Реверсивный сдвигающий регистр

 

„„,662973

Союз Советскын

Соцмалмстммаснм

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву 206155 (22) Заявлено 05.04.73 (21) 1904406/18-24 г (5т) М. Кл.

G 11 С 19/ОО с присоединением заявки №ГееудервтвениыЯ кеатат

СССР пе делам изобрвтеипЯ я юткрытай (23) Приоритет

Опубликовано:15.05.79.Бюллетень М 18 (53) yQK 681.332..65(088.8) .

Дата опубликования описания18.05.79 с

А. Н. Востриков, А. И. Войников, В. A. Капорцев, А. М. Коротков и Д. П. Куренцов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕВЕРСИВНЫЙ СДВИГАЮШИЙ РЕГИСТР

Данное изобретение относится к-об-. ласти вычислительной техники и может быть. применено в цифровых вычислитель» ных:машинах.

Известен сдвигающий регистр по авт. св. М 206155, построенный на потенциальных логических схемах и триг«

/ герах и содержащий по одному вспомогательному триггеру на каждую группу основных триггеров. Для организации сдвига в таком регистре необходима серия сдвинутых во времени друг относительно друга тактовых импульсов, количество которых равно количеству всех основных и вспомогательных триггеров группы . .6днако, недостатком такого сдвигающего регистра является то, что для его бесперебойной работы необходимо, чтобы .каждый следующий тактовый импульс формировал .я только после окончания действия предыдущего тактового импульса, т. е. между окончанием предыдущего и началом следующего тактовых импульсов должна быть пауза. Это усложняет схему формирования тактовых импульсов и сни жает быстродействие сдвигаюшего регистра и надежность его работы (1).

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности работы сдвигающего регистра.

Сущность изобретения заключается в том, что регистр содержит группы из двух последовательно соединенных инвер тирующих элементов задержки, входы перт вых из которых подключены к соответст» вующим шинам тактовых импульсов, общая точка соединения и выходы вторых инвертирующих элементов задержки каждой группы соединены с соответствующими

15 входами регистра. При этом регистр нор малько работает в случае "нахлестов соседних тактовых импульсов, что снижает требование к формирователю тактовых

20 импульсов, повышается скорость работы сдвигающего регистра, так как паузы между соседними тактовыми импульсами не требуется, и повышается йадежность работы регистра, так как он нормально

662973

3 работает при максимальных разбросах временных параметров включения и выключения элементов.

Схема сдвигающего регистра представлена на фиг. 1, на фиг. 2 показана вре- S менная диаграмма работы регистра.

В общем случае сдвигающий регистр содержит группы регистров; каждая группа, в свою очередь, состоит из нескольких основных триггеров и одного вспомо- 16 гательного.

На Фиг. 1 показан вариант с двумя группами 3. и 1 сдвигающего регистра, каждая из которых состоит из трех основ М ных триггеров 2 - 2 и 2 - 2 и одЭ 4 . 6

2 ного вспомогательного триггера 3 и 3, соответственно, а сам регистр закольцован. Бепи сброса регистра и цепи ввода числа в регистр не показаны. 20

Все триггеры всех групп включены последовательно с помощью схем совпадения 4, первые входы которых подсое— динены к соответствующим выходам инвертирующих элементов задержки (например, инверторов) 5 - 5, соединенных 1 последовательно с элементами (инверторами) 6 - 6, ко входам которых подклю4 4 чены шины 7, 8, 9, 10 тактовых импульсов. Общие точки соединения ииверторов.

5 - 5 и 6 - 6 подключены к другим

1 входам схем совпадении 4, а общая точка соединения инверторов 5 и 6, под4 ключенных к первой тактовой,шине 7, со-»

35 единена со входами схем совпадения 4, управляющих работой триггеров 2 и 2

Э 6 старших разрядов обеих групп. Сдвигаю- щий регистр работает следующим образом.

Перед началом сдвига число, подлежаmee сдвигу, записывается в основные тригО геры обеих групп регистра. Число на регистр может быть записано как параллельным кодом (одновременно во все разряды регистра), так и последовательным. При. трмФ младшие разряды числа хранятся в 45 первой группе 1 регистра, старших — 8 группе 1, причем младший разряд первой триады числа хранится на триггере 2, 1 старший разряд — на триггере 2 . Таким

SO образом на сдвигающий регистр, представленный на фиг. 1, может быть записано шестираэрядное двоичное число, младший разряд этого числа записан на триггере ., 2 первой группы, а старший - на тригге- .

1 ре 2 второй группы.

При поступлении .цервого тактового импульса по шине 7 положительной полярности срабатывает инвертор 6. Отрицательный импульс с выхода этого инвертора поступает на схемы совпадения старших раэ« рядов основных триггеров 2 и 26, запрещает их. При этом прекращается перепись содержимого дополнительных триггеров

3, 3 каждой группы в триггеры 2 и

2 . Затем через время, равное времени срабатывания инвертора 5, на его выходе появляется импульс положительной полярности, который поступает на схемы совпадения 4 обоих вспомогательных триггеров, открывает их, и содержимое с млад ших разрядов основных триггеров переписывается в соответствующие вспомогательные триггеры.

