Regisztráció (digitális technológia)

A regiszter n bites bináris adatok  írására, tárolására és olvasására, valamint azokkal egyéb műveletek végrehajtására szolgáló eszköz [1] .

A regiszter flip- flopok , általában D-flip-flopok rendezett halmaza, amelyek száma megegyezik a szóban lévő bitek számával . A regiszterhez egy kombinált digitális eszköz társítható , melynek segítségével bizonyos műveleteket hajtanak végre szavakon.

Az épületnyilvántartás alapja: D-flip-flop , RS-flip-flop , JK-flip-flop .

Műveletek a regiszterekben

A következő műveletek jellemzőek:

• szó fogadása a regiszterbe ( állapot beállítása );
• szó átvitele regiszterből;
• szóeltolás balra vagy jobbra adott számú bittel a shift regiszterekben;
• egy szó sorozatkódjának átalakítása párhuzamos kódra és fordítva;
• a regiszter kezdeti állapotba állítása (reset).

Regiszterek osztályozása

A regisztereket a következő típusok szerint osztályozzák [2] :

• tárolás (memóriaregiszterek, tárolás) [3] [4] ;
• váltás vagy váltás [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] .

A műszakregiszterek viszont fel vannak osztva:

• az input-output információ módszere szerint:
  • párhuzamos: az információ egyidejűleg íródik és olvasható az összes bemenetre és az összes kimenetről [16] ;
  • szekvenciális: az információ beírása és beolvasása az első triggerbe, és az ebben a triggerben lévő információ felülírásra kerül a következőbe - ugyanez történik a többi triggerrel is [17] [18] ;
  • kombinált;

• az információátadás irányába:
  • egyirányú;
  • visszafordítható [19] [20] .

Regisztrációs típusok

A regisztereket a bemeneti (betöltés, fogadás) és a kimeneti (feltöltés, kiadás) információ típusa szerint különböztetjük meg:

1. Az információk szekvenciális be- és kimenetével
2. Párhuzamos információbevitellel és -kimenettel
3. Párhuzamos bemenettel és soros kimenettel. Például: SN74LS165J(N), SN74166J(N), SN74LS166J(N)
4. Soros bemenettel és párhuzamos kimenettel. Például: SN7416J(N), SN74LS164J(N), SN74LS322J(N), SN74LS673J(N)

A kimeneten három állapotú reteszekkel ellátott flip-flopok használata, megnövelt (a sorozat szabványos mikroáramköreihez képest) terhelhetősége lehetővé teszi ( gerincrendszerű mikroprocesszoros rendszerekben ) közvetlenül a gerincen lévő regiszterek használatát regiszterként, pufferregiszterként, I/O regiszterek, gerinchálózati adó stb. további interfész áramkörök nélkül.

A fent leírt bináris regisztereken kívül a regiszter más számrendszeren is alapulhat , például háromtagú vagy decimális .

Párhuzamos regiszterek

A párhuzamos (statikus) regiszterekben a bitáramkörök nem cserélnek adatot egymással. A biteknél általában az órajel, a visszaállítás/beállítás, a kimeneti vagy a fogadási engedélyek, vagyis a vezérlőáramkörök közösek. Példa egy statikus regiszteráramkörre, amely D típusú flip-flopokra épül, közvetlen dinamikus bemenetekkel, reset bemenetekkel és harmadik állapotú kimenetekkel, amelyeket az EZ jel vezérel.

Shift (soros) regiszterek

A Shift regiszterek (vagy szekvenciális (shift) regiszterek ) átviteli áramkörökkel összekapcsolt bitáramkörök lánca. A fő működési mód a kód bitjeinek eltolása az egyik triggerről a másikra az órajel minden impulzusa esetén. Az egyciklusú regiszterekben egy bittel jobbra tolva a szó eltolódik, amikor órajel érkezik . A bemenet és a kimenet soros ( angol  Data Serial Right, DSR ).

