Асинхронный регистр сдвига

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Целью изобретения является упрощение регистра сдвига. Регистр содержит ячейки памяти, каждая из которых в отличие от прототипа состоит не из четыпех, а из трех сш метричных цепочек . Каждая цепочка состоит из трех элементов И-КЕ. Первая ячейка регистра состоит из 1I элементов И-НЕ и имеет два информационных входа и один управляющий выход для связи с источником . В состав регистра входят элементы И-НЕ для связи с приемником с помощью двух информационных выходов и одного управляющего входа. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3855385/24-24 (22) 11.02 ° 85 (46) 15.08.86.. Бюл. В 30 (71) Институт социально-зкономических проблем АН СССР (72) Б.С. Цирлин (53) 681.327.66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1138834, кл. G 11 С 19/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1196954, кл. С 11 С )9/00, 1985. (54) АСИНХРОННЫЙ РЕГИСТР СДВИГА (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Це„.SU 2511 2 А1 (5) )4 G I I С 19!00 лью изобретения является упрощение регистра сдвига. Регистр содержит ячейки памяти, каждая из которых в отличие от прототипа состоит не из четырех, а из трех симметричных цепочек. Каждая цепочка состоит нз трех элементов И-HE. Первая ячейка регистра состоит из Il элементов И-НЕ и имеет два информационных входа и один управляющий выход для связи с источником. В состав регистра входят элементы И-HE для связи с приемником с помощью двух информационных выходов и одного управляющего входа. 2 ил., 1 табл.

1182 2

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения — упрощение асинхронного регистра сдвига.

Иа фиг. 1 приведена схема регистра сдвига; на фиг. 2 — схема соединения регистра с источником и приемником информации, работающими в режиме За— прос-отнет, и схема его первой ячейки.

Асинхронный регистр сдвига содержит ячейки 1 памяти, каждая из которых состоит из трех симметричных цепочек 2 из трех элементов И-НŠ— первого 3, второго 4 и третьего 5. Первый вход элемента 3 цепочки 2 i — и ячейки 1 является информационным нходом 6 этой цепочки, выход элемента 3 соединен с первыми входами элементон 4 и 5, выход последнего является нь|ходом 7 цепочки 2, а выход элемента 4 — ее управляющим выходом 8. Входы элемента 4 каждой цепочки 2 i-й ячейки I соединены с выходами зле— ментоь 4 двух других ее цепочек 2.

Второй вход элемента 5 цепочки 2 соединен с ее информационным входом 6, а третий вход элемента 5 является ее первым управляющим входом 9. Вторым управляющим входом 10 цепочки 2 является четвертый вход ее элемента 4.

Выход 7, первый 9 и второй 10 управляющие.входы каждой цепочки 2 i é ячейки 1 соединены соответственно с информационным входом 6, выходом / и управляющим выходом 8 соответствующей цепочки 2 (i+1)-й ячейки 1. На фиг. l обозначены также входы 11 — 17 элементов 4 и 5 и выходы 18-20 элементов 3-5.

Для подключения к источнику информации, работающему в режиме "8anpoc-ответ", первая ячейка регистра содержит элементы И-HF., 21-31. Выходы элементов 21, 22 и 23, 24 являются выходами 7 первой ячейки и соединены соответственно с первыми входами элементов 22, 21 и 24, 23, вторые входы которых являются информационными нхо-. дами 6 первой ячейки, а третьи входы — ee первыми управляющими входами 9. Четвертые входы элементов 21, 23 и 22, 24 соединены с выходами элементов 25 и 27 соответственно, а пятые входы элементов 22 и 23 — с выходом элемента 26. Первые входы элементов 25-27 соединены с выходами элементов 21, 22 и 24 соответственно.

1О !

ЗО

35 второй вход элемента 26 — c выходьм элемента 23, вторые входы элементов 25 и 27 — с выходом элемента 29, третьи входы элементов 25-27 — с ныходами элементов 28 и 30, а четвертый вход элемента 26 — с выходом элемента 30. Первые входы элементов 28-30 соединены соответственно с выходами элементов 29, 30 и 28, их вторые входы — с выходами элементов 30, 28 и

29, а третьи и четвертые входы этих элементов попарно объединены и образуют вторые управляющие входы 10 первой ячейки. Выходы элементов 25-27 соединены с входами элемента 31, выход которого является упранляющим выходом 32 регистра, прямой 33 и ин- . версный 34 информационные нходы которого соединены с информационными входами 6 первой ячейки, т.е. с вто— рыми входами ее элементов 21, 22 и

23, 24 соответственно. Дпя подключения дополнительного выхода 7 первой ячейки (выхода ее элемента 33) вторая ячейка 1 регистра имеет дополнительньпл информационный вход 6, соединенный с третьим входом элемента 3 и четвертым входом элемента 5 ее второй цепочки 2.