В момент поступления второго тактового импульса по шине 8 срабатывает

2 инвертор 6 . Отрицательный импульс с выхода этого инвертора поступает на схемы совпадения вспомогательных триггеров каждой группы и запрещает их.

Вследствие этого прекращается перепись содержимого триггеров 2 и 2 в вспо4 могательные триггеры 3 и 3, несмот2 ря на то, что первый тактовый импульс

7 мог еще и не окончиться. Затем сраба» тывает инвертор 5, положительный импульс, снимаемый с его выхода, откры1 вает схемы совпадения триггеров 2 и

2 и начинается перепись содержимого триггеров 2 и 2 в триггеры 2 .и 24, М соответственно. Аналогично происходит и при поступлении третьего и четвертого тактовых импульсов по шинам 9 и 10. При пос.туплении третьего тактового импульса со3 6держимое триггеров 2 и 2 перепишется в триггеры 2 и 26, соответственно.

При поступлении четвертого тактового импульса содержимое вспомогательных триггеров 3 и 3 перепишется в триг4 2 геры 2 и 2 соседних групп; На этом

3 6 процессе сдвига числа на один разряд заканчивается. При необходимости сдвига числа на К разрядов, необходимо подать

1 на сдвигающий регистр серию упомянутых тактовых импульсов К раэ.

Таким образом, при поступлении на сдвигающий регистр кажд со очередного тактового импульса вначале происходит прерывание переписи содер:кимого одних триггеров в другие от действия предыдущего тактового импульса, а затем раэре шение переписи содержимого соседних триггеров в те триггеры, с которых производилось считывание по предыдущему тактовому импульсу.

Рассмотрим работу регистра в соответствии с временной диаграммой.

662973 б и- ° решает схемы совпадения триггеров 3

1 иг- и 3 ) и информация в триггерах 3 и 3

2 2 не искажается в момент занесения новой информации в триггеры 2 и 2 по такто4

5 вому импульсу с выхода инвертора 5 .

Время от момента подачи запрещающего импульса на схемы совпадения триггеров

3 и 3 до момента установившегося процесса после записи новой информации

10 на триггеры 2 и 24(время опережения)

4 равно времени включения двух элементов, которое обеспечивает надежную работу схемы во всем диапазоне разбросов времени включения и выключения элементов.

Аналогичйые процессы происходят и с переписью в другие триггеры сдвигающего регистра.

Таким образом, предлагаемый сдвигающий регистр нормально работает в случае

@ "нахлестов соседних тактовых импульсов, что снижает требование к формированию тактовых импульсов, повышается скорость работы сдвигающего регистра, и повышает ся надежность работы, так как регйстр

25 нормально работает при максимальных разбросах временных параметров включеМ

:ния и выключения элементов.

Допустим, что в триrгеры первой гру пы 1 записана информация 101, а в тр геры второй группы 1 - 010.

Вид тактовых импульсов 7, 8, 9, 10 импульсов с выходов инверторов 5, 5 г

5, 5, импульсов с выходов инверторов

6, 6, 61, 6, их взаимное расположение с учетом задержек на включение и выключение элементов и возможность нахлеста" входных тактовых импульсов показаны на прилагаемой временной диаграмме, причем время выключения инверт ра принято равным удвоенному времени

его включения, что соответствует самому тяжелому режиму для микроэлементов, на которых реализован сдвигающий регистр, а время "нахлеста" принято равным максимальному времени - времени выключения инвертора.

В момент поступления импульса с выхода инвертора 5 единичная информация

4 триггера 2 переписывается в тригге

3, а нулевая информация триггера 2—

f в триггер 3 .

В момент поступления импульса с выхода инвертора 5 нулевая информация

2 триггера 2 переписывается в триггер 2, а единичная информация триггера 2— в триггер 24.

При этом, в случае отсутствия блокировки схем совпадения. 4 и при времени задержки включения триггера 2 и 2 . меньшем времени нахлеста" тактовых

1 импульсов с выходов инверторов 5 и

5, произойдет ложный переброс тригге-, 35 ров 3 и 3 и информация, записанная

4 в эти триггеры от действия тактового импульса с выхода инвертора 5, иска1 зится, как показано на временной диаг40 рамме заштрихованными прямоугольниками.

В рассматриваемой схеме сдвигающего регистра перед поступлением очередного тактового импульса с выхода инвер2. 43 тора 5 импульс с выхода инвертора 6 предварительно запрещает повторную перепись информации с триггера 2 в триг( гер 3 .и триггера 24 в триггер 3 (запФормула изобретения

Реверсивный сдвигающий регистр по авт. св. Мю 206155, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы, он содержит группы из двух последовательно соединенных инвертирующих элементов задержки, входы первых из которых подключены к соответствующим шинам тактовых импульсов, общая точка соединенияЖ выходы вторых инвертирующих эле» ментов задержки каждой группы соедине ны с соответствующими входами регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 206155 G 06 7 l/00, 13.02.67.

662973

jl иг иг

Составитель A. Жеренов

Техред С. Мигай . Корректор,М. Вигула

Редактор В. Чирков

Заказ 2707/52 Тираж 680 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1 !!