Регистр сдвига

опй й и сФ Ф с 11) 68295 О Союз СоветскихСоциалистических Республик Г ИЗОБРЕтЕНИя К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУоллет по делам изобрет и отк ыт исапия(71) Заявитель Таганрогски Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для построения быстродействующих регистров с двусторонним сдвигом (реверсивных регистров), на основе которых могут создаваться сверхоперативные и ассоциативные запоминающие устройства, коммутирующие регистровые структуры.Известны р евер сивные регистры сдвига на триггерах, которые используются для построения сверхоперативных и ассоциативных запоминающих устройств и коммутирующих регистровых структур 11.Наиболее близким техническим решением является быстродействующий регистр с односторонним сдвигом на туннельных диодах, который может быть использован для построения запоминающих устройств циклического типа и последовательнык устройств 21.Однако известные регистры сдвига на туннельных диодах, имеюгцие большое быстродействие, не обеспечивают двустороннего сдвига и, следовательно, не являются реверсивными регистрами сдвига. Известные реверсивные регистры сдвига на триггерах имеют меньшее быстродействие и сложны в конструктивном отношении и поэтому использование их для построения вычислительных устройств приводит к значительным аппаратурным затратам последних и не обеспечивает необкодимого быстродеиствия.Один разряд известного регистра состоит 5 из трек последовательно сосдинеинык посредством резисторов бистабильных триггеров на туннсльнык дподак. Тактироваиис такого регистра осущсствлястся с помощью трех серий синусоидального сигнала или 10 трех серий прямоугольнык импульсов соскважностью равной двум, сдвинуты. по фазе на одну треть периода и поступающих соответственно па первый, второй и третий триггеры каждого разряда. Использование 15 минимум трех серий такгирующик сигналов (импульсных илп синусопдальиь 1 к) обусловлено необходимостью обеспечения однонаправленного распространения информации, поскольку триггеры иа туннсль ных диодах являются двукполоспиками ине имеют развязки входа от выкода,Известныс формирователи, прпменясмысдля формирования тактовых импульсов ис обеспечивают необходимого быстродсист вия и работают в непрерызном режиме, чтоне позволяет ос;.щсствить дв .стор онни 1 сдвиг информации и статичсскос кранение ее.Цель изобретения - расширение обла стп применения регистра за счет обсспсчс682 3ния режима двустороннего сдвига и статического хранения.Поставленная цель достигается тем, что регистр сдвига, содержащий последовательно соединенные триггеры, каждый из 5 которых выполнен на двух последовательно включенных туннельных диодах, один из которых подключены к шине нулевого потенциала, а другой к одной из управляющих шин, связанных с соответствующими выло дами формирователя тактовых импульсов, шины синхроимпульсов и шины сдвига влево и вправо, содержит дополнительный триггер, выполненный на двух последовательно включенных туннельных диодах, 15 один из которых соединен с шиной нулевого потенциала, а другой - с другой управляющей шиной, а влоды формирователя тактовых импульсов соединены соответственно с шинами синхроимпульсов и сдвига 20 влево и вправо, а также тем, что формирователь тактовых импульсов содержит два КЯ-триггера, входы которых соединены с выходами элементов И - ИЛИ, первые и вторые входы которых соединены с соответ ствующими входами формирователя тактовых импульсов, выходы КЯ-триггеров подключены к соответствующим выходам формирователя тактовых импульсов и третьим выходам элементов И - ИЛИ. 30На фиг, 1 представлена схема предложенного регистра; на фиг, 2 - временная диаграмма работы формирователя.Регистр содержит последовательно соединенные триггеры 1, выполненные на двух 35 последовательно включенных туннельных диодах 2 и 3, причем диоды 2 подключены к шине 4 нулевого потенциала, диоды 3 - к соответствующим управляющим шинам 5 - 8, которые связаны с соответствующими 40 выходами формирователя 9 тактовых импульсов, который состоит из двух КЯ-триггеров 10 и 11, входы которых соединены с выходами элементов И - ИЛИ 12, 13 и 14, 15. Шина синхронизации 1 б и 17, и шина 45 сдвига влево 18 и вправо 19, соединены со входами формирователя 9. Формирователь 9 обеспечивает формирование тактовых импульсов на шинах 5 - 8 50 в требуемой последовательности при подаче одного из управляющих сигналов Вправо или Влево. Формирование серий тактовых импульсов и сдвиг информации в регистре осуществляется при подаче одного 55 из управляющих сигналов Вправо или Влево. Одновременная подача указанных сигналов недопустима, При отсутствии обоих сигналов регистр обеспечивает статическое хранение ранее записанной информа ции, Синхронизация работы формирователя осуществляется двумя непрерывными сериями импульсов по шинам 16 и 17, сдвинутыми друг относительно друга на полпериода (фиг. 2, в, г). 65 950ф 4При подаче сигнала Вправо (фиг. 2, а,временной промежуток Т,) на шину 19 единичный выход триггера 10 через элемент 14 подключается ко входу триггера 11, нулевой выход триггера 10 через элемент 15 - ко входу триггера 11, единичный выход триггера 11 через элемент 13 - ко входу й, триггера 10, а нулевой выход триггера 11 через элемент 12 - ко входу 5 триггера 10.