Для подключения к приемнику ннформации, работающему в режиме "Запрос— ответ, регистр содержит дополнительные элементы И-НГ 35-38.: Первые входы элементов 35 и 36 соединены соответственно с выходами 7 ";>ерной и третьей цепочек 2 последней ячейки 1 регистр",, их вторые нхоги соединены с выходом 7 ее второй ",,почки 2, а третьи входы — с выходами -.лементон 37 и 38 соотнетст:-сзно, первые входи которых соединены с выходами элементов 38 и 37 соотнетстненно, а вторые входы — с первьпли входами элементов 35 и 36„ выходы которых являются прямым 39 и инверсным 40 информационными выходами регистра. Управляющий вход 41 регистра соединен с первым 9 и вторым !О управляющими входами всех цепочек 2 последней ячейки 1 регистра.

Функционирование канала передачи информации, образонанного соответствующими цепочками 2

1 Состояние ячейки 1

N цепочки 2

Элемент

2 3

3 l О О

4 О l 1

5 0

3 0 О 1

»!"

«О»

l 0

5 1 1 О

3 0 1 О

Значение разряда совпадает со значением

4 1

1 0 1

25 предыдущего разряда

3 0 О 0

Информация в ячеике

1 ) 4 1 стерта

5 1 l 1

50

55 шении. Время между записью соседних единиц в каждую цепочку 2 такого канала составляет 14 с, где r. — задержка элемента И-HF., что и определяет быстродействие известного регистра, который имеет два таких канала для передачи единичных и нулевых значений разрядов сдвигаемого кода.

В предлагаемом асинхронном регистре сдвига элементы 4 цепочек 2 одной ячейки 1 образуют трехстабильный триггер. Таким образом, если в один из RS òðèããåðîâ, образованных элементами 3 и 4 цепочки 2 этой ячейки 1, записана единица, т.е. на вы-. ходе данного элемента 4 имеется значение »О", в RS-триггеры остальных цепочек 2 этой ячейки l запись единицы блокируется и на выходах их элементов 4 значение »0« появиться не может. Кодирование устойчивых состояний ячейки 1 предлагаемого регистра при наличии значения »1» на всех ее входах приведено в таблице, из которой следует, что первые и третьи цепочки 2 последовательных ячеек 1 регистра образуют каналы, за которыми закреплены соответственно единичное и нулевое значения разрядов сдвигаемого кода, а вторые цепочки 2 этихЗб ячеек 1 — канал для передачи признака совпадения значения очередного разряда сдвигаемого кода со значением предыдущего разряда.

Таким образом, если соседние разряды сдвигаемого кода имеют различное значение, соответствующие этим разрядам единицы продвигаются по различным каналам — первому и третьему, если эти разряды имеют одинаковые значения, соответствующие им единицы продвигаются по первому (третьему) и второму каналу. Этим обеспечивается продвижение единиц, соответствующих 45 соседним разрядам сдвигаемого кода, вплотную друг за другом, что повьппает быстродействие регистра ло сравнению с быстродействием одного канала, так как в последнем единицы продвигаются с интервалом не меньшим, чем в одну ячейку. В результате, время между записью в i-ю ячейку 1 регистра соседних разрядов сдвигаемого кода в предлагаемом асинхронном регистре сдвига, как и в прототипе, где единицы, соответствующие соседним разрядам сдвигаемого кода, также продвигаются вплотную друг за другом, составляет Яс.

Указанную дисциплину распределения информации по каналам предлагаемого регистра обеспечивает его первая ячейка (фиг. 2). В исходном состоянии на информационных входах 33 и 34 регистра имеются значения »О", в результате чего на выходах элементов 21—

24 первой ячейки, т.е. на ее выходах 7, имеется значение »1». Элементы 28-30 первой ячейки образуют трехстабильный триггер, и в исходном состоянии этот трехстабильный триггер находится в состоянии 101. Тогда на выходах элементов 25 и 27 имеются значения »1", а на выходе элемента

26 — значение »О", из-за чего на выходе элемента 31 (упралляющем выходе 32 регистра) имеется значение »1».

