Асинхронный регистр сдвига

(5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО еск СССР 1984 Р985,(54) АСИНХРОННЫЙ(57) Иэобретенитике и вычислит ЕГИСТР СДВИГА тносится к а ной технике. маГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельствоФ 1138834, кл. С 11 С 19/00,Авторское свидетельство ССВ 1196954, кл. С 11 С 19/00,лью изобретения является упрощениерегистра сдвига. Регистр содержитячейки памяти, каждая из которых вотличие от прототипа состоит не изчетырех, а из трех симметричных цепочек. Каждая цепочка состоит нз трехэлементов И-НЕ. Первая ячейка регистра состоит из 11 элементов И-НЕ и имеет два информационных входа и одинуправляющий выход для связи с источником, В состав регистра входят элементы И-НЕ для связи с приемником спомощью двух информационных выходови одного управляющего входа. 2 ил.,1 табл.Изобретение относится к автоматике и вычислитепьной технике,Цель изобретения - упрощение асинхронного регистра сдвига,На фиг. 1 приведена схема регистрасдвига; на Фиг. 2 - схема соединениярегистра с источником и приемникоминформации, работающими в режиме За -прос-отнет , и схема его первой ячейки,Асинхронный регистр сдвига содержит ячейки 1 памяти, каждая из которых состоит из трех симметричных цепочек 2 из трех элементов И-НЕ - первого 3, второго 4 и третьего 5. Первый вход элемента 3 цепочки 2 1-й ячейки 1 является информационным нходом 6 этой цепочки, выход элемента 3 соединен с первыми входами элементон 4 и 5, выход последнего является вьгходом 7 цепочки 2, а выход элеглента 4 - ее управляющим выходом 8. Входы элемента 4 каждой цепочки 2 1-й ячейки 1 соединены с выходами элементоь 4 двух других ее цепочек 2. Второй вход элемента 5 цепочки 2 соединен с ее информациоцным входом б, а третий вход элемента 5 является ее первым управляющим входом 9, Вторым управляющим входом 1 О цепочки 2 является четвертый вход ее элемента 4. Выход 7, первый 9 и второй 10 управляющие,входы каждой цепочки 2 1-й ячейки 1 соединены соответственно с информационным входом 6, выходом 7 и управляющим выходом 8 соответствующей цепочки 2 (х+1)-й ячейки 1. На Фиг. 1 обозначены также входы 11 - 1 элементов 4 и 5 и выходы 18-20 э,пементов 3-5.Для подключения к источнику инФормации, работающему в режиме "Запрос-ответ", первая ячейка регистра содержит элементы И-НЕ 21-31. Выходы элементов 21, 22 и 23, 24 являются выходами 7 первой ячейки и соединены соответственно с первыми входами элементов 22, 21 и 24, 23, вторые входы которых являются информационными нходами б первой ячейки, а третьи входы - ее первыми управляющими входами 9, Четвертые входы элементов 21, 23 и 22, 24 соединены с выходами элементов 25 и 27 соответственно, а пятые входы элементов 22 и 23 - с выходом элемента 26. Первые входы элементов 25-27 соединены с выходами элементов 21, 22 и 24 соответственно. 5 0 15 10 75 30 35 40 50 55 второй вход элемента 26 - с выходом элемента 23, вторые входы элементов 25 и 2 - с выходом элемента 29, третьи входы элементов 25-2 - с ныходами элементов 28 и 30, а четвертыйвход элемента 26 - с выходом элемента ЗО, Первые входы элемецтов 28-30 соединены соотнетстненно с выходамиэлементов 29, 30 и 28, их вторые входы - с выходами элементов 30, 28 и29, а третьи и четвертые входы этихэлементов попарно объединены и обрауют вторые управляющие входы 10 первой ячейки. Выходы элементов 25-27 соединены с входами элемента 31, выход которого является управляющимвыходом 32 регистра, прямой 33 и ин- .версный 34 информационные входы которого соединены с информационцымц входами 6 первой ячейки, т,е. с вто - рыми входами ее элементов 21, 22 и 23, 24 соответстнеццо. Дпя подключения дополнительного выхода 7 первой ячейки (выхода ее элемента 33) вторая ячейка 1 регистра имеет дополнительный инФормационный вход б, соединенный с третьим входом элемента 3 и четвертым входом элемента 5 ее второй цепочки 2.Для подключения к приемнику ицформации, работающему в режиме "Запросответ", регистр содержит дополцительцые элементы И-НГ 35-38: Первые входы элементов 35 и Зб соединены соответственно с выходамипервой и третьей цепочек 2 последней ячейки 1 регистра, их вторые входы соединены с выходом 7 ее второйггочки 2, а третьи входы - с выхорамц .