Реверсивный сдвигающий регистр

с .;,ОП ИСАНИЕ 662973ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соаетсиык Соцмалмстммвснмк Республикриков, А, Иоротков и В рцев,(72) Авторы изобретени(71) Занвител ВИГА 54) РЕВЕРСИВНЬ м чало олжн Данное изобретение относится к об- формирования тактовых импульсов и сни ласти вычислительной техники и может жает быстродействие сдвигаюшего регист- быть. применено в цифровых вычислитель ра и надежностьего работы 1, ных:машинах, Целью изобретения является повышениеИзвестен сдвигающий регистр по . быстродействия и надежности работы сдвиавт. св. М 206155, построенный на 5 гающего регистра. потенциальных логических схе ах и триг Сущность изобретения заключается вФгерах и содержащий по одному вспомога- том, что регистр содержит группы из тельному триггеру на каждую группу ос- двух последовательно соединенных инвер новных триггеров, Для организации сдви- тирующих элементов задержки, входы.перга в таком регистре необходима серия та вых из которых подключены к соответст сдвинутых во времени друг относительно вующим шинам тактовых импульсов, обдруга тактовых импульсов, количество щая точка соединения и выходы вторых которых равно количеству всех основных инвертирующих элементов задержки кажи вспомогательных триггеров группы, дой группы соединены с соответствующиМиОднако, недостатком такого сдвигаю- входами регистра. При этом регистр норт 5щего регистра является то, что для его малько работает в случае "нахлестов" собесперебойной работы необходимо, чтобы седних тактовых импульсов, что снижает .каждый следующий тактовый импульс фор- требование к формирователю тактовых мировал.я только после окончания дейст- импульсов, повышается скорость работы20вия предыдущего тактового импульса, сдвигающего регистра, так как паузь 1 т. е. между окончанием предыдущего и между соседними тактовыми импульсами на м следующего тактовых импульсов не требуется, и повышается йадежностЬ д а быть пауза. Это усложняет схему работы регистра, так как он нормально662973 3работает при максимальных разбросах временных параметров включения и выключения элементов.Схема сдвигавшего регистра представлена на фиг. 1, на фиг. 2 показана вре менная диаграмма работы регистра,В общем случае сдвигающий регистр содержит группы регистров; каждая группа, в свою очередь, состоит из нескольких основных триггеров и одного вспомо гательного. На Фиг. 1 показан вариант с двумягруппами 1 и 1 сдвигаюшего регистра,каждая из которых состоит из трех основ М ных триггеров 2 - 2 и 2 - 2 и оц 1 Э 4 . 6ного вспомогательного триггера 3 и 3,соответственно, а сам регистр закольцован. Цепи сброса регистра и цепи вводачисла в регистр не показаны. 26Все триггеры всех групп включеныпоследовательно с помощью схем совпадения 4, первые входы которых подсое - цинены к соответствующим выходам инвертирующих элементов задержки (напри фмер, инверторов) 5 - 5 , соединенныхфпоследовательно с элементами (инверторами) 6 - 6, ко входам которых подклю 4 4чены шины 7, 8, 9, 10 тактовых импульсов. Общие точки соединения ииверторов, ф5 - 5 и 6 - 6 подключены к другимвходам схем совпадении 4, а общая точ. ка соединения инверторов 5 и 6 , под 4ключенных к первой тактовой шине 7, соФ 35единена со входами схем совпадения 4,управляющих работой триггеров 2 и 2Э бстарших разрядов обеих групп, Сдвигаю-щий регистр работает следующим образом.Перед началом сдвига число, подлежащее сдвигу, записывается в основные триг 0геры обеих групп регистра. Число на регистр может быть записано как параллельным кодом (одновременно во все разрядырегистра), так и последовательным. При.этрм, младшие разряды числа хранятся впервой группе 1 регистра, старших - агруппе 1 ф , причем младший разряд первой триады числа хранитсяна триггере 2 ,старший разряд - на триггере 2 . Таким3.Яобразом на сдвигающий регистр, представленный на фиг. 1, может быть записаношестиразрядное двоичное число, младшийразряд этого числа записан на триггере ., 2 первой группы, а старший - на тригге- .ре 2 второй группы.При поступлении .первого тактовогоимпульса по шине 7 положительной полярности срабатывает инвертор 6. Отрицательный импульс с выхода этого инвертора поступает на схемы совпадения старших раэрядов основных триггеров 2 и 2, запрещает их. При этом прекращается переписьсодержимого дополнительных триггеров3, 3 каждой группы в триггеры 2 ф и2 . Затем через время, равное временисрабатывания инвертора 5, на его выходе появляется импульс положительной полярности, который поступает на схемысовпадения 4 обоих вспомогательных триггеров, открывает их, и содержимое с младших разрядов основных триггеров переписывается в соответствующие вспомогательные триггеры.