Пункт 2 (1084640)
Текст из файла
2. Анализ схемотехнических решений проектируемого узла
Регистры - это устройства, выполняющие функции приема, хранения и передачи информации в виде т-разрядного двоичного кода, каждому разряду которого соответствует свой элемент памяти (разряд регистра), выполненный на основе триггеров RS-, JK-, или D-типа.
Основным классификационным признаком регистров являются способ записи двоичного кода в регистр и его выдача, т.е. различают параллельные, последовательные (сдвигающие) и параллельно-последовательные регистры. Параллельный регистр выполняет операцию записи параллельным кодом. Последовательный регистр осуществляет запись последовательным кодом, начиная с младшего или старшего разряда, путем последовательного сдвига кода тактирующими импульсами. Параллельно-последовательные регистры имеют входы, как для параллельной, так и для последовательной записи кода числа. Кроме того, сдвигающие регистры делятся на одно- и двунаправленные (реверсивные). Однонаправленные регистры осуществляют сдвиг кода влево или вправо, а двунаправленные - и влево, и вправо.
По способу ввода-вывода информации различают параллельные, последовательные и параллельно-последовательные регистры. В регистрах памяти ввод и вывод информации осуществляются в параллельном коде. При этом время ввода (вывода) всего числа равно времени ввода (вывода) одного разряда. В регистрах сдвига число вводится и выводится последовательно разряд за разрядом. Время ввода (вывода) m-разрядного двоичного числа в таких регистрах определяется величиной mTc, где Tc - период следования тактовых импульсов, осуществляющих ввод (вывод) информации. В параллельно-последовательном регистре ввод числа может осуществляться в параллельном коде, а вывод - в последовательном или наоборот.
По характеру представления вводимой и выводимой информации различают регистры однофазного и парафазного типов. В однофазных регистрах информация вводится в прямом либо в обратном кодах, а в парафазных - одновременно и прямом и в обратном. Регистры первого типа строятся на основе D-триггеров, второго - на основе RS- или JK-триггеров. Вывод информации из регистров обоих типов может осуществляться в прямом и в обратном кодах.
Принцип построения простейшего параллельного Т-разрядного регистра показан на рисунке ниже.
В параллельном регистре цифры кода подаются на D-вход соответствующих триггеров. Запись осуществляется при подаче логической единицы на вход С. Код снимается с выходов Q. Параллельные регистры служат только для хранения информации в виде параллельного двоичного кода и для преобразования прямого кода в обратный и наоборот.
Последовательные регистры, помимо хранения информации, способны преобразовывать последовательный код в параллельный и наоборот. При построении последовательных регистров триггеры соединяются последовательно путем подключения выхода Qi-го триггера ко входу Di-го триггера, как это показано на рисунке ниже.
В последовательных регистрах принципиально необходимо, чтобы новый сигнал на выходе Qш-го триггера возникал только после окончания синхросигнала. Для выполнения этого условия в последовательных регистрах необходимо применять двухступенчатые триггеры.
При действии каждого очередного тактового импульса код, содержащийся в регистре, сдвигается на один разряд. Для схемы, приведенной на рисунке выше, сдвиг кода происходит вправо (в сторону младших разрядов). Действительно, сигнал выхода Qi+1-го триггера действует на вход Di-го триггера, а сигнал выхода Qi-го триггера действует на вход Di-1-го триггера. При действии синхросигнала i-й триггер примет состояние i+1-го, а i-1-й - состояние i-го триггера, т.е., произойдет сдвиг кода вправо на один разряд.
Параллельный двоичный код одновременно снимается с выходов Q триггеров. Для сдвига кода влево необходимо, чтобы сигнал с выхода Qi-1-го триггера подавался на вход Qi-го (старшего) триггера.