лемеитон 37 и 38 соотнетст;сино, лерньге Входы которых соединены с выходами элементов 38 и 37 соответственно, анторьге входы - с первьми входами элементов 35 и 36 ныходьг которых являются прямым 39 и инверсным 40 инФормационными выходами регистра, Управляющий вход 41 регистра соединен с первым 9 и вторым О управляющимивходами всех цепочек 2 последней ячейки 1 регистра.Функционирование канала передачи информации, образонанного соответствующими цепочками 2(1.-1)-й, 1.-й и (х+1)-й ячеек 1 осуществляется аналогично прототипу, т.е. обеспечивается правильное Функционирование этого канала при любых величинах задержек его элементон и прн любом их соотноУ цепочки 2 Элемент)2 )3 3 1 0 О 4 0 1 1 5 0 1 1 3 О 05 нОн 1 0 5 1 1 0 3 О 1 О 20 Значение разряда совпадает со значением 4 1 1 О 1 25 предыдущегоразряда3 0 0 О Информацияв ячейке 1 1 4 1 стерта 5 1 1 1 35 50 шенин. Время между записью соседнихединиц в каждую цепочку 2 такого канала составляет 14 с, где с - задержка элемента И-НЕ, что и определяетбыстродействие известного регистра,который имеет два таких канала дляпередачи единичных и нулевых значений разрядов сдвигаемого кода,В предлагаемом асинхронном регистре сдвига элементы 4 цепочек 2 однойячейки 1 образуют трехстабильныйтриггер. Таким образом, если в одиниз КБ-триггеров, образованных элементами 3 и 4 цепочки 2 этой ячейки 1, записана единица, т,е. на вы-,ходе данного элемента 4 имеется значение "0", в КБ-триггеры остальных цепочек 2 этой ячейки 1 запись единицы блокируется и на выходах их элементов 4 значение "0" появиться неможет. Кодирование устойчивых состояний ячейки 1 предлагаемого регистрапри наличии значения "1" на всех еевходах приведено в таблице, из которой следует, что первые и третьицепочки 2 последовательных ячеек 1регистра образуют каналы, за которыми закреплены соответственно единичное и нулевое значения разрядов сдвигаемого кода, а вторые цепочки 2 этихЗОячеек 1 - канал для передачи признака совпадения значения очередного разряда сдвигаемого кода со значениемпредыдущего разряда. Таким образом, если соседние разряды сдвигаемого кода имеют различное значение, соответствующие этим разрядам единицы продвигаются по различным каналам - первому и третьему,если эти разряды имеют одинаковые значения, соответствующие им единицыпродвигаются по первому (третьему) и второму каналу. Этим обеспечивается продвижение единиц, соответствующих 45соседним разрядам сдвигаемого кода,вплотную друг за другом, что повьппает быстродействие регистра ло сравнению с быстродействием одного канала, так как в последнем единицы продвигаются с интервалом не меньшим, чем в однуячейку. В результате, время междузаписью в д-ю ячейку 1 регистра соседних разрядов сдвигаемого кода впредлагаемом асинхронном регистресдвига, как и в прототипе, где единицы, соответствующие соседним разрядам сдвигаемого кода, также продвигаются вплотную друг за другом, составляет Яс. Указанную дисциплину распределения информации по каналам предлагаемого регистра обеспечивает его первая ячейка (фиг. 2), В исходном состоянии на информационных входах 33 и 34 регистра имеются значения 0", в результате чего на выходах элементов 21- 24 первой ячейки, т.е. на ее выходах 7, имеется значение "1". Элементы 28-30 первой ячейки образуют трех- стабильный триггер, и в исходном состоянии этот трехстабильный триггер находится в состоянии 101. Тогда на выходах элементов 25 и 27 имеются значения "1", а на выходе элемента 26 - значение "О", из-за чего на выходе элемента 31 (управляющем выходе 32 регистра) имеется значение "1". Во всех остальных ячейках 1 регистра в исходном состоянии информация стерта, и их состояние определяется в соответствии с таблицей. Пусть на одном из информационных входов 33 или 34 регистра появляется значение "1". Тогда на выходе элемента 2 или24 первой ячейкина ее соответствующем выходе 71 появляется значение "0", которое поступает на информаци - онный вход 6 соответствующей (первой или третьей) цепочки 2 второй ячейки 1 регистра, н результате чего в последнюю записывается значение данного разряда сдвигаемого кода и на управляющем выходе 8 соотнетстну- О ющей цепочки 2 появляется значение "0", которое, посгупая на второй управляющий вход О первой ячейки, производит переключение трехстабильного триггера на элементах 28-30 в состоя ние 110 или 011 соответственно после чего на входе элемента 26 появляется значение "1", а на выходе элемента 31 (управляющем выходе 32 регистра) - значение "0". После того, 20 как на обоих информационных входах 33 и 34 регистра снова появятся значения 0", первая ячейка возвращается в состояние, аналогичное исходному с отличным от него состоянием трехстабильцого триггера на элементах 28-30, вследствие чего на выходе элемента 25 или 27 устанавливается значение "0", которое блокирует запись единицы в ту же цепочку 2 второй ячейки 1, 30 что и н предыдущем случае, Кроме того, это значение вызывает появление значения "1" на выходе элемента 31 (управляющем выходе 32 регистра) Возраст первой ячейки н это состояние 35 включает н себя появление значения "1" на ее выходах 7, что разрешает передачу информации из второй ячейки 1 в третью и т.д. При этом передача следующей единицы н данный канал щ из цепочек 2 блокируется также знач - ниями "011, поступающими на соответствующие первые 9 и вторые 10 управляющие входы первой ячейки, что обеспечивает пранильное функционирование д регистра при любых задержках его эле - ментов и при любом их соотношении,Если теперь значение "1" появляет - ся на другом информационном входе регистра в отличие от предыдущего случая, переключение первой ячейки происходит аналогично описанному и во вторую ячейку 1 регистра записывается значение очередного разряда сдвигаемого кода, отличное от значения предыдущего разряда. Если значение "1" появляется на том же информационном входе регистра, что и в предыдущем случае, на выходе эпемента 22 или 23 появляется значение 0 , в результате чего единица записывается во вторую цепочку 2 второй ячейки 1, что н соответствии с таблицей означает совпадение значений очередного и предыдущего разрядов. Далее переключение первой ячейки происходит аналогично описанному, причем после восстановления на обоих информационных входах 33 и 34 значений "0" она вознращается в исходное состояние,Для преобразования информации,записанной н регистр в соответствиис описанной дисциплиной, в парафаз -ную служат дополнительные элементы 35, 36, и 37, 38. Последние днаобразуют КБ-триггер, который устанавливается н единичное или нулевоесостояние при появлении значения цО"на выходе 7 первой или третьей цепочки 2 последней ячейки 1 регистра.Значение "0" на выходе 7 одной изтрех цепочек 2 последней ячейки 1 регистра может появиться при наличиизначения "1" на его управляющем входе 41, При этом, если значение "0"появляется на выходе 7 первой илитретьей цепочки 2 последней ячейки 1,на выходах элементов 35 и 36 устанавливаются значения "1" в соответствии с состоянием КБ-триггера, образованного элементами 37 и 38, Еслизначение "0" появляется на выходе 7второй цепочки 2 последней ячейки 1,на выходах элементов 35 и Зб устананливаются значения 1" независимо отсостояния этого КБ-триггера. После.того, как ца выходах элементов 35 и36 появляются значения "1", т,е. этизначения появляются на информационных выходах 39 и 40 регистра, на егоуправляющем входе 41 может быть устанонлено значение "0" которое вызывает стирание информации в последней ячейке 1 регистра и появлениена выходах 7 всех ее цепочек 2 значения 1 , В результате этого на выходе одного из элементов 35 и 36(т,е, на одном из информационных выходов 39 или 40 регистра) появляетсязначение "0" н соответствии с состоянием КБ-триггера, образованного элементами 37 и 38,формулаизобретения1Асинхронный регистр сдвига, содержащий два элемента 1-НЕ и ячейки па 725 мяти, каждая из которых, кроме первой, состоит из трех симметричных цепочек из трех элементов