Асинхронный последовательный регистр

(51 1 С 19/00 ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГННТ СССР ОМИТЕТ ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(57) Изобретение относится к автома тике и вычислительной технике и может быть использовано при постро асинхронных вычислительных устро С целью упрощения и повьпдения бы . действия в регистр, содержащий я ки памяти 7, каждая иэ которых с ит из элементов И-ИЛИ-НЕ 1-4, вв ны дополнительно элементы И-ИЛИ и 10 и в каждую ячейку памяти менты И-ИЛИ-НЕ 5, 6, причем вход 21)3 1499 элемента 8 соединены с выходами эле: ментомм 1 "6 первой яч ейки 7, а выход является управляющим выходом 11 записи регистра, информационные входы 12 и 13 которого соединены с входами элементов 1, 2, 3, 4 и 3, 4, 5, б первой ячейки памяти 7, входы элемен 406тон 9 и 10 соединены с выходами элементов 1-6 последней ячейки 7, а вы - ходы являются информациоцньп выходами 14 и 15 регис гра, управляющий вход 16 считывагця которого соединен с входами элементов 1-6 последней ячейки 7. 1 ил.20 На чертеже представлен предлагаемый регистр,Регистр содержит элементы И-ИЛИНЕ 1-6, образующие элементы 7 и 8-10памяти. На чертеже показаны такжеуправляющий выход 11 записи, прямой12 и инверсный 13 информационныевходы, прямой 14 и инверсный 15 информационные выходы и управляющийвход 16 считывания регистра,Регистр работает следующим обра 30 зом.Каждая ячейка 7.1, 1=2, и - 1 памяти имеет следующие устойчивые состояния (значеция выходов ее 35 элементов 1-6):100101 - н ячейке записала единица; 010110 - в ячейке записан нуль; 011001 - значение разряда сдвигаемого кода, записанного н ячейку, совпадает со значением 40 предыдущего разряда - в этом случае в ячейку записана метка; 010101 информация в ячейке отсутствует - состояние гашения.Благодаря блокирующим связям с 45 выходов элементов 1, 3 и 5 ячейки 7. (1.+1) памяти с входами элементов 1, 3 и 5 ячейки 7, 1. памяти изменение состояния последней становится возможным только после того, как состояция ячеек 7.3. и 7.(1.+1) будут одинаковыми. Иначе говоря, перепись информации из ячейки 7.(-1) в ячейку 7.1. возможна только после того, как информация, записанная ранее в ячейку 7,1., перепишется в, ячейку 7.(1.+1).При записи очередного состояния в ячейку 7.1. памяти оца переходит из одного цз указаццых состояний н друИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении 5 асинхронных вычислительных устройств.Цель изобретения - упрощение асинхронного регистра сдвига и повьпиецие его быстродействия. гое через транзитные состояния 000101, 010001, 010100 и состояние гашения. Поскольку ячейка 7. 1. памяти изменяет свое состояние цри подаче единичных значений ца входы ее элементов 1-6 с входов элементов 2, 1, 4, 3, 6, 5 ячейки 7.(3.-1) и элементов 1, 3, 5 ячейки 7,(д+1), то она воспринимает только устойчивые состояния этих ячеек памяти, а их транзитные состояния це воспринимаются, т,е. последние пе нарушают правильного функционирования регистра при любых величинах задержек его элементов.Элементы 1, 3, 5 и 2, 4, 6 ячеек 7.1 и 7.п памяти образуют трехстабильные триггеры, состояния которых 100 и 011, 001 и 110 и 010 и 101 соответствуют записи единицы, нуля и метки в эти триггеры.Когда ца обоих информационных входах 12 и 13 регистра имеются нулевые значения, т.е. информация на этих входах отсутствует, состояние триггера из элементов 2, 4, 6 ячейки 7.1 переписывается н триггер из ее элементов 1, 3, 5. По завершении этого процесса значения на выходах пар элементов 1 и 2, 3 и 4 и 5 и 6 ячейки 7.1 становятся противоположныоми, в результате чего на одном из входов каждой группы И элемента 8 появится нулевое значение, а на его выходе, т,е. ца управляющем выходе 11 записи регистра, - единичное значение. При этом изменение состояния триггера из элементов 2, 3, 6 ячейки 7 памяти. блокируется нулевыми значениями на информационных входах 12 и 13 регистра.