Регистр сдвига

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ и 643976 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 18, 10.76 (21) 2412290/18-24 с присоединением заявкиГосударственный комитет СССР оо делам изобретений н открытий,6 (088,8) Дата опубликования описания 28.01,79 С. П. Попков и Л. Н, Гришан(54) РЕГИСТР СДВИГА Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в радио-технических устройствах приемо-передачи дискретных данных,Известен регистр сдвига, содержащий по тенциальные логические элементы и КЯ- триггер, единичный и нулевой входы триггера соединены соответственно с единиЧным и нулевым выходом последнего разряда первой группы разрядов регистра, единичный и нулевой выходы К 5-триггера соединены1 О соответственно с единичным и нулевым входом первого разряда второй группы разрядов регистра, тактовый вход КЯ-триггера соединен с выходом второго каскада генератора тактовых импульсов 1, 15Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является регистр сдвига, содержащий два КЯ-триггера и два инвертора, шины записи, управления, считывания и сброса 2,Скорость, с которой сдвиговые импульсы продвигают данные с входа регистра на выход, выбирается такой, чтобы значительно превосходить скорости вспышки самой высокой скорости, которые могут возникнуть во время ввода данных,В этом регистре скорость поступленияданных значительно ограничена, быстродействие при переносе их с входа на выходневысоко. При асинхронном поступленииданных на вход регистра возможность одновременно пройзводить ихзапись и считывание с регистра отсутствует, а наличие источников сдвиговых импульсов требует дополнительного оборудования.Целью изобретения является повышениебыстродействия регистра и обеспечение возможности одновременной записи и считывания данных.Поставленная цель достигается тем, чтовход первого инвертора каждого разрядарегистра соединен с прямым выходом первого К 5-триггера данного разряда, инверсный выход которого соединен с К-входомвторого КЯ-триггера предыдущего разряда,с входом второго инвертора и Ь-входом второго Ю-триггера данного разряда, прямойвыход которого соединен с 5-входом первого КЯ-триггера, а выход первого инвертораданного разряда соединен с К-входом К 5-триг5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 гера последующего разряда, шина записи подключена к К-входу первого К 5-триггера первого разряда, шины управления - к выходам вторых инверторов, шина заполнения регистра - к инверсному выходу второго КЯ- триггера первого разряда, шина наличия данных в регистре - к инверсному выходу второго КЯ-триггера последнего разряда, к одному из входов которого подключена шина считывания, а к другому - шина сброса, При таком построении регистра сдвиговые импульсы формируются элементами регистра, а перенос осуществляется асинхронно со скоростью, определяемой быстродействием элементной базы регистра, скорость поступления данных может приближаться к скорости переноса в регистре. Запись данных и считывание их в регистре независимы, что позволяет производить одновременно операции записи и считывания.Работа предлагаемого регистра рассматривается на примере 4-разрядного регистра сдвига, схема которого приведена на чертеже.Схема содержит Ю-триггеры 1 - 8, инверторы 9 - 15, шины 16 - 19 управления, шину 20 записи в регистр, шину 21 заполнения регистра, шину 22 наличия данных в регистре, шину 23 обнуления регистра, шину 24 считывания данных,КЯ-триггеры 1, 2 и инверторы 9, 10 образуют 1-й разряд (входной) регистра; КЬ-триггеры 3, 4 и инверторы 11, 12 образуют 2-й разряд регистра; Ю-триггеры 5, 6 и инверторы 13, 14 - 3-й разряд; К 5-триггеры 7, 8 и инвертор 15 образуют 4-й (выходной) разряд регистра. Шина 16 подключена на выход инвертора 10, шина 17 подключена на ваход инвертора 12, шина 18 ,подключена на выход инвертора 14, шина 19 подключена на