Регистр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2 24-24 о к прямомуиггера послча ющиасшир ениятра за счетра послед подключены соответс инверсному вькодам дующего разряда, о с я тем, что, с ц области применения выполнения функций вательного приближе ряд регистра введе тельных элемента И е- йтр елью реги реги ния, ы че и рполнивые ыре д ем пе второго дополнительподключены к прямовькодам КБ-триггера входы первогоных элементовму и инверсному а вторые. вхо дополнительног его разряда,и четвертого д нтов И являютсданного разрядавыходу первогомента И предыдущвходы третьего лев олнительньк эле ополгистра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГПФ(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 822367, кл. Н 03 К 17/62, 1979.2. Каган Б.М., Каневский М,М. Цифровые вычислительные машины и системы. М., "Энергия", 1973, с. 193-194 (прототип).(54(57) РЕГИСТР, содержащий в каждом разряде двухступенчатый КЯ-триггер, первый и второй элементы ИЛИ, вькоды которых подключены к Б- и К-входам КБ-триггера соответственно, шесть элементов И, причем выходы первого, второго и третьего и четвертого, пятого и шестого элементов И подключены соответственно к входам первого и второго элементов ИЛИ, четвертые входы которьк являются входами установки регистра в единичное и нулевое состояния соответственно, первые входы первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов .И являются первым, вторым и третьим управляющими входами регистра соответственно, вторые входы первого и четвертого элементов И являются прямым и инверсным входами записи данного разряда соответственно, вторые. входы второго и пятого элементов И каждого разряда подключены соответственно к прямому и инверсному выходам КЯ-триггера предыдущего разряда, а вторые входы третьего и шестого элементов И каждого разряда 4(51) С 11 С 19/00 Н 03 К 17/62 нительным управляющим входом регистра, вторые входы этих элементов Исоединены с выходами второго дополнительного элемента И данного и последующего разрядов соответственно,третий вход третьего дополнительногоэлемента И является дополнительнымвходом регистра, выходы третьего ичетвертого дополнительньк элементов Исоединены с пятыми входами первогои вТорого элементов ИЛИ соответственно, второй вход четвертого дополнительного элемента И последнего разряда регистра подключен к выходу пер"вого дополнительного элемента И данного разряда, а вторые входы первогои второго дополнительных элементовИ первого разряда - к первому входучетвертого дополнительного элементаИ данного разряда, при этом С-входыКБ-триггеров являются синхровходом11401Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и мсшсет использоваться в качестве сдвиганшсего регистра и регистра последо вательного приближения.5Известен регистр последовательного приближения, содержащий в каждом разряде два КЗ-. триггера и два элемента И 1,13.Недостатком данного регистра яв О ляется невозможность его использования в качестве регистра параллельного действия, что ограничивает область его применения.Наиболее близким к изобретению 15 по технической сущности является регистр, каждый разряд которого содержит двухступенчатый КЗ-триггер, йервый и второй элементы ИЛИ, вькоды которых подключены к 3- и К-входам щ КЗ-триггера соответственно, шесть элементов И, причем вькоды первого, второго и третьего и четвертого, пятого и шестого элементов И подключены соответственно к входам первого . р 5 и второго элементов ИЛИ, четвертые входы которых являются входами установки. регистра в единичное и нулевое состояния соответственно, причем первые входы первого и четвертого, вто- Зо рого и пятого, третьего и шестого элементов И являются первым, вторым и третьим управляиициьяс юсодами регистра соответственно, вторые входы первого и четвертого элементов И являются прямым и инверсным входами записи данного разряда соответственно, вторые входы, второго и пятого элементов И каждого-разряда подключены соответственно к прямому и ин- . версному вькодам КЗ-триггера предьдущего разряда, а вторые входы третьего и шестого элементов И каждаго разряда подключены соответственно к прямому и инверсному вькодам КЗ-триггера последующего разряда С 23.1Недостаткомизвестного устройства является то, что оно не реализует Функции регистра последовательного приблпжения, что ограничивает областью ,его применения.