Приняв единичное значение с выхода 11 регистра, источник информации мо" жет подать очередной разряд сдвигаемого кода на информационные входы 12 и 13 регистра, установив на одном из них единичное значение. Если к этому моменту предыдущее состояние триг9406 1 О 25 55 5 149 гера из элементов 2, 4, 6 ячейки 7.1 памяти переписано в ячейку 7.2 памяти, то состояние этого триггера изменяется следующим образом. При единичном значении на входе 12 в этот триггер записывается единица (011), если в триггере из элементов 1, 3, 5 ячейки 7.1 записана метка (010) или нуль (001), и записывается метка (101), если в триггере из элементов 1, 3, 5 ячейки 7.1 записана единица (100). При единичном значении на входе 13 в триггер из элементов 2, 4, 6 ячейки 7.1 записывается нуль (110), если в триггере из ее элементов 1, 3, 5 записана метка (010) или единица (100), и записывается метка (101), если в триггере из ее элементов 1, 3, 5 записан нуль (001) . По завершении этого процесса на входах одпой из групп И элемента Я появятся единичные значения, а па выходе этого элемента, т.е. управляющем выходе 11 регистра, - нулевое значение. При этом изменение состояния триггера из элементов , 3, 5 ячейки 7,1 блокируется единичным значением на одном из входов 12 или 13 регистра. Приняв нулевое значение с выхода 11 регистра, источник может снять информацию с его входов 12 и 13, т.е. снова установить на них нулевые значения, и т.д. При нулевом значении на управляющем входе 16 регистра изменение состояния триггера из элементов 2, 4, 6 ячейки 7.п памяти заблокировано и разрешена перепись состояния цз этого триггера в триггер из ее элементов 1, 3, 5. По завершении этого процесса значения на выходах пар элементов 1 и 2, 3 и 4 и 5 и 6 ячейки 7.п становятся противоположными, в результате чего на одном из входов каждой группы И элементов 9 и 10 появится нулевое значение, а на их выходах, т,е. на информационных выходах 14 и 15 регистра, - единичные. значения, что означает отсутствие на них информации.Для того, чтобы считать информацию из регистра, приемник должен установить на его управляющем входе 16 считывания единичное значение, При этом блокируется изменение состояния триггера из элементов 1, 3, 5 ячейки 7.п, а в триггер из ее эле 20 30 35 40 45 50 ментов 2, 4, 6 переписывается информация из ячейки 7.(п - 1). Если при этом значение предыдущего разряда сдвигаемого кода было единичным(состояние триггера из элементов1, 3, 5 ячейки 7.п - 100), то в триггер из элементов 2, 4, 6 ячейки У,п может быть записан нуль (1 10) или метка (101) - последнее означает, что значение очередного разряда совпадает с предыдущим, т.е. в данном случае единичное, В первом случае нулевое значение появится на выходе элемента 10, т. е. на информационном выходе 15 регистра, а во втором случае - на выходе элемента 9, т.е, на информационном выходе 14 регистра. Если значение предыдущего разряда сдвигаемого кода было нулевым (состояние триггера из элементов 1, 3, 5 ячейки 7.п - 001), то в триггер из элементов 2, 4, 6 ячейки 7.п может быть записана единица (011) или метка (101) - последнее означает, что значение очередного разряда сдвигаемого кода нулевое. В первом случае нулевое значение появится на выходе элемента 9, т,е, на информационном выходе 14 регистра, а во втором случае - на выходе элемента 10, т.е. на информационном выходе 15 регистра. Наконец, если в триггер из элементов 1, 3, 5 ячейки 7.