выход инвертора 15, шина 20 подключена на К-вход КЯ-триггера 1, шина 21 подключена на инверсный выход КЯ- триггера 2, шина 22 подключена на инверсный выход К 5-триггера 8, шина 23 подключена на К-вход КЯ-триггера 8, шина 24- на счетный вход КЯ-триггера 8, Р-вход триггера 8 подключен к шине нулевого потенциала,В исходном состоянии КЯ-триггеры 2, 4, 6, Я сброшены. На шине 20 присутствует нулевой уровень, Нулевые уровни присутствуют на входах 5 и К триггеров 1, 3, 5, 7 и на обоих выходах этих триггеров присутствуют единичные уровни. На шинах 16 - 19 присутствуют нулевые уровни, т. к. на входы инверторов 10, 12, 14, 15 поступают единичные уровни. На шинах 21, 22, 23 присутствуют единичные уровни и на шине 24 нулевой уровень,Сигнал записи единичного уровня поступает на шину 20 и К-триггера 1 устанавливается в единичное состояние. Нулевым уров нем инверсного плеча КЬ-триггера 1 установится в единичное состояние КЯ-триггер 2 и на управляющей шине установится единйчный уровень. С прямого выхода КЯ-триггера 2 единичный уровень поступит на вход триггера 1. По окончании сигнала запись К 5-триггер 1 сбросится. На шине 16 установится нулевой уровень, а на выходе инвертора 9 установится единичный уровень, который поступает на К-вход КЯ-триггера 3. КЯ-триггер 3 установится в единичное состояние. С инверсного выхода КЯ- триггера 3 нулевым уровнем сбросится КЯ- триггер 2 и установится в единичное состояние КЯ-триггер 4. С прямого выхода К- триггера 2 на Я-вход триггера 1 поступит нулевой уровень и на прямом выходе триггера 1 установится единичный уровень, который поступит на вход инвертора 9. На выходе инвертора 9 установится нулевой уровень, который поступит на К-вход триггера 3 и сбросит его. Таким образом, на входе инвертора 12 будет присутствовать нулевой уровень, который поступает с инверсного плеча КЯ-триггера 3 в течение времени, длительность которого равна задержке на К 5-триггерах 1, 2, 3 и инвертора 9.В течение этого времени на управляющей шине 17 будет присутствовать сигнал с единичным уровнем. После сброса К 5-триггера 3 на выходе инвертора 11 установится единичный уровень, который поступает на К- вход КЯ-триггера 5: К 5-триггер 5 установится в единичное состояние. С инверсного выхода КЯ-триггера 5 установится в единичное состояние К 5-триггер 6 и сбросится КЯ-триггер 4, С прямого выхода КЯ- триггера 4 на вход КЯ-триггера 3 поступит нулевой уровень. На прямом выходе КЯ-триггера 3 установится единичный уровень, кото рый поступит на вход инвертора 11, С выхода инвертора 11 на К-вход КЯ-триггера 5 поступит нулевой уровень и сбросит его. На время задержки сигнала на КЯ-триггерах 3, 4, 5 и инверторе 11 на входе инвертора 14 будет присутствовать нулевой уровень. В течение этого времени на управляющей шине 18 будет присутствовать сигнал единичного уровня. После сброса КЯ-триггера 5 на выходе инвертора 13 установится единичный уровень, который поступит на К- вход КЯ-триггера 7. КЯ-триггер 7 установится в единичное состояние. С инверсноговыхода К 8-триггера 7 нулевым уровнем установится в единичное состояние КЯ-триггер 8 и сбросится КЯ-триггер 6. С прямого выхода КЯ-триггера 6 на Я-вход КЯ-триггера 5 поступит нулевой уровень. На прямом выходе КЯ-триггера 5 установится единичный уровень, который поступает на вход инвертора 18. Нулевой уровень с выхода инвертора 13 поступит на К-вход КЯ-триггера 7 и сбросит его.