Цель изобретения - расширение об,ласти применения регистра за счет вьг полнения Функций регистра последовательного приближения. 55Поставленная цель достигается тей, что в регистре, содержащем в каждом разряде двухступенчатый КЗ-триггер,74 3первый н второй элементы ИЛИ, выходыкоторьк подключены к 3- и К-входам КЗ-триггера соответственно, шесть элементов И, причем выходы первого, второго и третьего и четвертого, пя-. того и шестого элементов И подключены соответственно к входам первого н второго элементов ИЛИ, четвертые входы которьк являются входами установки регистра в единичное н нулевое состояния соответственно, первые входы первого и четвертого, второго н пятого, третьего и шестого элементов И являются первым, вторым и третьим управляющими входами регистра соответственно, вторые входы первого и четвертого элементов И являются прямым и инверсным входами ф записи данного разряда соответственно, вторые входы второго и пятого элементов И каждого разряда подключены соответственно к прямому и инверсному выходам КЗ-триггера предыдущего разряда, а вторые вхьды третьего и шестого элементов И каждого разряда подключены соответственно к прямому и инверсному выходам КЗ-триггера последующего разряда, в каждом разряде дополнительно содержится четыре элемента И, причем первые входы первого н второго .донолнительных элементов И подключены к прямому и инверсному выходам КЗ-триггера данного разряда, а вторые входы - к выходу первого дополнительного элемента И предыдущего разряда, первые входы третьего и четвертого дополнительных элементов И являются дополнительным управлявв 1 нм входом регистра, вторые входы этих элементов И соединены с выходами второго дополнительиого элемента И даннога и последующего разрядов соответственно, третий вход третьего дополнительнога элемента И является дополнительным входам регистра, выходы третьего и четвертого даполнительньк элементов И соединены с пятыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, второй вход четвертого дополнительного элемента И последнего разряда регистра подклеен к вькоду первого дополнительного элемента И данного разряда, а вторые входы первого и второго дополнительньк элементов И первого разряда - к первому юсаду четвертого дополнительного элемента И данного разряда,при этом3 114017С-входы КБ-триггеров являются синхровходом регистра.Предлагаемая конструкция регистраобеспечивает выполнение в нем операций приема, хранения и сдвига двоичного кода, а также операции последовательного приближения,На фиг. 1 представлена схема -горазряда предлагаемого регистра; нафиг. 2 - пример построения четырехразрядного регистра; на фиг, 3диаграммы работы четырехразрядногорегистра в режиме последовательногоприближения.Схема разряда регистра (фиг. 1)содержит элементы И 1-10, ИЛИ 11 и12, двухступенчатый синхронныйКБ-триггер 13, информационные входы14-21, управляющие входы 22-28, вход29 синхронизацйи, прямой и инверсныйвыходы 30 и 3 1, первый и второй выходы 32 и 33В схеме разряда регистра выходыэлементов ИЛИ 11 и 12 подключенысоответственно к Б- и К-входамКБ-триггера 13, прямой и инверсныйвыходы которого подключены к выходам30 и 3 1 разряда соответственно и кпервым входам элементов И 1 и 2 соответственно, выходы которых подключены к первому 32 и второму 33 выходамразряда, выходы элементов И 3-6 и7-10 подключены к входам элементовИЛИ 11 и 12 соответственно, пятыевходы которых подключены соответственно к входам 27 и 28 установки ре 35гистра в единичное и нулевое состоя -ние. Первые входы элементов И 3 и 7,4 и 8, 5 и 9, 6 и 10 попарно объединены и являются управляющими входами40регистраВторые входы элементовИ 3-5 и 7-9 подключены к информационным входам 14-16 и 17-19 соответственно, вторые входы элементов И 6 и10 подключены соответственно к выходу45элемента И 2 данного разряда и информационному входу 20. Вторые входыэлементов И 1 и 2 подключены к входу21 разряда, синхровход С КБ-триггера2 аз я а. 13 подключен к входу 9 р р дВходы 14 и 15 д-го разряда регистра служат для приема соответственно прямого х и инверсного х; значений, входного кода д-го разряда, входы 15 и 18 - для подключения в и-разрядном 55 регистре к прямым и инверсным выходам КБ-триггера 13 последующего (х+1) -го разряда, входы 16 и 19 - для подклю 4 4чеция в п-разрядном регистре к прямому и инверсному выходам КБ-триггера 13 предыдущего (1+1)-го разряда.