A bitközi kapcsolatokban logikai elemeket nem tartalmazó shift regiszterek szinkronizálási követelményei szerint nem használhatók egyfokozatú szintvezérelt triggerek, mivel egyes flip-flopok az órajel engedélyezési szintje alatt ismétlődően kapcsolhatnak, ami elfogadhatatlan. A logikai elemek megjelenése a bitközi kapcsolatokban, és még inkább a nem egységmélységű logikai áramkörökben leegyszerűsíti a regiszterek működőképességi feltételeinek teljesítését, és bővíti az ezen áramkörökhöz alkalmas trigger típusok körét. A többciklusú műszakregisztereket több óra vezérli. Ezek közül a leghíresebbek a push-pull a fő- és kiegészítő regiszterekkel, amelyek egyszerű, egyfokozatú szintvezérlésű flip-flopokra épülnek. A C1 ciklusban a főregiszter tartalma átíródik egy továbbiba, és a C2 ciklusban visszatér a főregiszterbe, de már a szomszédos bitekhez, ami szóeltolásnak felel meg. A felszerelés költségeit és sebességét tekintve ez az opció közel áll az egyciklusú regiszterhez, kétlépcsős flip-flopokkal.

Példák:

• Az SN74ALS164 (KR1533IR8) egy nyolc bites shift regiszter soros betöltéssel és párhuzamos kirakodással. Két bemenettel, A és B bemenettel van felszerelve, amely lehetővé teszi az egyik zárolását (alacsony feszültségszintre állítása az óraimpulzus pozitív szélén), hogy a másik bemeneten soros kódban történjen adatbevitel.
• SN74ALS165 (KR1533IR9), SN74ALS166 (KR1533IR10) - nyolc bites eltolási regiszter szekvenciális kirakodással, két üzemmódban működik: párhuzamos terhelés és eltolás,
• Az SN74198 (KR155IR13) egy nyolc bites megfordítható eltolási regiszter négy üzemmóddal: párhuzamos töltés, balra eltolás, jobbra eltolás és blokkolás.
• Az SN74LS295 (KR1533IR16) egy négybites eltolási regiszter párhuzamos betöltéssel és három kimeneti állapottal, amelynek három működési módja van: párhuzamos töltés, balra eltolás és blokkolás. A regiszter alapján szekvenciális adatbevitellel és balra és jobbra eltolási móddal fordított váltóregiszter építhető [21] .
• A 74HC595N (KR1564IR52) egy nyolc bites reteszelhető váltóregiszter, amely képes párhuzamos vagy soros kombinációra három kimeneti állapottal: magas, alacsony és nagy impedanciájú.

Processzor regiszterek

Céljuk szerint a processzorregiszterek a következőkben különböznek:

• akkumulátor - az aritmetikai és logikai műveletek közbenső eredményeinek, valamint az I/O utasítások tárolására szolgál;
• zászló  - tárolja az aritmetikai és logikai műveletek eredményeinek jeleit;
• általános célú - aritmetikai és logikai kifejezések, indexek és címek operandusainak tárolása;
• index – a tömb  forrás- és célelemeinek indexeinek tárolása ;
• pointer  - mutatók tárolása speciális memóriaterületekre (aktuális műveleti mutató, alapmutató, veremmutató);
• szegmens - a memóriaszegmensek címeinek és választóinak  tárolása ;
• menedzserek - a processzor állapotát vezérlő információkat, valamint a rendszertáblázatok címeit tárolják.

Háromtagú regiszterek

A hármas regiszterek hármas flip- flopokra épülnek . A hármas flip-flopokhoz hasonlóan a hármas regiszterek is lehetnek a hármas adatok (három számjegyű) hármas kódolási rendszerei: háromszintű egyvezetékes, kétszintű kétjegyű kétvezetékes, kétszintű háromjegyű egy-egy három -vezetékes, kétszintű háromjegyű egy-nulla háromvezetékes stb.