п записана метка (010), то в триггер из ее элементов 2, 4, 6 может быть записана единица (011) или нуль (110), В первом случае нулевое значение появится на выходе элемента 9, т.е. на информационном выходе 14 регистра, а во втором случае - на выходе элемента 10, т,е. на цнформационном выходе 15 регистра.Получив информацию с выходов 14 и 15 регистра, приемник может снова установить нулевое значение на его управляющем входе 16 считыванияи т.д.Для того, чтобы очистить регистр перед началом работы, надо изменением значения на его управляющем входе 16 считывания считать из него информацию до тех пор, пока состояние всех ячеек 7, не станут, одинаковыми еЧастота выполнения операции сдвига в предлагаемом регистре составля ет 1/(61,), где- задержка элемента И-ИЛИ-НЕ.В 11 знсстном 1 зсгист 1)е частога Вьзполцепия операц 1 тн сдвига, равная1/(бс), достигается только при определенном соч етании з нач еий раэря 5 дов сдн 1 г;тТого 1 зд;т, г,е, и 1 зедгТасае- мое техническое решение обеспечивает поньшТение быстродействия регистра носраниезнпо с пэнестыи,с 1В ПРЕДЛаГаС МОМ аг ИНХРОНПОИ ПОСЛЕдоватсльном рег 1 с:1 зе дзся храпснил одного разряда сд 1 цп аемого кода требуется только одна ячейка, тогда какН ПЗЦЕСтвои РСП (СтРЕ - ДНЕ ЯЧЕЙКИ,15О гс нивстя з 1 ратл гзОс 1 тузанття регистРа СУММаРНЫИ НТСПОМ ВЬО;гСН И ЗЫХОДОНолегетттон ) пр (хстдТ 1:х .я 11 а О Тип ра;3ряд СдЗТТЕМОГст Кото тгтЗтутнтг дня, ТратСГасгта С) рЕ; гтС; т р; 7 г р, вВ тбцззя пзнестпого,Формул а и з Обр ст г пп яес( 11 тх 1 они г г 10 стлсГО е я г Ранг- гй р е ГЕТ( ",Р, СОТЕРКат 11111 Ятг(.ЕРИ 11 ЭМЯ 1 И, 1(атт - цао 1 из которых состо 1 т из четырех элементов И-ИЛИ-НЕпричем н каждой яЧЕйКЕ ПаиятнхрОИЕ ПЕрной И гОС:ЛЕд - пей, выходы первого, второго, трс- тЬЕГО И тТЕтТЗЕртОГО ЭЛЕМЕтОГ; И-ИЛ 11- НЕ соедиепы с входами первьзх групп И второго, первого, четвертого и треть его эл сметон И-ИЛИ-НЕ да пой, ячейки паТяти, выходы второго и четТзертого элементов И-ИЛИ-НЕ - с пер нымп Входамн вторых групп И четвертого и тзторого элементов ИИ-НЕ данной ячейки памяти, вьгходы и перВые Входы ТгОЛТтгс, групп И первого и треть(.го ле.гсп 11-ИХН 1-НЕ - с 40 13 ТОРТтПЛТТ ВХОДаЯТ ПТОРЬГ" ГтУПП И ВТОРО го и четвертого элементов И-ИТИ 1-НЕ СЛСДУЮД(Ей ЯЧЕЙКИ ТаЛЯт 11 И ВЫХОДаМИ ВтороО и четгертого элементов И 11 ЛИЕ предьТдущей ттчейки памяти, при 45 этом вьвсодьт первого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ тсОТ(зТтт я 1 ейки ггамяти, кроме первой, Второй и последней, соединены с Вторымн входами вторых групп И первого и третьего эле ментоз И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки памяти, а Вьходы второго и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ первой и последНЕй ЯЧЕйКП ПаМЯтп - С ПЕРТЗЬЬТПЛ ВХОДами первых групп И первого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки, о т л и ч а ю щ и й с и тем, что, с Тельо упрощения и паныгентя быстродействия регистра, в него введены тривыходных элемента И-ИЛИ-НЕ и н кахсдую ячейку - иятыи и шеетой элементыИ-ИЛИЕ, причем н каждой ячейке памяти, кроме первой и последней, выходы пятого и шестого элементов ИИХ 1 И-ПЕ соединены с входами первыхгрупп И шестого и пятого элементовИ-ИХ 1 И-НЕ данной ячейки памяти, выходи первый.