Асинхронный последовательный регистр

, Риазф" ОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИ(71) Институт социально-экономических проблем АН СССР и Ленинградскийэлектротехнический институтим. В.И. Ульянова (Ленина)(56) 1, Авторское свидетельство СССРР 374663, кл. С 11 С 19/00, 1973,2. Авторское свидетельство СССРВ 661606, кл, С 11 С 19/ОО, 1979(54)(57) АСИНХРОННЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ РЕГИСТР, содержащий ячейки памяти, каждая иэ которых состоит изтрех элементов И-ИЛИ-НЕ, причем выходы первого и второго элементовИ-ИЛИ-НЕ каждой ячейки соединеныс входами первой группы входов Ивторого и первого элементов И-ИЛИ-НЕданной ячейки, с первыми входами второй группы входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки и с вторыми входами второй группы входов И первого и второгоэлементов И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейкисоответственно, выход третьего элемента И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки памятисоединен с вторым входом второй группы входов И третьего элемента И-ИЛИ-НЕ .предыдущей ячейки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения регистра, в нем каждая ячейкасодержит четвертый элемент И-ИЛИ-НЕ,выход которого соединен с вторымвходом второй группы входов И соответствующего элемента И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки, в каждой ячейке выходы второго и третьего элементовИ-ИЛИ-НЕ соединены с третьими входами второй группы входов И третьегои второго элементов И-ИЛИ-НЕ соответственно, выходы третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки соединены со входами первой группы входов И четвертого и третьегоэлементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки ис первыми входами второй группы входов И четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки со-.ответственно.1 11362Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике,Известен асгпзхронный последовательный регистр, содержащий ячейки памяти,каждая из которых выполнена по схеметрехстабильного триггера иа трех элементах И-НЕ, причем два выхода трехстабильного триггера каждой ячейкисоединены с двумя входами трехстабильного триггера последующей ячейки, а 1 Отретий выход - с третьим входом трехстабильного триггера предыдущей ячейки И,Достоверность функционированияданного регистра обеспечивается толь-Е 5ко прп определенном соотношении задержек его элементов, что снижаетнадежность регистра,Наиболее близким Техническим ре 111 ее 1 ием к предлагаемому является асинОхронный последовательный регистр,соетерх 1 азц 1111 ячецки памяти, каждая изКОТОРЫХ СОСТОИТ ПЗ ТРЕХ ЭЛЕМЕНТОВИ-ИЛИ-НЕ, причем выход первого (второго) элемента И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки соединен с Входами первой группыЕзходо И Второго (первого) и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейк 11 з с Входами 1 зторой групззы Входов ИВторого (первого) и третьего элемен 30тов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки ис Входами. Второй группы входов И перззого н второго элементозз И-ИЛИ-НЕпредыдущей ячейки, а выход третьегоэлемента И-ИЛИ-НЕ - с входами первойгруппы Входов И первого и Второгоэлементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки,с Входами Второй группы входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки и с входами второй40группы входов И третьего элементаИ-ИЛИ-НЕ пред 1.едущей ячейки Г 21,Достоинством известного регистраявляется высокая надежность, обеспечиваемая достоверньпз функцпопированием регистра при любых Величинах за 45держек его элементов, а недостатком -избыточность оборудования (для хранения п-разрядного кода ои должениметь 2 п ячеек памяти), ведущая кусложнению регистра.Цель изобретения - упрощение асинхронного последовательного регистра.Цель достигается тем, что в асинхронном последовательном регистре,содержащем ячейки памяти, каждая изкоторых состоит из трех элементовИ-ИЛИ-НЕ, причем выходы первого ивторого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой 16 2ячейки соединены с Входами первой группы входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки, с первыми входами второй группы входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки и с вторыми входами второй группы Входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки соответственно, выход третьего элемента И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки памяти соединен с вторым входом группы входов И третьего элемента И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки, каждая ячейка содержит четвертый элемент И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второй группы входов И соответствующего элемента И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки, в каждой ячейке Выходы второго и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с третьими входами второй группы входов И третьего и второго элементов И-ИЛИ-НЕ соответственно, Выходьз третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой ячейки соединепь 1 с входами первой группы входов И четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки и с первыми входами Второй группы входов И четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ последующей ячейки соответственно. На фиг. 1 приведена схема асинхронного последовательного регистра;на фиг, 2 - схема его ячейки памяти.Регистр состоит из ячеек памяти1.(3.-1), 1.з., 1.(1+1), имеет выходы 2 и 3, входы 4-7 и выходы 8 и 9,соединяемые с источником информации. Кахдая из ячеек памяти регистра имеет входы 10-17 и вьеходы 18- 21.Регистр имеет также входы 22 и 23,выходы 24-27 и входы 28 и 29, соединяемые с приемником информации, У первой ячейки регистра входы 12-15 соединены с входами 4-7 регистра соответственно, а ее выходы 18, 19 и20, 21 - с выходами 2, 3 и 8, 9 ре-.гистра соответственно, У последнейячейки регистра входы 10, 11 и 16,17 соединены с входами 22, 23 и 28,29 регистра, а ее выходы 18-21с выходами 24-27 регистра соответственно. Выходы 18-21 ячейки 1, соединены соответственно с входами112-15 ячейки 1. (з.