного конца на данном такте. Этот бит появляется на последовательном выходе Q3 спустя 4 такта и теряется на следующем такте. Таким образом n- разрядный регистр сдвига с последовательным вводом и последовательным выводом информации можно использовать для задержки сигнала на n тактов.
Если у регистра сдвига с последовательным вводом выведены наружу выходы всех триггеров и они доступны для других схем (как на рис. 6.1), то таким регистром можно воспользоваться для преобразования последовательного кода в параллельный.
1.1.3. Регистр сдвига на k разрядов
Если регистр выполняет микро операцию сдвига на один разряд, то для сдвига кода на k разрядов необходимо подать k импульсов сдвига. Для уменьшения времени, требуемого для k разрядного сдвига, в регистре можно организовать цепи сдвига информации одновременно на k разрядов.
На рис. 6.2 представлена упрощенная схема регистра сдвига на два разряда.
Рис. 6.2. Упрощенная схема регистра сдвига на два разряда вправо
1.1.4. Реверсивные регистры сдвига
В цифровых устройствах часто используют регистры, на которых выполняется как микро операция сдвига кода влево, так и микро операция сдвига кода вправо. Регистры, выполняющие как левый, так и правый сдвиги, называют реверсивными регистрами сдвига. Схема такого регистра представлена на рис. 6.3.
Рис. 6.3. Упрощенная схема реверсивного регистра сдвига
Этот регистр помимо шины сдвига С имеет управляющий вход V. Его назначение состоит в том, чтобы из двух микро операций сдвига, выполняемых регистром, выбрать одну, требуемую в данный момент времени. Таким образом, сигнал, поступающий на вход V, настраивает определенную цепь сдвига от одних триггеров к другим и запрещает работу остальных цепей. При V=0, информация сдвигается от Q0 к Q3, а при V=1 – от Q3 к Q0. Очевидно, на одном и том же регистре можно организовать выполнение нескольких различных сдвигов как влево, так и вправо. При этом увеличивается число управляющих входов.
1.1.5. Параллельный ввод информации в регистрах сдвига
В рассмотренных регистрах предполагается последовательный ввод информации. Однако важна и возможность параллельного ввода информации. Пример схемы регистра с последовательным и параллельным вводом и выводом информации приведен на рис. 6.5. Данный регистр построен на D – триггерах.
Рис. 6.5. Регистр сдвига с последовательным и параллельным вводом/выводом информации
Обозначения входов регистра соответствуют тем, которые приняты в условных графических обозначениях:
C(clock) – вход синхронизации,
L(load enable) – разрешение параллельной загрузки; высокий уровень на этом входе разрешает параллельную загрузку регистра по входам D0…D3,
SLI (shift-left serial input) – левый последовательный вход данных,
D0…D4 – параллельные входы данных.
Параллельная загрузка данных в этот регистр осуществляется динамически по фронту импульса на входе С. Состояние входа L определяет одну из микро операций: параллельную загрузку (L=1) или сдвиг (L=0). Регистр устанавливается в любое состояние при L=1 подачей кода на параллельные входы D0…D4 и фронта синхроимпульса на вход С. Эти возможности расширяют области применения регистра. Например, регистр может быть использован для преобразования параллельного кода в последовательный и наоборот.