Реверсивный регистр сдвига

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах диагностирования и статистической обработки информации. Сущность изобретения: регистр содержит в каждом разряде JK-триггер 1, элементы И 2 - 5, элементы ИЛИ 6 - 8, в каждом разряде, кроме первого и последнего, элементы ИЛИ 9 - 11, в первом и последнем разрядах элемент ИЛИ 10. Введенные элементы ИЛИ 10, 11 обеспечивают режим уплотнения нулевых кодовых комбинаций как влево, так и вправо регистра. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах диагностирования и статистической обработки информации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей реверсивного регистра сдвига за счет использования его также в режимах уплотнения нулей кодовых комбинаций как влево, так и в право регистра.

Введение в известный резистор сдвига в каждую ячейку, кроме первой и последней, пятого и шестого элементов ИЛИ, в первую ячейку пятого элемента ИЛИ, в последнюю ячейку шестого элемента ИЛИ, а также новых связей позволяет расширить функциональные возможности реверсивного регистра сдвига за счет возможности уплотнения нулей кодовой комбинации как вправо, так и влево регистра.

На чертеже показана схема регистра.

Реверсивный регистр сдвига содержит в каждой ячейке памяти IK-триггер 1, первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 элементы И, в каждой ячейке, кроме первой и последней, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9 элементы ИЛИ, пятый 10 и шестой 11 элементы ИЛИ, в каждой ячейке, кроме первой, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ, в каждой ячейке, кроме последней, первый, второй, третий, четвертый и шестой элементы ИЛИ, шины управления направлением сдвига вправо 12 и влево 13, вход 14 сброса регистра, вход 15 сдвига, прямой 16 и инверсный 17 информационные входы регистра и выход 18 информации в прямом последовательном коде при сдвиге вправо, прямой 19 и инверсный 20 информационные парафазные входы регистра и выход 21 информации в прямом последовательном коде при сдвиге влево, вход 22 управления режимом сдвига - уплотнение единиц и вход 23 управления режимом сдвиг - уплотнение нулей.

Регистр сдвига работает следующим образом.

Реверсивный регистр сдвига в зависимости от сигналов управления, подаваемых на входы 22 и 23 управления режимами, может работать в трех режимах: сдвига кода вправо или влево, уплотнения (сжатия) единиц кодовой комбинации вправо или влево и уплотнения (сжатия) нулевой кодовой комбинации вправо или влево.

При единичных значениях сигналов управления на входах 22 и 23 регистр работает в режиме сдвига кода. Вследствие единичных значений сигналов на вторых входах всех третьих 8, четвертых 9, пятых 10 и шестых 11 элементов ИЛИ, а также на третьих входах всех первых, вторых, третьих и четвертых элементов И в зависимости от значения сигналов на шинах реверса замкнуты связи между прямым и инверсным выходами IK-триггера 1 и i-й ячейки и соответственно I- и К-входом IK-триггера 1 (I+1)-й ячейки (i = (i=) ) (при единичном значении сигнала на шине 12 сдвига вправо и нулевом значении сигнала на шине 13 сдвига влево) и выполняется режим сдвига вправо. Входная информация в виде парафазного последовательного кода при сдвиге вправо поступает на входы 16 и 17 или в виде однофазного - на вход 16. Выходом последовательного однофазного кода при сдвиге вправо является выход 18, соединенный с прямым выходом IK-триггера последнего разряда.

При единичных значениях сигналов управления на входах 22 и 23 и нулевом значении сигнала на шине 12 сдвига вправо и единичном значении сигнала на шине 13 сдвига влево замкнуты связи между прямым и инверсным выходами IK-триггера 1 i-й ячейки и соответственно I и К-входом IK-триггера 1 (i-1)-й ячейки (i = (i=) ).