A jobb oldali ábra egy kilencbites párhuzamos statikus kapuzott hármas adatregiszter diagramját mutatja három hárombites párhuzamos statikus kapuzott hármas adatregiszteren egy hárombites egyegységes hármas logikai elemek rendszerében (3B jelölésű vonalak: háromvezetékes), amelyek kapacitása a számok (kódok) exponenciális pozíciós hármas számrendszerében van.

Lásd még

• Kioldó
• Számláló (elektronika)
• Vipera
• Fél összeadó
• Kódoló (elektronika)
• Dekóder
• Multiplexer (elektronika)
• Demultiplexer
• Digitális összehasonlító
• Logikai elemek

Jegyzetek

1. ↑ Gabrielyan Sh., Vakhtina E. Elektrotechnika és elektronika. Irányelvek. - Sztavropol: Argus, 2013. - S. 32. - ISBN 978-5-9596-0837-8 .
2. ↑ http://wiki.miem.edu.ru/index.php/Circuit Engineering: Lectures Archív másolat 2010. január 17-én a Wayback Machine -nél, 11. fejezet, 1.1. szakasz 11.1. A regiszterek osztályozása
3. ↑ http://www.intuit.ru/department/hardware/archhard2/2/2.html Archiválva : 2008. február 25., a Wayback Machine Internet University of Information Technology-n. Számítógépek felépítése és szervezése. V. V. Gurov, V. O. Chukanov. 2. Előadás: A számítógép főbb funkcionális elemei, 2. rész Tárolóregiszter. 2.5. Négy bites tárolóregiszter-struktúra aszinkron set-to- 0 bemenettel . 2.6. Egy négybites tárolóregiszter hagyományos grafikus jelölése aszinkron beállítási bemenettel 0 -ra
4. ↑ http://www.bashedu.ru/perspage/wsap/posobie/chapter3/6.htm  (elérhetetlen link) A digitális elektronika alapjai. 3.6. Regiszterek. Tároló nyilvántartások. 3.25. A főbb regisztertípusok funkcionális diagramjai. Rizs. 3.26. Tárolóregiszterek az órajel szintjével szinkronizált D-flip-flopokon (a), éllel (b) és RS-flip-flopokon az éllel szinkronizált (c)
5. ↑ http://www.gsm-guard.net/glossary/_r.htm Archiválva : 2009. január 6. a Wayback Machine Glossary-ben. Váltóregiszter
6. ↑ http://kpe.hww.ru/spravka_circuitry/rs.htm Archiválva : 2007. november 17. a Wayback Machine Shift nyilvántartásában
7. ↑ http://dssp.karelia.ru/~ivash/ims/t12/TEMA6.HTM Archiválva : 2009. június 9. a Wayback Machine Shift nyilvántartásában. 1. ábra. Shift regiszterek a JK papucsokon
8. ↑ http://www.airalania.ru/airm/147/53/index.shtml Archiválva : 2009. március 6. a Wayback Machine 6.1-ben. Váltóregiszterek és gyűrűszámlálók
9. ↑ http://www.intuit.ru/department/hardware/archhard2/2/2.html Archiválva : 2008. február 25., a Wayback Machine Internet University of Information Technology-n. Számítógépek felépítése és szervezése. V. V. Gurov, V. O. Chukanov. 2. Előadás: A számítógép fő funkcionális elemei, 2. rész. Váltóregiszter. 2.7. Shift regiszter szerkezete. 2.8. Hagyományos grafikus jelölése egy négybites shift regiszternek 0 -ra aszinkron beállítási bemenettel
10. ↑ http://dfe3300.karelia.ru/koi/posob/log_basis/registr2.html Archív másolat 2009. augusztus 20-án a Wayback Machine Computer logikai alapjainál. Párhuzamos eltolási regiszterek. 9.1. ábra Egy 4 bites párhuzamos gyűrűregiszter szerkezeti diagramja. 9.2. ábra. 4 bites gyűrűregiszter logika
11. ↑ http://www.bashedu.ru/perspage/wsap/posobie/chapter3/6.htm  (elérhetetlen link) A digitális elektronika alapjai. 3.6. Regiszterek. műszakregiszterek. Rizs. 3.27. Shift regiszterek D-flip-flopokon a), RS-flip-flopokon b) és kombinált regiszterek D-flip-flopokon
12. ↑ http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/7.html Archiválva : 2008. december 6. a Wayback Machine 7- ben.REGISZTRÁCIÓK. 7.1. műszakregiszterek. Rizs. 248. Tizenkét bites eltolási regiszter
13. ↑ http://shema.relline.ru/main/lections/second/Reg_sdwig Archiválva : 2009. május 25. az MGIEM Wayback Machine -nél . Áramkör. Előadások. műszakregiszterek. Műszaki regiszterek megvalósítása egyciklusú RS flip-flopokon. Háromütemű váltóregiszter
14. ↑ http://www.exponenta.ru/educat/systemat/1006/3_projects/vavilkin_kornilov.asp Archív másolat 2009. május 23-án a Wayback Machine -nél Fig.2 Shift regiszter, amely négy D-flip-flopból áll. 3. ábra Egy tipikus eltolási regiszter, amely négy JK flip-flopból áll. 5. ábra Adatok betöltése a műszakregiszterbe párhuzamos bemenettel.
15. ↑ http://it.fitib.altstu.ru/neud/shemotechnika/index.php?doc=teor&st=141 Archiválva : 2014. január 6. a Wayback Machine -nél 12.1.1. műszakregiszter
16. ↑ http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/7.html Archiválva : 2008. december 6. a Wayback Machine 7- ben.REGISZTRÁCIÓK. 208. ábra. párhuzamos regiszter
17. ↑ http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/7.html Archiválva : 2008. december 6. a Wayback Machine 7- ben.REGISZTRÁCIÓK. 209. ábra. Soros regiszter
18. ↑ http://kt1bladerunner.livejournal.com/1339.html Soros váltási regiszter. 6. ábra Egy 4 bites párhuzamos gyűrűregiszter szerkezeti diagramja. Rizs. 7. 4 bites párhuzamos gyűrűregiszter logikai diagramja
19. ↑ http://www.erudition.ru/referat/ref/id.36006_1.html 2009. február 4-i archív másolat a Wayback Machine 16 bites fordított eltolási regiszterében
20. ↑ http://www.texnic.ru/tools/cif_ms/7.html Archiválva : 2008. december 6. a Wayback Machine 7- ben.REGISZTRÁCIÓK. 210. ábra. fordított regiszter
21. ↑ Pukhalsky G. I. , Novoseltseva T. Ya. Digitális eszközök: Tankönyv egyetemeknek . - Szentpétervár. : Politechnika, 1996. - S.  600 . — 885 p. — ISBN 5-7325-0359-5 .

