Асинхронный последовательный регистр

 

АСИНХРОННЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ РЕГИСТР, содержащий ячейки памяти , каждая из которых состоит из трех элементов И-ИЛИ-НЕ, причем выходы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки соединены с входами первой групгш входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки, с первыми входами второй группы входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-НЁ последующей . ячейки и с вторыми входами второй группы входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ предьщущей ячейки соответственно, выход третьего элемента И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки памяти соединен с вторым входом второй группы входов И третьего элемента И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки, отличающийся тем, что, с целью упрощения регистра, в нем каждая ячейка содержит четвертый элемент И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второй группы входов и соответствующего элемента И-ШШ-НЕ предьщущей ячейки, в каждой ячейке вы§ ходы второго и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с третьими входами второй группы входов И третьего и второго элементов И-ШШ-НЕ соответственно , выходы третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки соединены со входами первой группы входов И четвертого и третьего элементов И-ШШ-НЕ данной ячейки и с первыми входами второй группы вхоОд дов И четвертого и третьего элеменOl тов И-ШШ-НЕ последукнцей ячейки соIsD ртветственно.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) 4 51 С 11 С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 Ф вЂ” ах

Ф\

° °

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565535/24-24 (22) 21 ° 03.83 (46) 23.01.85. Бюл. Ф 3 (72) В.И. Варшавский, И.А. Кишиневский, IO,В. Иамруков, В.Б. Иараховский, Л.Я. Розенблюм, Б.С. Цирлин и А.В. Яковлев (71) Институт социально-экономических проблем АН СССР и Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 681.327.66(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 374663, кл. G 11 С 19/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

В 661606, кл. G 11 С 19/00, 1979 (прототип). (54)(5?) ACHHXPOHHbIA ПОСЛЕДОВАТЕЛЬHblA РЕГИСТР, содержащий ячейки памяти, каждая иэ которых состоит из трех элементов И-ИЛИ-НЕ, причем выходы первого и второго элементов

И-ИЛИ-HE каждой ячейки соединены с входами первой группы входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки, с первыми входами второй группы входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-HE последующей ячейки и с вторыми входами второй группы входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки соответственно, выход третьего элемента И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки памяти соединен с вторым входом второй группы входов И третьего элемента И-ИЛИ-НЕ . предыдущей ячейки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения регистра, в нем каждая ячейка содержит четвертый элемент И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второй группы входов И соответствующего элемента И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки, в каждой ячейке выходы второго и третьего элементов

И-ИЛИ-НЕ соединены с третьими входами второй группы входов И третьего и второго элементов И-ИЛИ-НЕ соответственно, выходы третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки соединены со входами первой груп.пы входов И четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки и с первыми входами второй группы входов И четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки со-. ответственно.

1 11362

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Известен асинхронный последовательный регистр, содержащий ячейки памяти, каждая из которых выполнена по схеме трехстабильного триггера на трех элементах И-НЕ, причем два выхода трехстабильного триггера каждой ячейки соединены с двумя входами трехстабильного триггера последующей ячейки, а ið третий выход — с третьим входом трехстабильного триггера предыдущей ячейки (1), Достоверность функционирования данного регистра обеспечивается толь- 5 ко прп определенном соотношении задержек его элементов, что снижает надежность регистра.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является асин-2О хронпый последовательный регистр, содержащий ячейки памяти, каждая из которых состоит пз трех элементов

И-ИЛИ-НЕ, причем выход первого (второго) элемента И-ИЛИ-HE каждой ячейки соединен с входами первой группы входо» И второго (первого) и третьего элементов И-ИЛИ-kIE данной ячейк11 с входами второй гp ïïû входов И второго (первого) и третьего элемен30 тов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки и с входами второй группы входов И перлого н второго элементов И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки, а выход третьего элемента И-HJIII-НŠ— с входами первой группы входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки, с входами второй группы входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки и с входами второй

40 группы входов И третьего элемента

И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки (2) .

Достоинством известного регистра является высокая надежность, обеспечиваемая достоверньп1.функцпопированием регистра при любых величинах за45 держек его элементов, а недостатком— избыточность оборудования (для хранения п-разрядного кода on должен иметь 2п ячеек памяти), ведущая к усложнению регистра.