Входная информация в виде парафазного последовательного кода при сдвиге влево поступает на входы 19 и 20 или в виде однофазного - на вход 19. Выходом последовательного однофазного кода при сдвиге влево является выход 21, соединенный с прямым выходом IK-триггера первого разряда. Заполнение n-разрядного регистра информацией происходит за время действия n импульсов сдвига на входе 15 сдвига.

При нулевом значении сигнала управления на входе 22 и единичном на входе 23 регистр работает в режиме уплотнения единиц кодовой комбинации вправо (при единичном значении сигнала на входе 12 и нулевом на входе 13) или влево (при нулевом значении сигнала на входе 12 и единичном на входе 13). Вследствие наличия единичных сигналов на вторых входах и выходах всех пятых 10 и шестых 11 элементов ИЛИ и вторых входах всех первых элементов И (при единичном значении сигнала на входе 12 и нулевом на входе 13) остаются замкнутыми связи между прямым выходом IK-триггера 1 i-й ячейки и I-входом IK-триггера 1 (i+1)-й ячейки (i = (i=) ). Под действием импульсов сдвига, подаваемых на вход 15 сдвига, происходит сдвиг кода вправо до тех пор, пока не запишется единица в последний n-й разряд. После этого происходит сдвиг кода только в первых (n-1)-х разрядах до заполнения единицей (n-1)-го разряда. Записанные в n=м, (n-1)-м и т.д. разрядах единицы остаются в соответствующих разрядах, поскольку на К-входах IK-триггеров 1 этих разрядов устанавливаются нулевые значения сигналов. На парафазных последовательных входах 16 и 17 в режиме уплотнения единиц вправо устанавливают соответственно нулевое и единичное значения сигналов.

Таким образом, после подачи в общем случае (n-1)-го импульса сдвига (когда исходная информация представляет собой одну единицу в крайнем левом разряде) все единицы исходной комбинации располагаются плотно справа. Например, если при единичных значениях сигналов на входах 12, 22, 23 и нулевом входе 13 после подачи восьми импульсов сдвига в восьмиразрядный регистр записывается код 10100100, то при единичном значении сигналов на входах 12, 23 и нулевом на входах 13, 22 после подачи очередных пяти импульсов сдвига получают последовательность кодов 01010010, 00101001, 00010101, 00001011, 00000111. При дополнительной подаче импульсов сдвига состояние регистра не меняется. При установке единичных сигналов на входах 12, 22, 23 и нулевом на входе 13 сжатая информация выводится из регистра сдвига вправо.

При единичных значениях сигналов на входах 13, 23 и нулевом на входах 12, 22 реверсивный регистр работает в режиме уплотнения единиц кодовой комбинации влево. Вследствие наличия единичных сигналов на вторых входах и выходах всех пятых 10 и шестых 11 элементов ИЛИ и вторых входах всех вторых элементов И остаются замкнутыми связями между прямым выходом IК-триггера 1 i-й ячейки и I-входом IK-триггера 1 (i-1)-й ячейки (i = (i=) ).

Под действием импульсов сдвига, подаваемых на вход 15 сдвига, происходит сдвиг кода влево до тех пор, пока не запишется единица в первый разряд. После этого происходит сдвиг кода только в последующих (n-1)-х разрядах до заполнения единицей второго разряда.

Записанные в первом, второй и т.д. разрядах единицы остаются в соответствующих разрядах, поскольку на К-входах IK-триггеров 1 этих разрядов устанавливаются нулевые значения сигналов. На парафазных последовательных входах 19 и 20 в режиме уплотнения единиц влево устанавливают соответственно нулевое единичное значение сигналов. Таким образом, после подачи в общем случае (n-1)-го импульса сдвига (когда исходная информация представляет собой одну единицу в крайнем правом разряде) все единицы исходной комбинации располагаются плотно слева. Например, если при единичных значениях сигналов на входах 13, 22, 23 и нулевом на входе 12 после подачи восьми импульсов сдвига в восьмиразрядный регистр записывается код 10100100, то при единичных значениях сигналов на входах 13, 23 и нулевых на входах 12 и 22 после подачи трех импульсов сдвига получают последовательность кодов 11001000, 11010000, 11100000. При дальнейшей подаче импульсов сдвига состояния регистра не изменяются. При установке единичных сигналов на входах 13, 22, 23 и нулевого на входе 12 сжатая информация выводится из регистра сдвигом влево.