Схема четырехразрядного регистра (фиг. 2) содержит схемы разрядов 34 -34 (34 - младший разряд, 344, - старший). Информационные входы 21, 18 и 15 -го разряда подключены соответственно к выходам 32, 3 1 и 30 (-1)-го,разряда, а входы 16, 19 и 20 1-го разряда - к выходам 30, 31 и 33 (1+1) -го разряда соответственно. Одноименные управляющие входы 22-28 разрядов регистра объединены и являются управлящцими входами регистра. Входы 18 и 15 младшего разряда соответственно сигналов Я и Я , а также входы 16 и 19 старшего разряда соответственно сигналов 0и Я 5 могут использоваться для наращивания разрядности регистра при сдвигах, Входы 21 сигнала А младшего разряда и 20 сигнала В старшего разряда, а также выходы 33 сигнала В младшего разряда и 32 сигнала А старшего разряда могут использоваться для наращивания разрядности регистра при работе его в режиме последовательного приближения. При этом в младшем разряде регистра вход 21 сигнала Аподключен к управляющему входу 28 регистра (управляющий сигнал УР), или же на вход 21 младшего разряда должен постоянно подаваться сигнал логической единицы. Вход 20 сигнала В старШего разряда регистра подклю 5чен к выходу 32 сигнала А 4 этого же разряда. Работу схемы регистра,во всех режимах рассмотрим на примере четырехразрядного регистра с учетом работы схемы каждого из его разрядов.Выбор режима работы регистра осуществляется сигналами управления Эп, П 1, У 2 и УР, подаваемыми на входы 22-25 регистра соответственнаРежим записи кода Х.Для записи двоичного кода числа Х в регистр парафазные значения каждого разряда х. и х,. подаются на входы 14 и 17 соответствующего разряда регистра, а на вход 22 подается сигнал 3 п, который открывает элементы И 3 и 7 каждого разряда и тем самым разрешает прохождение сигналов х. и х 1, которые через элементы ИЛИ 11 и 12 поступают на Б-и К-входы КБ-триггера 13 разряда. С прихо 1140174дом сигнала синхронизации С триггер 13 переходит в состояние, определяемое значением сигналов х. и х . Запись числа Х в регистр возможна и не парафазным кодом. Если каждый раз ряд кода Х представлен только значением х.то перед записью числа в регистр он должен быть предварительно обнулен сигналом УО, подаваемым на вход 28, если же каждый разряд Х представлен только значением х 1, то перед записью числа сигнальв У 1 (вход 27) регистр должен быть установлен в единичное состояние.Режим сдвига кода Х.5. Режим сдвига кода Х, хранимого в регистре, задается управляющими сигналами 01 и 02. При 01 = 1 и 02 = 0 , открыты элементы И 4 и 8 каждого разряда. В результате с приходом о сигнала синхоонизапии С осуществляет ся перезапись содержимого (-1) -го разряда регистра в -й разряд, а г-го разряда - в (х+1)-й разряд, т:е. осуществляется сдвиг в сторону 25 старших разрядов. При этом в младший разряд 3 1 записывается значение сигнала Ц, подаваемого на входы 15 и 18 младшего разряда парафазным кодом. При 01О и 021 открыты элемен- ЗО ты И 5 и 9 каждого из разрядов н осуществляется сдвиг содержимого регистра на один разряд в сторону младших разрядов. Режим последовательного приближения.тот режим реализуется в регистрепри Щ Ц 2 = О и УР 1.Режим последовательного приближения используется для получения в40регистре некоторого кода Х, равногонекоторому входу У. При этом на вход26 каждого разряда подается сигнал03О, если Х 3 У, и сигнал 03 = .,45если Х 4 У.Работу регистра рассмотрим на примере, когда У 1001. На фиг. 3 представлены эпюры напряжений основныхсигналов каждого из разрядов четырехразрядного регистра в режиме последо 50вательного приближения,Каждый цикл последовательного приближения включает и+1 тактов, где иразрядность регистра (5 тактов длярассматриваемого примера). Перед реа - 55лизацией режима осуществляется установка всех триггеров регистра в единичное состояние сигнапом У 1 = 1, В результате, в регистр записывается код 1111, Затем для реализации режима устанавливается сигнал УР = 1, который разрешает открытие элементов И 6 н 10 каждого разряда регистра.