-разрядный регистр сдвига

ОП ИСАН ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 1746734.СС СР пе аелам изобретений и открытий(54) И-РАЗРЯДНЫЙ РЕГИСТР СДВИГА 1Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики,Одной из важных проблем, возникающей при проектировании и применении последовательностных схем, является устранение в них опасных состязаний и обеспечение функциональной надежности. В таких схемах при наличии опасных состязаний и определенном подборе времени задержек в логических элементах могут возникнуть сбои.Одним из условий функционально надежной (без сбоев) работы многоразрядного регистра сдвига является тактирование всех его разрядов от одного источника (генератора) тактовых импульсов (ГТИ). В этом случае ГТИ должен обладать повышенной нагрузочной,способностью, значительно превышающей нагрузочные способности типовых (базовых) логических элементов, что в ряде случаев приводит к неоправданной разработке специальных мощных ГТИ 1.В практике проектирования цифровых устройств на логических элементах, например, регистров сдвига, с, целью унификации оборудования, в качестве ГТИ применяют однотипные с элементами регистра сдвига микросхемы. 2Поскольку нагрузочная способность элементов ГТИ ограничена, то тактирование различных частей регистра сдвига осуществляется несколькими выходными элементами, работающими от одного общего фомирователя тактовых импульсов. Вследствие разной задержки сигнала выходными элементами ГТИ (в практике нередки случаи четырех, семикратного различия), тактовые импульсы воздействуют на группы разрядов регистра неодновременно 1. Это обстоя 1 о тельство может явиться причиной сбоев вработе регистра сдвига.Известен также Х-разрядный регистрсдвига, содержащий в.каждом разряде два коммутационных ЙЬ-триггера и запоминающий ЙЬ-триггер, причем выходы коммутационных КЬ-триггеров каждого разряда соединены с информационными входами коммутационных ЙЗ-триггеров последующего разряда, информационные входы коммутационных ЙЬ-триггеров каждого разряда подклю чены к выходам коммутационных Ю-триггеров предыдущего разряда, управляющие .входы коммутационных йЬ-триггеров (К - 1)разрядов соединены с одним из выходов генератора тактовых импульсов, а управляющие входы коммутационных КЬ-триггеров с К по Х разрядов соединены с другим выходом генератора тактовых импульсов 2.В известном регистре устранение опасныхсостязаний сигналов и возможных сбоев осу ществляется при помощи дополнительногоКЯ-триггера, что усложняет его с примене нием разнотипных элементов.Цель изобретения - повышение надежности регистра.Поставленная цель достигается тем, что 1 фв него введены элементы И-НЕ (ИЛИ-НЕ),первые входы которых подключены к друго" му выходу генератора тактовых импульсов,вторые входы элементов И-НЕ (ИЛИ-НЕ)соединены с выходами коммутационных КЯтриггеров (К - 1) разряда соответственно,третьи входы элементов И-НЕ (ИЛИ-НЕ)подключены к выходам запоминающего Ртриггера соответственно, выходы элементовИ-НЕ (ИЛИ-НЕ) соединены с информационными входами коммутационного Р-триг фгера К-разряда и дополнительными входамикоммутационных Р-триггеров (К - 1) -разря "да соответственно.На фиг. 1 приведена функциональная схема регистра; на фиг, 2 и 3 - временные23диаграммы его работы,Регистр содержит Х разрядов. Каждыйразряд содержит два коммутационных КЯтриггера 1 и 2 на элементах И-НЕ (ИЛИНЕ) 3 и 4 и 5 и 6 соответственно и одинзапоминающий ЙЯ-триггер 7 на элементахИ-НЕ (ИЛИ-НЕ) 8 и 9. Генератор 10 тактовых импульсов содержит выходные каскады11 - 12. Выход каскада 11 соединен с управляющими входами с 1-го по (К - 1)-ыйразрядов. Выход каскада 12 соединен с управляющими входами с К-го по Х-ый разрядов. К-ый разряд содержит коммутационные КЯ-триггеры 13 - 14 на элементах И-НЕ(ИЛИ-НЕ) 15 и 16 и 17 и 18 соответственнои запоминающий КЬ-триггер 19 на элементах И-НЕ (ИЛИ-НЕ) 20 и 21, Передача 4 