При единичных значениях сигналов на входах 12, 22 и нулевых на входах 12 и 23 реверсивный регистр работает в режиме уплотнения нулей вправо. На парафазных последовательных входах 16 и 17 в режиме уплотнения нулей устанавливают соответственно единичное и нулевое значения сигналов. Вследствие наличия единичных сигналов на вторых входах всех третьих 8 и четвертых 9 элементов ИЛИ, а также на третьих входах всех первых и третьих элементов И замкнуты связи между инверсным выходом триггера 1 данного разряда и входом удержания триггера 1 следующего разряда.

Под действием импульсов сдвига, подаваемых на вход 15 сдвига, происходит сдвиг нулей вправо до тех пор, пока не запишется ноль в последний разряд. После этого происходит сдвиг кода в разрядах, кроме последнего, до заполнения нулем предпоследнего разряда. Записанные в последнем, предпоследнем и т.д. разрядах нули остаются в соответствующих разрядах, поскольку на входах переброса триггера 1 этих разрядов устанавливаются нулевые значения. Таким образом, все нули исходной комбинации располагаются плотно справа. Например, если после подачи восьми импульсов сдвига в режиме сдвига вправо (при единичных значениях сигналов на входах 12, 22, 23 и нулевом на входе 13) в восьмиразрядный реверсивный регистр сдвига записывается код 01001000, то при единичных значениях сигналов на входах 12, 22 и нулевых на входах 13 и 23 после подачи очередных двух импульсов сдвига получают последовательность кодов 10100000, 11000000. При установке единичных значений на входах 12, 22, 23 и нулевого на входе 13 сжатия информации выводится из регистра сдвига вправо.

При единичных значениях сигналов на входах 13, 22 и нулевых на входах 12, 23 реверсивный регистр сдвига работает в режиме уплотнения нулей кодовой комбинации влево. На парафазных последовательных входах 17 и 18 в режиме уплотнения нулей устанавливают соответственно единичное и нулевое значения сигналов. Вследствие наличия единичных сигналов на вторых входах третьих 8 и четвертых 9 элементов ИЛИ замкнуты связи между инверсным выходом триггера 1 данного разряда и входом удержания триггера 1 предыдущего разряда.

Под действием импульсов сдвига, подаваемых на вход 15 сдвига, происходит сдвиг нулей влево до тех пор, пока не запишется ноль в первый разряд. После этого происходит сдвиг кода в разрядах, кроме первого, до заполнения нулем последующего разряда. Записанные в первом, втором и т.д. разрядах нули остаются в соответствующих разрядах, поскольку на входах переброса триггеров 1 этих разрядов устанавливаются нулевые значения. Таким образом, все нули исходной комбинации располагаются плотно слева. Например, если после подачи восьми импульсов сдвига в режиме сдвига влево (при единичных значениях сигналов на входах 13, 22, 23 и нулевом на входе 12) в восьмиразрядный реверсивный регистр сдвига записывается код 01001000, то при единичных значениях сигналов на входах 13, 22 и нулевых на входах 12 и 23 после подачи очередных двух импульсов сдвига получают последовательность кодов 00010001, 00000011. При дальнейшей подаче импульсов сдвига состояние реверсивного регистра не изменяется. При установке единичных значений на входы 13, 22, 23 и нулевого на входе 12 сжатая информация выводится из регистра сдвигом влево.

