4.4 Регістри

Регістром називається послідовнісний пристрій, що призначений для приймання, запам’ятовування, перетворення і пере­дачі двійкової iнформації. Регістри можуть використовуватися також для виконання деяких логічних перетворень. У загальному випадку регістр - це блок тригерів i ЛЕ одного типу, що певним чином з’єднані між собою. Введення /запис/ інформації у ре­гістр i зняття /зчитування/ інформації з нього залежать від способу і характеру цих з’єднань. Тому можливих способів приймання і передачі слів може бути чотири:

• з послідовними входом і виходом - регістр типу SISO (S - від англ. Serial);

• з послідовним входом і паралельним виходом - регістр типу SIРО (Р - від англ. Раrаllel);

• з паралельним входом i послідовним виходом - регістр типу РІSО ;

• з паралельними входом i виходом - ре­гістр типу РІРО;

Регістр типу SISO призначений для послідовного біт за бітом виконання операцій запису і зчитування n-розрядного слова. Такий регістр ще називають регістром зсуву. Регістр типу SІРО завантажується послідовно біт за бітом, а видає записану інформацію одночасно з усіх своїх розрядів за один такт синхросигналу. Приймання інформації у регістрі типу РІSО здійс­нюється одночасно по всіх розрядах слова за один такт керування, а зчитування - послідовно. Найбільш швидкодіючим очевидно, є регістр РІРО бо і запис, і зчитування слова у нього відбуваються одночасно і незалежно. Такий регістр називають регістром пам’яті.

Розрядність будь-якого регістра визначається числом тригерів, кожний з яких як двостановий запам’ятовувач одного розряду слова відповідає за введення, збереження і виведення-1 біт iнформації. Регіст­ри можуть відрізнятись між собою за кількістю тактів керування, що необхідні для виконання конкретних операцій. Тому за способом тактування розрізняють одно-, дво- або багатотaктні регістри. Для керуван­ня однотактним регістром досить однієї послідовності синхросигнaлів, багатотактним - кількох. Операції встановлення регістра у початковий стан, приймання інформації з одного пристрою i передача її в інший пристрій, зсув слова вліво або вправо, реалізуються за до­помогою комбінаційної схеми регістра.

Регістри належать до найбільш поширених функціональних вузлів. Крім зберігання інформації, її зсуву тa зчитування, які необхідні для виконання різних арифметичних та логічних операцій над двійковими числами, за допомогою регістрів можна також перетворювати інформацію з одного виду в інший, наприклад, послідовного коду у па­ралельний або навпаки тощо.

4.4.1 Регістри пам’яті

Цe накопичувальні регістри - пристрої в паралельним записом та зчитуванням слова, типу РІРО. Їх основне призначення – зберігання двійкової інформації невеликого об’єму (не більше 2 байт), що подана у паралельному коді. Регістри пам’яті можуть бути синхронізовані рів­нем (дозволом С=1) або фронтом, чи зрізом синхросигналу залежно від типу застосованих тригерiв.

На рис.4.10.а показана схема n-розрядного регістра пам’яті, що побудований на синхронних D-тригерах, та кон’юнкторах на ЛЕ, що виконують функцію збігу. Інформа­ція у вигляді паралельного коду двійкових чисел {DI_n-1…DI₁,DI₀} за­носиться по вхідній шині і записується у регістрі тільки при наявнос­ті дозволяючого рівня С=1. Зчитування інформації з регістра можливе тільки при наявності на входах схем збігу дозволяючих рівнів, тобто при ЕО=1.

Рис. 4.53 Структура (а) та позначення (б) регістра пам’яті

На рис.4.10.б показане схематичне позначення 8-ми розрядного регістра пам’яті.

У випадку побудови регістра пам’яті на RS -тригерах у схемі по­трібно передбачити попереднє "очищення" регістра тобто встановлення всіх тригерів у стан нуль, що здійснюється за допомогою входу скидан­ня R. Попереднє встановлення тригерів в нуль вимагає додаткового ча­су, то зменшує швидкодію регістра. Для збільшення швидкодії таких ре­гістрів пам'яті застосовують парафазну передачу для перезапису iнфор­мації з регістрa в регістр. Для цього використовують обидва входи RS -тригерів, по яких одночасно подають сигнали , та . Розрядність регістрів пвм’ятi нарощується збільшенням потрібного числа тригерів, тактові входи яких приєднують до шини синхронізації С.