На первом такте последовательного приближения сигнал 03(1) = О, так как в исходном состоянии Х(0)=1111,. У 1001. В результате, элементы И 6 всех разрядов закрываются сигналом 03, а элементы И 1 О открываются сигналом УР1. Сигналы В;В+ равны нулю, так как триггеры 13 всех разрядов находятся в состоянии "1", Сигнапы А-А всех разрядов равны " 1", так как сигналы А = УР = 1. Сигнал Вз = А= 1 в соответствии с коммутацией входов старшего разряда регистра. В результате, на первом такте с приходом сигнала синхронизации С сигнал В проходит через элемент И 10 и ИЛИ 12 на К-вход, триггера 13 четвертого разряда и устанавливает его в состояние "0" (переход. триггера в состояние "0" совпадает с задним фронтом сигнала С, так как триггер .13 двухступенчатый). Так как В, = В = В, О, значения остальных разрядов регистра не изменяются. В результате, в регистре образуется код Х(1) 0111.Так как Х(1) 4 У, то 03(2) = 1 и сигналом 03 на втором такте открываются элементы И 6 всех разрядов регистра. Но в первом - третьем разрядах сигналы В;О, так как триггеры 13 этих разрядов находятся в состоянии "1", а в четвертом разряде сигнал В 41, так как триггер 13 этого разряда находится в состоянии "0". В результате, в четвертом разряде сигнал В через элементы И 6 и ИЛИ 11 поступает на Б"вход триггера 13 этого же разряда. Кроме того, этот,же сигнал В 4 воздействует на вход элемента И 10 третьего разряда, который открыв ается сиг-" налом УР-"1, в результате на К-вход триггера 13 третьего разряда поступает сигнал логической "1". С приходом синхросигнала С на втором такте последовательного приближения триггер 13 четвертого разряда переходит в состояние "1" (сигнал Я 4 = 1), а триггер 13 третьего разряда - в состояние "0" (сигнал Ч = 0) . Таким образом, после второго такта в реги-, стре устанавливается код Х(2)1011.7 11401Так как Х(2) ) У, на третьем так.те сигнал ЦЗ(3) = 0 и этим сигналом закрываются элементы И 6 всех разря- дов регистра, так как (, = О, А, = О, а В = 1. Но сигнал А,= 0 поступает 5 на вход 21 четвертого разряда, врезультате А = В+ = О. С приходом .сигнала синхронизации С на третьем такте триггер второго разряда переходит в состояние "0" (О = 0), так как 1 О В, = 1 и открыт элемент И 10 второго разряда. Триггеры 13 других разрядов своего состояния не изменяют,. так как элементы И 6 закрыты, а сигнал ВО. В результате, в регистре уста 15 навпивается код Х(3) = 1001.Так как Х(3) = У, то сигнал 03=0 и на четвертом такте закрыты элементы И 6 всех разрядов. Так как А 2 = О,ф В 3 Вф О Сигнал 2 б В 2 = 1 воздействует через элементы И 10 и ИЛИ 12 на К-вход триггера первого разряда. В результате, с приходом сигнала синхронизации С на четвертом такте триггер 13 первого раэряда нереходит в состояние "Оф(11 = 0)а значения остальных разрядов не изменяются. В регистре устанавливается код Х(4) = 1000.Так как Х(4) с У, то на пятом 30 такте сигнал 03 = 1, этим сигналом открываются элементы И 6 всех разрядов регистра. Но так как А = О, тоиА А =А=В =В =В =О.2 3 2 3 . + Поэтому с приходом сигнала синхрони эации С триггеры второго".четвертого разрядов своего состояния на изменяют, а триггер 13 первого разряда 74 8переходит в состояние "1" (Я = 1),так как Ь = 1. Ь результате, врегистре устанавливается код Х(5)= У= 1001,Конец цикла последовательногоприближения определяется по сигналуВ (если В = 1, то приход очередного импульса синхронизации С означает окончанйе цикла). В этом случае сигнал УР должен устанавливатьсяв состояние "0". При УР = 0 содержимое регистра не изменяется и можетбыть считано в любой момент време-,ни. Если по,окончании цикла уравновевмвания сигнал УР не устанавливать в состояние "0"то каждыйочередной сигнал синхронизации С будет изменять значение младшего разряда регистра на противоположное.На фиг. 3 показана реализация ещеодного цикла последовательного приближения для случаяв когда У0110.Таким образом, предлагаемый регистр может выполнять функции обычного стандартного регистра (прием,хранение и сдвиг двоичных кодов),а также функции регистра последовательного приближения. Это расширяетобласть применения регистра. В частности, преллагаемый регистр можетбыть использован в контрольно"измерительной цифровой аппаратуре одно-:временно для хранения и обработкиданных и для организации режима по-следовательного приближения при преобразовании аналоговых величин в цифровой код методом поразрядного кодирования.