Во всех остальных ячейках 1 регистра в исходном состоянии информация стерта, и их состояние определяется в соответствии с таблицей. Пусть на одном из информационных входов 33 или 34 регистра появляется значение

"1«. Тогда на выходе элемента 21 или

125!!82

24 первой ячейки (на ее соответствующем выходе 71 появляется значение

"0", которое поступает на информационный вход 6 соотнетствующей (первой или третьей) пепочки 2 второй ячейки 1 регистра, н результате чего в последнюю записывается значение данного разряда сдвигаемого кода и на управляющем выходе 8 соотнетстну- !0 ющей цепочки 2 появляется значение

"0", которое, посгупая на второй управляющий вход 10 первой ячейки, производит переключение трехстабильного триггера на элементах 28-30 в состоя в !5 ние 110 или 011 соответственно„ после чего на входе элемента 26 появляется значение "1", а на выходе элемента 31 (управляющем выходе 32 регистра) — значение "0". После того, 20 как на обоих информационных входах 33 и 34 регистра снова появятся значения

"0", первая ячейка возвращается в состояние, аналогичное исходному,, с отличным от него состоянием трехстабильного триггера на элементах 28-30, вследствие чего на выходе элемен— та 25 или 27 устанавливается значение

"0", которое блокирует запись единицы в ту же цепочку 2 второй ячейки 1, 30 что и н предыдущем случае. Кроме того, это значение вызывает появление значения "1" на выходе элемента 31 (управляющем выходе 32 регистра)„

Возраст первой ячейки н это состояние 35 включает н себя появление значения

"1" на ее выходах 7, что разрешает передачу информации из второй ячейки 1 в третью и т.д. При этом передача следующей единицы н данный канал !б из цепочек 2 блокируется также зна иниями "011, поступающими на соответствующие первые 9 и вторые 10 упранляющие нходы первой ячейки, что обеспечивает пранильное функционирование регистра при любых задержках его эле— ментов и при любом их соотношении.

Если теперь значение "1" поянляет— ся на другом информационном входе регистра в отличие от предыдущего случая, переключение первой ячейки происходит аналогично описанному и во вторую ячейку 1 регистра записывается значение очередного разряда сдвигаемого кода, отличное от значения предыдущего разряда. Если значение "1" появляется на том же информационном входе регистра, что и в предыдущем случае, на выходе эпемента 22 или 23 появляется значение 0, в результате чего единица записывается во вторую цепочку 2 второй ячейки 1, что н соответствии с таблицей означает гонпадение значений очередного и преды-! дущего разрядов. Далее переключение первой ячейки происходит аналогично описанному, причем после восстановления на обоих информационных входах 33 и 34 значений "0" она вознращается в исходное состояние.

Для преобразования информации, записанной н регистр н соответствии с описанной дисциплиной, в парафаз— ную служат дополнительные элемен— ты 35, 36, и 37, 38. Последние дна образуют RS — триггер, который устанавлинается н единичное или нулевое состояние при появлении значения "0" на выходе 7 первой или третьей цепочки 2 последней ячейки 1 регистра.

Значение "0" на выходе 7 одной из трех цепочек 2 последней ячейки 1 ре гистра может появиться при наличии значения "1" на его управляющем входе 41. При этом, если значение "0" появляется на выходе 7 первой или третьей цепочки. 2 последней ячейки 1, на выходах элементов 35 и 36 устанавливаются значения "1" в соответствии с состоянием RS-триггера, образованного элементами 37 и 38. Если значение "0" появляется на выходе 7 второй цепочки 2 последней ячейки 1, на выходах элементов 35 и Зб устананливаются значения 1" независимо от состояния этого RS-триггера. После. того, как на выходах элементов 35 и

36 появляются значения "1", т.е. эти значения появляются на информационI ных выходах 39 и 40 ре-èñòðà,,íà его управляющем входе 41 может быть устанонлено значение "0"„ которое вызывает стирание информации в последней ячейке 1 регистра и появление на выходах 7 всех ее цепочек 2 значения 1 . В результате этого на выходе одного из элементов 35 и 36 (т.е. на одном из информационных выходов 39 или 40 регистра) появляется значение 10 н соответствии с состоянием RS-триггера, образованного элементами 37 и 38.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Асинхронный регистр сдвига, содержащий два элемента И-НЕ и ячейки па7 !