Цель изобретения — упрощение асинхронного последовательного регистра.

Цель достигается тем, что в асинхронном последовательном регистре, содержащем ячейки памяти, каждая из которых состоит из трех элементов

И-ИЛИ-НЕ, причем выходы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ каждой

16 2 ячейки соединены с входами первой группы входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки, с первыми входами второй группы входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки и с вторыми входами второй группы входов И первого и второго элементов

И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки соответственно, выход третьего элемента

И-ИЛИ- IE каждой ячейки памяти соединен с вторым входом группы входов И третьего элемента И-ИЛИ-НЕ предыдуureA ячейки, каждая ячейка содержит четвертый элемент И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второй группы входов И соответствующего элемента. И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки, в каждой ячейке выходы второго и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с третьими входами второй группы входов И третьего и второго элементов И-ИЛИ-НЕ соответственно, выходы третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-HE каждой ячейки соединепы с входами первой группы входов И четвертого и третьего элементов

И-ИЛИ-HE данной ячейки и с первыми входами второй группы входов И четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки соответственно.

На фиг. 1 приведена схема асинхронного последовательного регистра; на фиг. 2 — схема его ячейки памяти.

Регистр состоит из ячеек памяти

1.(i-i), 1. i, 1.(i+1), имеет выходы 2 и 3, входы 4-7 и выходы 8 и 9, соединяемые с источником информации. Каждая из ячеек памяти регистра имеет входы 10-17 и выходы 18- 21.

Регистр имеет также входы 22 и 23, выходы 24-27 и входы 28 и 29, соединяемые с приемником информации, У первой ячейки регистра входы 12-15 соединены с входами 4-7 регистра соответственно, а ее выходы 18, 19 и

20, 21 — с выходами 2, 3 и 8, 9 ре-. гистра соответственно. У последней ячейки регистра входы 10, 11 и 16, 17 соединены с входами 22, 23 и 28, 29 регистра, а ее выходы 18-21 с выходами 24-27 регистра соответственно. Выходы 18-21 ячейки 1.i соединены соответственно с входами !

12-15 ячейки 1. (i+1), а входы 10, 1,1 и 16, 17 ячейки 1.i — с выходами

18, 19 и 20, 21 ячейки 1.(i+1) соответственно.

113621б

Ячейка памяти регистра содержит четыре элемента И-ИЛИ-HE 30-33. Элементы 30 и 31 образуют первый триггер, а элементы 32 и 33 — второй.

Прямые входы первого триггера (входы элемента 30) соединены с входами

11 и 13 ячейки, а инверсные входы этого триггера (входы элемента 31) с выходом элемента 32 и с входами

10 и 12 ячейки. Прямые входы второго триггера (входы элемента 33) соединены с входами 14 и 16 ячейки, а инверсные входы этого триггера (вход элемента 32) — с выходом элемента 31 и с входами 15 и 17 ячейки.

Лсинхронный последовательный регистр работает следующим образом.

Состояние ячейки 1.i (значения на выходах 30-33, если четное, и на выходах элементов 33-30, если нечетное) соответствует: 1010— в ячейке записан ноль, 0101 — в ячейке записана единица, 0110 — в ячейке отсутствует информация, состояние

1001 в процессе работы регистра .в ячейке йе возникает из-за перекрестной связи между триггерами ячейки.

Запись или стирание информации в ячейке осуществляется через транзитное состояние 0100 или 0010, т.е, признаком завершения записи информации является появление значения "1" на выходе элемента 31 или 32 ячейки.

Наборы значений на входах 4-7 регистра соответствуют: 1010 — источник передает ноль, 0101 — источник

35 передает единицу, 0110 — источник не передает информацию в регистр, набор 1001 запрещен, Наборы значений на входах 22, 23, 40

28 и 29 регистра соответствуют: 0110приемник готов к приему информации из регистра, 1010 — приемник принял из регистра ноль (единицу), 0101 приемник принял из регистра единицу 45 (ноль), набор 1001 запрещен.