И-НЕ, причем в каждой цепочке выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми входами второго и третьего элементов И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соецинец с выходом второго элемента О И-НЕ, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами вторых элементов И-НЕ других цепочек данной ячейки, при этом первый вход первого элемента И-НЕ и выходы второго и третьего элементов И-НЕ каждой цепочки каждой ячейки, кроме второй, соединены соответственно с выходом третьего элемента И-НЕ и с четвертым входом второго и третьим входом тре тьего элементов И-НЕ соответствующей цепочки предыдущей ячейки, а первая ячейка состоит из одиннадцати элементов И-НЕ, причем в данной ячейке выходы первого и второго и третьего 25 и четвертого элементов И-НЕ соединены соответственно с первыми входами второго и первого и четвертого и третьего элементов И-НЕ, вторые входы которых являются соответственно прямым 30 и инверсным информационными входами регистра сдвига, выходы и третьи входы первого, второго и четвертого элементов И-НЕ соединены соответственнос первыми входами и выходами пятого, шестого и седьмого элементов И-НЕ, вторые входы пятого и седьмого элементов И-НЕ соединены соответственно с выходами восьмого и десятого элементов И-НЕ, первые входы восьмого 4 О и девятого элементов И-НЕ соединены соответственно с выходами девятого и восьмого элементов И-НЕ, первый и второй входы одиннадцатого элемента И-НЕ соединены с выходами пятого и шестого элементов И-НЕ, а выход является управляющим выходом регистра сдвига, выходы и четвертые входы первого, второго и четвертого элементов И-НЕ первой ячейки соединены соответО ственно с первыми входами первых элементов И-НЕ и выходами третьих элементов И-НЕ первой, второй и третьей цепочек второй ячейки, выходы вторых элементов И-НЕ первой и третьей цепо 55 чек которой соединены соответствекко 82с вторым входом восьмого и первым входом десятого элсментов И-НЕ первой ячейки, причем выходы первого и второго элементов И-НЕ являются соответственно прямым и инверсным выходами регистра сдвига, первые входы соединены соответственно с выходами третьих элементов И-НЕ первой и третьей цепочек последней ячейки, а второй вход первого элемента И-НЕ соединен с выходом третьего элемента И-НЕ второй цепочки последней ячейки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью .упрощения регистра сдвига, он содержит третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы которых соединены с выходами четвертого и третьего элементов И.-НЕ соответственно, а вторые входы - с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, второй вход вторОго элемента И-НЕ соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, а третьи входы первого и второго элементов - с выходами третьего и четвертого элементов И-НЕ соответственно, причем в первой ячейке третий вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом шестого элемента И-НЕ, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами третьего, восьмого и,цесятого элементов И-НЕ, выход седьмого элемента И-НЕ соединен с третьим входом одиннадцатого элемента И-НЕ, четвертый вход третьего элемента И-НЕ соединен с четвертым входом второго элемента И-НЕ, а пятые входы данных элементов соединены соответственно с выходами пятого и седьмого элементов И-НЕ третьи входы которых соединены с выходами девятого элемента И-НЕ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и вторым входом десятого элемента И-НЕ, а третий и четвертый входы - с вторыми входами восьмого и десятого элементов И-НЕ, третьи входы которых соединены с выходами десятого и восьмого элементов И-НЕ соответственно, а четвертые входы - с выходом второго элемента И-НЕ второй цепочки второй ячейки, третий вход первого элемента И-НЕ и четвертый вход третьего элемента И-НЕ которой соединен с выходои третьего элемента И-НЕпервой ячейки,1251182а Составитель А. Дерюги Техред И.Гайдош ектор Е. Рошко акто Огар по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, 6-35, Раушская наб д. 4