В момент поступления второго тактового импульса по шине 8 срабатывает2инвертор 6 . Отрицательный импульс свыхода этого инвертора поступает насхемы совпадения вспомогательных триггеров каждой группы и запрещает их,Вследствие этого прекращается переписьсодержимого триггеров 2 и 2 в вспо 4могательные триггеры 3 и 3, несмот 2ря на то, что первый тактовый импульс7 мог еше и не окончиться, Затем срабатывает инвертор 5, положительный импульс, снимаемый с его выхода, открывает схемы совпадения триггеров 2 и2 и начинается перепись содержимоготриггеров 2 и 2 в триггеры 2 . и 24,соответственно, Аналогично происходит ипри поступлении третьего и четвертого тактовых импульсов по шинам 9 и 10. При поступлении третьего тактового импульса со 36цержимое триггеров 2 и 2 перепишется в триггеры 2 и 2, соответственно.При поступлении четвертого тактовогоимпульса содержимое вспомогательныхтриггеров 3 и 3 перепишется в триг 2геры 2 и 2 соседних групп; На этом3 бпроцессе сдвига числа на один разряд заканчивается. При необходимости сдвигачисла на К разрядов, необходимо податьна сдвигающий регистр серию упомянутыхтактовых импульсов К раэ.Таким образом, при поступлении насдвигающий регистр кажтсо очередноготактового импульса вначале происходитпрерывание переписи содер:кимого однихтриггеров в другие от действия предыдущего тактового импульса, а затем раэрешение переписи содержимого сосецнихтриггеров в те триггеры, с которых производилось считывание по предыдущемутактовому импульсу.Рассмотрим работу регистра в соответствии с временной диаграммой,662973 решает схемы совпадения триггеров 31и 3 ) и информация в триггерах 3 и 32 1 2не искажается в момент занесения новойинформации в триггеры 21 и 2 по такто 4 5 вому импульсу с выхода инвертора 52Время от момента подачи запрещающегоимпульса на схемы совпадения триггеров3 и 3 до момента установившегосяпроцесса после записи новой информации 10 на триггеры 2 и 2 ч(время опережения)1равно времени включения двух элементов,которое обеспечивает надежную работусхемы во всем диапазоне разбросов времени включения и выключения элементов. 1 З Аналогичйые процессы происходят и спереписью в другие триггеры сдвигающего регистра.Таким образом, предлагаемый сдвигающий регистр нормально работает в случае ф "нахлестов" соседних тактовых импульсов,что снижает требование к формированиютактовь 1 х импульсов, повышается скоростьработы сдвигающего регистра, и повышает ся надежность работы, так как регйстр 25 нормально работает при максимальныхразбросах временных параметров включения и выключения элементов. Реверсивный сдвигающий регистр по авт, св. Мо 206155 о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы, он содержит группы из двух последовательно соединенных инвертирующих элементов задержки, входы первых из которых подключены к соответствующим шинам тактовых импульсов, общая точка соединения фн выходы вторых инвертирующих эле ментов задержки каждой группы соедине ны с соответствующими входами регистра. 5 6Допустим, что в триггеры первой группы 1 записана информация 101, а в триггеры второй группы 1 - 010.2Вид тактовых импульсов 7, 8, 9, 10,импульсов с выходов инверторов 5, 5,г5, 5, импульсов с выходов инверторов6, 6, 61, 6, их взаимное расположение с учетом задержек на включение ивыключение элементов и возможностьнахлеста" входных тактовых импульсовпоказаны на прилагаемой временной диаграмме, причем время выключения инвертора принято равным удвоенному времениего включения, что соответствует самомутяжелому режиму для микроэлементов,на которых реализован сдвигающий регистр, а время "нахлеста" принято равным максимальному времени - временивыключения инвертора,В момент поступления импульса с выхода инвертора 5 единичная информациятриггера 2 переписывается в тригге3 , а нулевая информация триггера 2 -в триггер 3 .В момент поступления импульса с выхода инвертора 5 нулевая информация2триггера 2 переписывается в триггер 2,2Ба единичная информация триггера 2 -в триггер 2 ф.При этом, в случае отсутствия блоки-ф о р м у л а и з о б р е т е н и яровки схем совпадения. 4 и при временизадержки включения триггера 2 и 2.меньшем времени нахлеста" тактовыхимпульсов с выходов инверторов 5 и52, произойдет ложный переброс тригге-,ров 3 и 3 и информация, записанная2в эти триггеры от действия тактовогоимпульса с выхода инвертора 5, исказится, как показано на временной диаграмме заштрихованными прямоугольниками.В рассматриваемой схеме сдвигающего регистра перед поступлением очередного тактового импульса с выхода инвертора 5 импульс с выхода инвертора 6 Источники информации, принятые во2.4 эпредварительно запрещает повторную пе- внимание при экспертизерепись информации с триггера 2 в триг. Авторское свидетельство СССРгер 31 и триггера 2 ф в триггер 3 (зап- М. 206155 О 067 1/00,13.02.67,фиа 2 Заказ 2707/52 Тираж 680 . П ЦНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4писн илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель А. Жереновор В. Чирков Техред С. Мигай . Корректор,М. Вигула