Хапись информации в ячейку 1.i no входам 10-13 или 14-1? происходит тогда, когда в ячейке 1,(i-1) записана информация, а в ячейке 1.(i+1) 50 информация либо стерта, либо имеет значение, противоположное записываемой. Стирание информации в ячейке

1.i происходит тогда, когда в ячейке 1.(i+i) записана та же информация, 55 а в ячейке 1;(i-1) либо информация стерта, либо имеет значение, противоположное записанной в ячейке 1.i.

4.

Пусть в начальном состоянии информация в регистре отсутствует, т.е, все его ячейки находятся в состоянии

0110. Пусть также на входах 22, 23, 28 и 29 регистра зафиксирован набор

0110. Источник передает в регистр информацию, устанавливая на его входах 4-7, например набор 0101 как только эта информация запишется в первую ячейку регистра, на его выходах 2, 3, 8 и 9 установится набор

0101. Теперь источник может установить на входах 4-7 регистра набор

0110 с тем, чтобы затем передать новую порцию информации. Одновременно с этим информация переписывается иэ первой ячейки регистра во вторую и т.д., пока не запишется в его последнюю ячейку. Как только в первой ячейке регистра информация будет стерта, источник может записать в регистр следующую порцию информации.

Если следующая порция информации имеет значение отличное от предыдущего, то загись в ячейку 1.(i-1) может. осуществляться еще до того, как будет стерта информация в ячейке 1.i если же следующая порция информации имеет то же значение, что и предыдущая, то такая запись возможна только после того, как в ячейке 1.i информация будет стерта. То же относится и к источнику информации, т.е. выставлять очередной набор на входах

4-7 регистра источник может не дожидаясь стирания информации в первой ячейке, если предыдущая и последующая порции информации имеют различное значение.

Таким образом, последовательная передача в регистр порций информации при фиксированном наборе значений на его входах 22, 23, 28 и 29 продолжается до тех пор, пока не заполнится весь регистр. При этом между двумя ячейками, хранящими соседние порции информации с одинаковыми значениями, будет находиться одна ячейка, в кото» рой информация стерта, если же значение соседних порций информации различно, то они хранятся в смежных ячейках.

Пусть на входах 4-7 регистра зафик-1 сирован набор 0110, а в результате заполнения регистра информацией состояние его последней ячейки 0101.

Получив эту информацию с выходов 2427 регистра, приемник устанавливает на его входах 22, 23, 28 и 29 набор

1136216

24

2б

0101, что вызывает стирание информации в последней ячейке. В результате, если в последней и предпоследней ячейках регистра записаны порции информации с различными значениями, то появляется возможность переписи информации из предпоследней ячейки в последнюю, иначе информация переписывается из ячейки, предшествующей предпоследней и т.д. Как только информация в последней ячейке стерта, приемник может. установить на входах

22, 23, 28 и 29 регистра набор 0110, т,е. подготовится к приему следующей порции информации. Таким обра-, зом, последовательный прием информа-, ции из регистра при зафиксированном

:наборе на его входах 4-7 продолжается до тех пор, пока весь регистр не будет очищен, т.е. во всех его ячейках не будет стерта информация.

При одновременной работе источника и приемника информации процесс передачи ее протекает аналогично вышеуказанному.

Время записи (стирания) информации в ячейке памяти асинхронного последовательного регистра со::тавляет 2, где $ — - задержка элемента

И-ИЛИ-НЕ. Максимальная частота выполнения операции сдвига в регистре составляет 1/4 1 (для случая, когда любая пара соседних разрядов сдвигаемого кода имеет различные эначе= ния). Если все разряды сдвигаемого кода имеют одинаковое значение, час-тота выполнения операции сдвига снижается до f/8 L, так что среднюю частоту можно принять равной 1/6 L .

Частота выполнения операции сдвига в известном регистре составляет 1/8 -, т.е. даже в худшем случае предложенный регистр не уступает известному по быстродействию.

Сложность ячейки памяти предложепного регистра (суммарное число входов и выходов всех ее элементов) составляет i8 тогда как для известного 20. Поскольку необходимое число ячеек памяти в предлагаемом регистре не превышает числа ячеек известного регистра, то очевидна экономия оборудования предлагаемого регистра и его упрощение.

113б216

Составитель А. Дерюгин

Редактор А. Козориз . Техред,Л.Коцюбняк Корректор С. Шекмар Заказ 10292/39 Тираж 583

Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,,Раушская наб., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4