Формула изобретения

РЕВЕРСИВНЫЙ РЕГИСТР СДВИГА, содержащий в каждом разряде JK-триггер, четыре элемента И, в каждом разряде, кроме первого и последнего, четыре элемента И, в первом и последнем разрядах - три элемента ИЛИ, причем прямой выход JK-триггера каждого разряда, кроме последнего, соединен соответственно с первым входом первого элемента И последующего разряда, а прямой выход JK-триггера каждого разряда, кроме первого, соединен соответственно с первым входом второго элемента И предыдущего разряда, выходы первого и второго элементов И каждого разряда соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с J-входом JK-триггера данного разряда, вторые входы первого и второго элементов И всех разрядов являются соответственно входами управления сдвигом вправо и сдвигом влево регистра, R- и C-входы JK-триггеров всех разрядов являются соответственно входами установки в "0" и синхронизации регистра сдвига, первый вход первого элемента И первого разряда является прямым входом для сдвига информации вправо регистра, а первый вход второго элемента И последнего разряда - прямым входом для сдвига информации влево регистра, прямой выход JK-триггера последнего разряда является прямым выходом при сдвиге информации вправо регистра, а прямой выход JK-триггера первого разряда - прямым выходом при сдвиге информации влево регистра, выходы третьего и четвертого элементов И каждого разряда соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с K-входом JK-триггера данного разряда, первый вход третьего элемента И первого разряда является инверсным входом для сдвига информации вправо регистра, а первый вход третьего элемента И каждого из остальных разрядов соединен с инверсным выходом JK-триггера предыдущего разряда, первый вход четвертого элемента И последнего разряда является инверсным входом для сдвига информации влево регистра, а первый вход четвертого элемента И каждого из остальных разрядов соединен с инверсным выходом JK-триггера предыдущего разряда, второй вход третьего элемента И каждого разряда, кроме последнего, соединен с выходом третьего элемента ИЛИ данного разряда, а второй вход четвертого элемента И каждого разряда, кроме первого и последнего, соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ данного разряда, второй вход третьего элемента И последнего разряда соединен с выходом третьего элемента ИЛИ данного разряда, третьи входы третьего и четвертого элементов И всех разрядов являются входами управления соответственно сдвигом вправо и сдвигом влево регистра, вторые входы третьего элемента И последнего разряда и четвертого элемента И первого разряда являются вторым управляющим входом регистра сдвига, первый и второй входы третьего элемента ИЛИ каждого разряда, кроме последнего, соединены соответственно с инверсным выходом JK-триггера и с вторым входом третьего элемента И последующего разряда, а первый и второй входы четвертого элемента ИЛИ каждого разряда, кроме первого и последнего, и первый и второй входы третьего элемента ИЛИ последнего разряда соединены соответственно с инверсным выходом JK-триггера и с вторым входом четвертого элемента И предыдущего разряда, отличающийся тем, что в каждый разряд введены пятый и шестой элементы ИЛИ, а в первый и последний разряды - пятый элемент ИЛИ, причем третий вход первого элемента и последнего разряда соединен с третьим входом второго элемента И первого разряда, с вторым входом пятого элемента ИЛИ предпоследнего разряда, с вторым входом шестого элемента ИЛИ второго разряда и является входом управления уплотнением нулей регистра, выход пятого элемента ИЛИ каждого разряда, кроме первого и последнего, соединен с третьим входом первого элемента И данного разряда и с вторым входом пятого элемента ИЛИ предыдущего разряда, первый вход пятого элемента ИЛИ каждого разряда, кроме последнего, соединен с прямым выходом JK-триггера последующего разряда, выход шестого элемента ИЛИ каждого разряда соединен с третьим входом второго элемента И данного разряда и в каждом разряде, кроме последнего , с вторым входом шестого элемента ИЛИ последующего разряда, первый вход шестого элемента ИЛИ соединен с прямым выходом JK-триггера предыдущего разряда, выходы пятых элементов ИЛИ первого и последнего разрядов подключены к третьим входам соответственно первого и второго элементов И первого и последнего разрядов, первый вход пятого элемента последнего разряда соединен с прямым выходом JK-триггера последнего разряда.

РИСУНКИ

Рисунок 1