+1), а входы 10, 1.1и 16, 17 ячейки 1.з. - с выходами18, 19 и 20, 21 ячейки 1.(з.+1) соответственно,113621 б 3Ячейка памяти регистра содержитчетыре элемента И-ИЛИ-НЕ 30-33. Элементы 30 и 31 образуют первый триггер, а элементы 32 и 33 - второй.Прямые входы первого триггера (входы элемента 30) соединены с входами11 и 13 ячейки, а инверсные входыэтого триггера (входы элемента 31)с выходом элемента 32 и с входами10 и 12 ячейки. Прямые входы второго триггера (входы элемента 33) соединены с входами 14 и 16 ячейки,а инверсные входы этого триггера(вход элемента 32) - с выходом элемента 31 и с входами 15 и 17 ячейки.Лсинхронный последовательный регистр работает следующим образом,Состояние ячейки 1, (значенияна выходах 30-33, если . четное, ина выходах элементов 33-30, если днечетное) соответствует: 1010 -в ячейке записан ноль, 0101 - в ячейке записана единица, 0110 - в ячейкеотсутствует информация, состояние1001 в процессе работы регистра .в д 5ячейке йе возникает из-за перекрестной связи между триггерами ячейки.Запись или стирание информации вячейке осуществляется через транзитное состояние 0100 или 0010, т,е,признаком завершения записи информации является появление значения "1"на выходе элемента 31 или 32 ячейки.Наборы значений на входах 4-7регистра соответствуют; 1010 - источ.ник передает ноль, 0101 - источник35передает единицу, 0110 - источникне передает информацию в регистр,набор 1001 запрещен,Наборы значений на входах 22, 23, 40 28 и 29 регистра соответствуют: 0110- приемник готов к приему информации из регистра, 1010 - приемник принял из регистра ноль (единицу), 0101 приемник принял из регистра единицу 45 (ноль), набор 1001 запрещен,Хапись информации в ячейку 1.д по входам 10-13 или 14-1 происходит тогда, когда в ячейке 1,(-1) записана информация, а в ячейке 1,(+1) 50 информация либо стерта, либо имеет значение, противоположное записыва" емой. Стирание информации в ячейке 1. происходит тогда, когда в ячейке 1.(+1) записана та же информация, 55 а в ячейке 1;(х) либо информация стерта, либо имеет значение, противоположное записанной в ячейке 1,х. 4.Пусть в начальном состоянии информация в регистре отсутствует, т,е,все его ячейки находятся в состоянии0110. Пусть также на входах 22, 23,28 и 29 регистра зафиксирован набор0110. Источник передает в регистринформацию, устанавливая на его входах 4-7, например набор 0101, кактолько эта информация запишется впервую ячейку регистра, на его выходах 2, 3, 8 и 9 установится набор0101. Теперь источник может установить на входах 4-7 регистра набор0110 с тем, чтобы затем передать новую порцию информации. Одновременнос этим информация переписывается иэпервой ячейки регистра во вторуюи т.д., пока не запишется в его последнюю ячейку. Как только в первойячейке регистра информация будетстерта, источник может записать врегистр следующую порцию информации.Если следующая порция информацииимеет значение отличное от предыдущего, то загись в ячейку 1.(-1) может.осуществляться еще до того, какбудет стерта. информация в ячейке 1.,если же следующая порция информацииимеет то же значение, что и предыдущая, то такая запись возможна только после того, как в ячейке 1, информация будет стерта. То же относится и к источнику информации, т.е.выставлять очередной набор на входах4-7 регистра источник может не дожидаясь стирания информации в первойячейке, если предыдущая и последующая порции информации имеют различное значение,Таким образом, последовательнаяпередача в регистр порций информациипри фиксированном наборе значений наего входах 22, 23, 28 и 29 продолжается до тех пор, пока не заполнитсявесь регистр. При этом между двумяячейками, хранящими соседние порцииинформации с одинаковыми значениями,будет находиться одна ячейка, в которой информация стерта, если же значение соседних порций информации различно, то они хранятся в смежных ячейках.Пусть на входах 4-7 регистра зафик сирован набор 0110, а в результатезаполнения регистра информацией состояние его последней ячейки 0101.Получив эту информацию с выходов 2427 регистра, приемник устанавливаетна его входах 22, 23, 28 и 29 набор0101, что вызывает стирание информации в последней ячейке. В результате,если в последней и предпоследнейячейках регистра записаны порции информации с различными значениями, топоявляется возможность переписи информации из предпоследней ячейки впоследнюю, иначе информация переписывается из ячейки, предшествующейпредпоследней и т,д. Как только информация в последней ячейке стерта,приемник может. установить на входах22, 23, 28 и 29 регистра набор 0110,т,е, подготовится к приему следующей порции информации, Таким обра- ,зом, последовательный прием информа-,ции из регистра при зафиксировапцом:наборе на его входах 4-7 продолжается до тех пор, пока весь регистр цебудет очищен, т,е. во всех его ячейках не будет стерта информация,При одновременной работе источцика и приемника информации процесспередачи ее протекает аналогичновышеуказанному.25Время записи (стирания) информации в ячейке памяти асинхронного последовательного регистра составляет 2 , где- задержка элемента И-ИЛИ-НЕ. Иаксимальцая частота выполнения операции сдвига в регистресоставляет 1/4 1.(для случая, когдалюбая пара соседних разрядов сдвигаемого кода имеет различные значения). Если все разряды сдвигаемогокода имеют одинаковое значение, час".тота выполцеция операции сдвига снижается до 1/8 ( так что среднюючастоту можно принять равной 1/6 Г,Частота выполнения операции сдвигав известном регистре составляет 1/81.,т.е. даже в худшем случае предложенный регистр це уступает известному по быстродействию,Сложцость ячейки памяти предложенного регистра (суммарное числовходов и выходов всех ее элементов)составляет 18, тогда как для известного 20. Поскольку цеобходцмое число ячеек памяти в предлагаемом регистре не превышает числа ячеек известного регистра, то очевидна экономия оборудования предлагаемого регистра и его упрощецие.Подписнокомитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5 нног ений Ра