Irodalom

• Henry S. Warren, Jr. 2. fejezet: Az alapok // Algoritmikus trükkök programozóknak = Hacker's Delight. - M . : "Williams" , 2007. - S. 288. - ISBN 0-201-91465-4 .
• Nefedov A.V., Savchenko A.M., Feoktistov Yu.F. Shirokov szerkesztésében Yu.F. 3. szakasz Digitális integrált áramkörök és elektromos paramétereik // Idegen integrált áramkörök ipari elektronikai berendezésekhez: kézikönyv. - M. : Energoatomizdat, 1989. - 288 p. — ISBN 5-283-01540-8 .
• Petrovsky I.I., Pribylsky A.V., Troyan A.A., Chuvelov V.S. A KR1533 sorozatú mikroáramkörök funkcionális összetétele: 5. Regiszterek; A KR1554 sorozatú mikroáramkörök funkcionális összetétele: 4. Regiszterek // Logikai IC-k KR1533, KR1554. Könyvtár. - M. : Binom LLP, 1993. - 497 p. — ISBN 5-85959-045-5 .
• Averchenkov O. E. Áramkör: berendezések és programok. - M. : DMK Press, 2012. - 588 p. - ISBN 978-5-94074-402-3 .

Linkek

• Módszertani utasítások. Kutatás regisztrálása