25! мяти, каждая из которых, кроме первой, состоит из трех симметричных цепочек из трех элементов И-HF., причем в каждой цепочке выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми входами второго и третьего элементов И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с первым входом первого элемента И вЂ” НЕ, второй вход которого соецинен с выходом второго элемента 1О . И-НЕ, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами вторых элементов И-НЕ других цепочек данной ячейки, при этом первый вход первого элемента И-НЕ и выходы второ-!5 го и третьего элементов И-НЕ каждой цепочки каждой ячейки, кроме второй, соединены соответственно с выходом третьего элемента И-НЕ и с четвертым входом второго и третьим входом тре- 10 тьего элементов И-HE соответствующей цепочки предыдущей ячейки, а первая ячейка состоит из одиннадцати элементов И-НЕ, причем н данной ячейке выходы первого и второго и третьего 25 и четвертого элементов И-НЕ соединены соответственно с первыми входами второго и первого и четвертого и третьего элементов И-НЕ, вторые входы которых являются соответственно прямым и инверсным информационными входами регистра сдвига, выходы и третьи входы первого, второго и четвертого элементов И-HE соединены соответственно с первыми входами и выходами пятого, шестого и седьмого элементов И-НЕ, вторые входы пятого и седьмого элементов И-НЕ соединены соответственно с выходами восьмого и десятого элементов И-НЕ, первые входы восьмого 4О и девятого элементов И-НЕ соединены соответственно с выходами девятого и восьмого элементов И-НЕ, первый и второй входы одиннадцатого элемента И-НЕ соединены с выходами пятого и шестого элементон И-НЕ, а выход является управляющим ныходом регистра сдвига, выходы и четвертые входы первого, второго и четвертого элементов

И-НЕ первой ячейки соединены соответ-50 ственно с первыми входами первых элементов И-НЕ и выходами третьих элементов И-НЕ первой, второй и третьей цепочек второй ячейки, выходы вторых элементов И-НЕ первой и третьей цепо55 чек которой соединены соотнетствекко!

82 с вторым входом восьмого и первым входом десятого элсментов И-HE первой ячейки, причем выходы первого и второго элементов И-НЕ являются соответственно прямым и инверсным выходами регистра сдвига, первые входы соединены соответственно с выходами третьих элементов И-НЕ первой и третьей цепочек последней ячейки, а второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом третьего элемента И-НЕ второй цепочки последней ячейки, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью -упрощения регистра сдвига, он содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами четвертого и третьего элементов И.-FIE соответственно, а вторые входы — с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, нторой вход вторОго элемента И-НЕ соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, а третьи входы первого и второго элементов— с выходами третьего и четвертого элементов И-НЕ соответственно, причем в первой ячейке третий вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом шестого элемента И-НЕ, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами третьего, восьмого и,цесятого элементов И-НЕ, выход седьмого элемента

И-HE соединен с третьим входом одиннадцатого элемента И-НЕ, четвертый вход третьего элемента И-НЕ соединен с четвертым входом второго элемента И-НЕ, а пятые входы данных элементов соединены соответственно с выходами пятого и седьмого элементов И-НЕ> третьи входы которых соединены с выходами девятого элемента И-НЕ, второй вход и выход которого соединены соотнетственно с выходом и вторым входом десятого элемента И-НЕ, а третий и четвертый входы — с вторыми входами восьмого и десятого элементой

И-НЕ, третьи входы которых соединены с выходами десятого и восьмого элементов И-НЕ соответственно, а четвертые входы — с выходом второго элемента И-НЕ второй цепочки второй ячейки, третий нход первого элемента И-НЕ и четвертый вход третьего элемента И-НЕ которой соединен с выхо-. дои третьего элемента И-НЕпервой ячейки.

1251182

Составитель А. Дерюгин

Редактор A. Огар Техред И.Гайдош Корректор Е. Рошко

Заказ 4419/51 Тирак 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4