фмежразрядной информации между (К 1) -ымразрядом и К-ым осуществляется соединением единичного выхода коммутационногоКЬ-триггера 1 (элемент 3) и нулевого выхода второго коммутационного КЬ-триггера 2 (элемент 5) с нулевым входом КЬтриггера 14 (элемент 17) и соединениемединичного выхода КЯ-триггера 14 (элемент 17) и соединением выхода триггера 2(элемент 6) с нулевым. входом КЬ-триггера13 (элемент 16). Кроме того, регистр содер- юфжит в К - 1-разряде элементы И-НЕ (ИЛИНЕ) 22 и 23, первые входы которых соединены попарно с единичными выходами КЬтриггеров 1 и 2 (элементы 3 и 6), вторыеходы этих элементов соединены с выходомкаскада 12 ГТИ,На фиг. 2 и 3 приведены временные диа граммы работы (К - 1)-го разряда и К-горазряда при различных сдвигах тактовых импульсов с выходов каскадов 11 и 12. Наиболее опасным является случай сдвига тактовых импульсов на фиг. 3.В момент времени 1,(К - 1)-ый разряд принимает информацию от (К - 2) -го разряда и записывает ее в триггер 7. В момент 1 на выходе элемента 5 начнется изменение информации, записанной в (К) -м разряде. Поэтому до момента 11 благодаря временному сдвигу тактовых импульсов 12, поступающих на К-й разряд в триггер 19 может записаться новая ийформация через элемент 17 (показано пунктирной линией), которая при правильной работе регистра записалась бы только в момент 1 р . Однако наличие на выходе элемента 23 нулевого состояния сигнала до момента времени 11 обеспечивает правильную передачу информации из (К - 1)-го в К-й разряд.В момент времени 1. (К - 1)-ый разряд принимает новую информацию. В момент времени 1, на выходе элемента 6 начнется изменение информации, записанной во(К - 1) -ом разряде (показано пунктирной линией).Из-за временного сдвига тактового импульса 12 изменения информации на выходе элемента 6 до момента времени 1, может быть воспринято К-ом разрядом через элемент 16. Однако наличие элемента 22 обеспечивает изменение информации на выходе элемента 6 только в момент времени т. е. после окончания тактового импульса 12. Благодаря введению элементов 22 и 23 передача информации с выхода первой группы разрядов на вход второй группы разрядов осуществляется вне зависимости от синхронизации импульсов на выходах генератора тактовых импульсов,Формула изобретенияХ-разрядный регистр, сдвига , содержащий в каждом разряде два коммутационных КЯ-триггера и запоминающий КЬ-триггер, причем выходы коммутационных КЬ- триггеров каждого разряда соединены с информационными входами коммутационных КЬ-триггеров последующего разряда, информационные входы коммутационных КЬ-триггеров каждого разряда, информационные входы коммутационных К-триггеров предыдущего разряда, управляющие входы коммутационных К 5-триггеров (К - 1) -разрядов соединены с одним из выходов генератора тактовых импульсов, а управляющие входы коммутационных КЯ-триггеров с К-го по 1 Ч разрядов соединены с другим выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регистра, в него введены элементы И-НЕ (ИЛИ-НЕ), первые входы которых подключены к другому выходу генератора тактовых импульсов, вторыевходы элементов И-НЕ (ИЛИ-НЕ) соединены с выходами коммутационных КЯ-триггеров (К - 1) разряда соответственно. третьивходы элементов И-НЕ (ИЛИ-НЕ) подключены к выходам запоминающего Р-триггера соответственно, выходы элементов И-НЕ (ИЛИ-НЕ) соединены с информационными входами коммутационного Р-триггера К-раз 746734ьряда и дополнительными входами Р-триггеров (К - 1) -разряда соответственно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР369719, кл, б 11 С 19/00, 1971.2, Авторское свидетельство СССР432602, кл. б 11 С 19/00, 1972 (прототип).746734 7 Г Редактор Г. ПетроваЗаказ 3960/45 13 Ю аг 3 ф Х 75 Ю 17 Составитель А. Воронин Техред К. Шуфрич Корректор Ю. Макаренко Тираж 662 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий И 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4