На время задержки на К 5-триггерах 5, 6, 7 и инвертора 13 на входе инвертора 15 присутствует нулевой уровень. В течение этого времени на управляющей шине 19будет присутствовать сигнал единичного уровня,К 5-триггер 8 останется в единичном состоянии и на шине 22 установится нулевой уровень. При поступлении второго сигнала записи, цикл сдвига повторится; но так как на Я-входе КЯ-триггера 7 присутствует единичный уровень, сдвиг остановится на ячейке, образованной КЯ-триггерами 5, 6 и инверторами 13, 14, и КЯ-триггер 6 установится в единичное состояние, а управляющие сигналы сформируются поочередно на шинах 16, 17, 18. При поступлении третьего сигнала записи установится в единичное состояние триггер 4, а управляющие сигналы сформируются на шинах 16, 17. При поступлении четвертого сигнала записи установится в единичное состояние триггер 2, а управляющий сигнал сформируется на шине 16. На шине 21 установится нулевой уровень - сигнал заполнения регистра.При заполненном регистре вновь поступающие данные будут теряться.Для поразрядного считывания с регистга на шину 24 поступает сигнал единичного уровня, триггер 8 сбрасывается. На Я- вход КЯ-триггера 7 поступит нулевой уровень и КЯ-триггер 7 устанавливается в единичное состояние. С инверсного выхода КЯ- триггера 7 нулевым уровнем К 5-триггер 8 установится в единичное состояние и сбросится триггер 6. На Я-вход триггера 5 поступит нулевой уровень и он установится в единичное состояние и соответственно на выходе инвертора 13 установится нулевой уровень, который поступит на К-вход триггера 7. КЯ-триггер 7 сбросится, так как на еГо 5-входе присутствует единичный уровень, поступающий с КЯ-триггера 8. На время задержки на КЯ-триггерах 5, 6, 7 и инверторе 13 на шине 19 будет присутствовать управляющий сигнал и произойдет сдвиг с третьей ячейки в выходную и на шине 22 установится нулевой уровень. С КЬ- триггера 5 нулевым уровнем с инверторного выхода КЯ-триггер 6 установится в единичное состояние, КЯ-триггер 4 сбросится, Аналогично на шине 18 сформируется управляющий сигнал, а затем управляющий сигнал сформируется на шине 17 и сбросится К 5-триггер 2. На шине 21 установится единичный уровень, При каждом поступлении сигнала единичного уровня на шину 24 происходит сдвиг в регистре вправо, при10 формула изобретения20 Регистр сдвига, содержащий в каждомразряде два К 5-триггера и два инвертора, шины записи, управления, считывания и сброса, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регистра и обеспечения возможности одновременной записи и считывания, в нем вход первого инвертора каждого разряда регистра соединен с прямым выходом первого КЯ-триггера данного разряда, инверсный выход которого соединен с К-входом второго КЯ-триггера предыЗ 0 дущего разряда, с входом второго инвертора и Я-входом второго КЯ-триггераданного разряда, прямой выход которого соединен с Я-входом первого КЯ-триггера, а выход первого инвертора данного разряда соединен с К-входом КЯ-триггера последующез 5 го разряда, шина записи подключена кКвходу первого КЯ-триггера первого разряда, шины управления - к выходам вторых инверторов, шина заполнения регистра к инверсному выходу второго КЯ-триггера 40 первого разряда, шина наличия данных врегистре - , к инверсному выходу второго КЯ-триггера последнего разряда, к одному из входов которого подключена шина считывания, а к другому - шина сброса.Источники информации, принятые во вни 45 мание прп зкспертизе1. Авторское свидетельство СССР432602, кл. 6 11 С 19/00, 19.09.72.2. Авторское свидетельство СССР503296, кл. 6 11 С 19/12, 22.03.77,поступлении каждого четвертого единично го сигнала регистр обнуляется и на шине 22 устанавливается единичный уровень.Для обнуления всего регистра использует.ся шина 23.Использование предлагаемого регистрасдвига позволяет получить следующие преимущества перед использованием известных:а) увеличить скорости приема данных; б) увеличить скорости переноса в регистре;в) уменьшить количество и номенклатуру используемого оборудования;г) производить одновременную запись 15 и считывание данных с различным быстродействием..Техред 0.,71 уговаяТираж 630рственного комитетаизобретений и откЖ, Раушская нент, г. Ужгород, ул р Д. Мепуришвили34/49ЦНИИПИ Госудапо делам13035, Москва,филиал ППП Пат ева Корректор Л. Небола о писное П дСССРытийб., д, 4/5Проектна