и второй входы второй группыИ иестого элемента И-ИЛИ-НЕ - с треть 1 ллт входатп 1 вторьХ групп И и выходап 1 второго и четвертого элементовИ-ИЛИ-НГ данной ячей 1 си памяти, а выход и первый вход второй группы Ипятого элемента И-ИЛИЕ - с третьим входом второй группы И шестогоэлемента И-ИХ 1 И-НЕ следующей ячейкипамяти и выходом шестого элементаИ-ИХ 1 И-НЕ предыдущей ячейки памяти,при этом ВЬгход пятого элемента ИИЛИ-НЕ Тсаждой ячейки памяти, кромепервой, Второй и последней, соединенс вторым Входом второй группы И Пятого элемезгга И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки памяти, а выход пестого элементаИ-ИХИ-ИЕ послеХтпей ячейки - с первымВходом первой группы И пятого элемента 11-ИЛИ-Н 1. данной ячейки памяти,первые входы первой, второй и третьей групп И первого выходного элемента 11-ИЛИ-НЕ соединены с выходамипервого, третьего и пятого, с первыми нходами первых групп И четвертогои шестого и второго, в горых групп Ишестого, второго и четвертого, с вторьмн входами первых и вторых групп Итретьего, пятого и первого и третьихи четвертых групп И пятого, первогои третьего элементов И-ИЛИ-НЕ первойячейки памяти, а вторые входы первой,второй и тр етьей групп И - с ныходамти второго, четвертого и шестого, спервыми входами третьих групп Ичетвертого, шестого и второго, с вторыми входами третьих групп И шестого,второго и четвертого и с пернымнвходам 1 первых и третьих групп И перТзого, третьего и пятого элементовИ-ИЛИ-НЕ первой ячейки памяти, .перныевходы вторых и четвертых групп Ипервого, второго, группы И третьегои вторые входы первой и второй группИ и первой грлзпы И четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ первой ячейки памятиявляются прямым ин(1 зормационньтм нхбдомрегистра, а первые входы второй ичетнертои групп И пятого, четвертойгруппы И третьего, вторые входы первой и второй групп И шестого и второй0610групп И первого. третьего и пятого элементов ЕЕ-ЕЕЛИ-ЛЕ посчедцей ячейки памяти, с первьмц входамц вторых групп И третьего, пятого и первого и с третьими входами вторых групп И пятого, первого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ предпоследней ячецки памяти, третьи входы первои и второй групп И второго выходного элемента И-ИЛИ-НЕ соединены с вькодом шестого, а третьей группы И - с вькодом четвертого элементов И-ЕЕЕПЕ - НЕ последней ячейки памяти, третьи входы второй ц третьей групп И третьего дополнительного элемента И-ИЛИ - НГ соединены с вькодом второго, а первой группы И - с выходом четвертого элемента И-ИЛИ-НЕ по- " следней ячейки памяти, первые входы второй ц четвертоц групп ЕЕ первого, третьего и пятого и вторьк групп И второго, четвертого ц шестого элемен- тов И-ИЛИ-НЕ последней ячейки памяти являются управляюпрдм входом считывания регистра, выходы первого, второго ц третьего выходных элементов И-ИЛИ-НЕ являются соответственно управляюцим вькодом записи, прямым ц инверсным инФормационными вькодами регистра. 14994 группы И четвертого элементов И-ИЛИНЕ первой ячейки памяти являются инверсным инйормационным входом регистра, третьи входы первых групп И второго, четвертого и шестого элементов И-ИЛИ-НЕ первой ячейки памяти соединены с выходами пятого, первого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ второй ячейки памяти, а третьи входы вторых групп И - с выходами третьего, пятого и первого элементов И-ИЛИ-НЕ второй ячейки памяти, первые входы их первых, вторых и третьих групп И второго и третьего выходных элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с выходами первого, третьего и пятого, с вторы - ми входами первых и вторых групп И третьего, пятого и первого и третьих и четвертьк групп И пятого, первого и 20, третьего элементов И-ЕЕЛИ-НЕ последней ячейки памяти, вторые входы первых, вторых и третьих групп И .второго и третьего выходных элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с выходами второго, четвер в 25 того и шестого с первыми входами первых групп И четвертого, шестого и второго, с вторыми входами первых групп И шестого, второго и четвертого и с первыми входами вторых и третьих Составитель А.Дерюгин Техред М,Хоцанич Корректор М.Максцмишинец Редактор Н, Тупица Тираж 558 Подписное Заказ 4700/51 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5