Из непрерывных серий СИ 1 и СИ 2 по шинам 16 и 17 выделяются пакеты импульсов Г 1 СИ 1 и ПСИ 2 (фиг. 2, д, е), которые в течение временного интервала Т, поступают на выходы триггеров 10 и 11. Поскольку формирователь 9 на триггерах 10 и 11 представляет собой триггер со счетным входом, то он осуществляет пересчет импульсов ПСИ 1 и ПСИ 2 по модулю два.Выходные сигналы триггеров 10 и 11, используемые для регистра как тактовые серии ТИ 1 - ТИ 4 (фиг. 2, ж, к), обеспечивают сдвиг информации в регистре вправо.При этом длительность Т сигнала Вправо (фиг. 2, а) определяет количество тактов сдвига, то есть число разрядов, на которое сдвигается информация в регистре вправо.При подаче сигнала Влево (фиг, 2, б,интервал Т) на шину 18 единичный выход триггера 10 через элемент )5 подключается ко входу Р триггера 11, нулевой выход триггера 10 через элемент 14 ко входу 5 триггера 11, единичный выход триггера 11 через элемент 12 ко входу 5 триггера 10, а нулевой выход триггера 11 через элемент 13 - ко входу Р триггера 10. С помощью сигнала Влево из серий СИ 1 и СИ 2 на элементах 12 - 15 выделяются пакеты импульсов ПСИ 1 и ПСИ 2, которые в течение временного интервала Т, поступают на входы триггеров 10 и 11, Выходные сигналы триггеров 10 и 11 используются как тактовые серии ТИ 4 - ТИ 1, обеспечивают сдвиг информации в регистре влево, Длительность Тг определяет количество тактов сдвига.Рассмотрим работу регистра при сдвигеинформации вправо.Для записи 1 на вход регистра долженпоступить импульс высокого уровня, опережающий импульс серии ТИ 1 на /4 такта, При поступлении серии ТИ 1 первый триггер первого разряда переключится в единичное состояние. Если же на входе присутствует О, то первый триггер первого разряда окажется в нулевом состоянии.Соответственно при поступлении импульса ТИ 2 второй триггер первого разряда устанавливается в то же состояние, что и первый триггер. По окончании серии ТИ 1 первый триггер устанавливается в О, а второй триггер хранит свое состояние,Аналогично, при появлении импульса серии ТИЗ информация переписывается со второго триггера на третий, а при появле25 зо 35 40 нии импульса серии ТИ 4 - с третьего на четвертый триггер первого разряда,При подаче сигнала сдвига Влево (фиг. 2, б) процессы записи информации влево протекают подобно предыдущему, по только в обратном направлении, т. е. с выхода - входа 20 информации записывается на четвертый триггер последнего разряда и последовательно сдвигается на трстп 1 к второй, первый триггеры последнего разряда, на триггеры предпоследнего разряда и т. д.Предложенный регистр имеет больпьос быстподействие (частота сдвига до 100 МГц), малъю потребляемую мощность (не более 1 - 1,5 МВт на разряд) и характеризуется простотой и регулярностью схемы, что позволяет легко реализовать указанный регистр в виде гибридной интегральной схемы. Формирователь реверсивного регистра достаточно прост в схемном отношении, не содержит нестандартных элементов и для его построения могут быть использованы серийные интегральные схемы ЭСЛ-типа. Один такой формирователь может обеспечить управление 20 - 30 разпядами регистра, а сам регистр сдвига обеспечивает сдвиг информации в требуемом направлении, а также режим статического хранения записанной информации и может быть использован для построения различных устройств последовательностных машин, сверхоперативных запоминающих устройств магазинного и циклического типа, ассоциативных запоминающих устройств и коммутирующих регистровых матриц однородных вычислительных структур. Формула изобретения1. Регистр сдвига, содержащий последовательно соединенные триггеры, каждый из которых выполнсн ца двух последовательно включенных туннсльных диодах, олин пз которых подключен к шине нулевого потенциала, а другой - к одной из управляющих шин, связанных с соответствующими выходами формирователя тактовых импульсов, шины синхроимпульсов и шины сдвига влево и вправо, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения регистра за счет обеспечения режима двустороннего сдвига и статического хранения, он содержит дополнительный триггер, выполненный на двух последовательно включенных туннельных диодах. один из которых соединен с шиной нулевого потенциала, а другой - с другой управляющей шиной, а входы формирователя тактовых импульсов соединены соответственно с шинами синхроимпульсов п сдвига влево и вправо. 2. Регистр по п. 1, отличающийся тем, что формирователь тактовых пмп лисов содержит два КЯ-триггера, входы котопых соединены с выходамп элементов И - ИЛИ, первые и вторые входы которых соединены с соответствюгцпмп входамп формирователя тактовых импульсов, выходы КЯ-триггеров подключены к соответствчощим выходам формирователя тактовых имп.львов и третьим выходам элементов И - ИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Майоров С. А. и др. Структурь цифровых вычислительных машин, Л., Мацшностроение, 1970, с. 69.2, Котт В. М. и др. Туннельные диоды в вычислительной технике, МСоветское радио, 1967,682950 СИ 7 т 17 г иТЮ Г 1 Г 1 Г 0 г. 2 Редактор Н. Коляда Корректор Е. Хмелева Заказ 2202/4 Изд,493 Тираж 681 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 и 73 --д7 В гст дПСИ 7 е77 СИ ж тИ 7. Составитель Г. МельникТехред А. Камышникова