Для преобразования параллельного кода информации в последовательный может быть использован любой универсальный регистр сдвига, например ИР11.
| | Здесь: C - вход синронизации, R - вход сброса, DR, DL - входы последовательного сдвига вправо и влево, S0,S1 - входы установки режима, D - 1,2,4,8 - информационные входы, Q - 1,2,4,8 - информационные выходы.
|
Если, например, в регистре записано число 0101 и линия связи соединена с выходом D8, то в этом случае необходимо для преобразования параллельной формы числа 0101 в последовательную сдвигать биты этого числа влево, а если смотреть на условное графическое обозначение микросхемы, то сдвигать биты нужно от разряда единиц к разряду восьмерок, что и означает при записи этого числа в строке сдвиг влево. Режим сдвига влево реализуется при S1=1, S0=0. Сдвиг происходит синхронно с приходом фронта тактового импульса. Порядок построения диаграммы сдвига для пяти тактовых импульсов показан на рисунках 1-6.
На рисунке 6 можно увидеть преобразованное число 0101 в последовательной форме, если посмотреть на диаграмму выхода D8 (последняя строка диаграмм).
Если линия связи будет соединена с выходом D1 (это разряд единиц), то алгоритм построения диаграммы сдвига будет аналогичен приведенному выше, с той лишь разницей, что число в последовательной форме после 5-го тактового импульса будет находиться на диаграмме выхода D1. И соответственно сдвиг нужно будет производить не влево, а вправо.
Реверсивные регистры должны содержать логические схемы управления, обеспечивающие прохождение сигнала с выхода Qi-го триггера на вход Di-1-го триггера при сдвиге кода вправо и прохождение этого же сигнала на вход Di+1-го при реализации сдвига кода влево. Схема построения реверсивного регистра приведена на рисунке ниже.
Направление сдвига кода определяется подачей требуемых сигналов управления на соответствующие входы. Так, в схеме, показанной на рисунке выше, при подаче на вход S0 напряжения логической единицы сдвиг кода будет происходить влево (в сторону старших разрядов), поскольку логическая схема управления 2И - 2И - 2ИЛИ будет разрешать прохождение сигналов с выходов Qi-го триггера на вход Di-го триггера, и наоборот, при подаче на вход S1 напряжения логической единицы будет разрешено прохождение сигнала с выхода Qi-го триггера на вход Di1-го триггера - будет реализовываться сдвиг кода вправо (в сторону младших разрядов).
Примеры условного графического обозначения параллельного, сдвигового и реверсивного регистров приведено на рисунке ниже.
Выводы микросхем, показанных на рисунке выше, следующие: D1-Dn - входы D-триггеров соответствующих разрядов при записи информации в параллельном коде; Q1-Qn - прямые выходы Q-триггеров; С - вход тактовых импульсов; R - вход обнуления; S0,S1 - входы управления направлением сдвига; VR - вход последовательного кода при сдвиге вправо (R - от англ. Right), при сдвиге кода влево применяется обозначение VL - (Left).
Основную массу регистров, применяемых на практике, представляют регистры сдвига, т.к. помимо операции хранения они могут осуществлять преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот, прямого кода - в обратный и наоборот, выполнять арифметические и логические операции, временную задержку и деление частоты.
Иногда объединяют два понятия логический и циклический сдвиг. Рассмотрим логический (циклический) сдвиг на трех разрядном регистре состоящем из RS-триггеров. Под логическим сдвигом понимают – на освободившееся место записывается 0. Под циклическим сдвигом понимают – на освободившееся место записывается буква, выпадавшая при переносе слова.
Пусть исходным состоянием будет 010 и зададим логический сдвиг вправо на один разряд. Можно записать и по другому: (RG)0 = 010, ЛП1.
Составим таблицу переходов для регистра:
Старое состояние | Новое состояние | ||||
| Q1 | Q2 | Q3 | Q1t | Q2t | Q3t |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Теперь составим временную диаграмму, по которой видно как работает регистр.
После третьего синхросигнала видно, что выходной сигнал начинает повторяться, т.е. зацикливается.
А теперь рассмотрим арифметический сдвиг. Под ним понимают – на освободившееся место записывается содержимое бита переноса.
Пусть исходным состоянием будет 010 и зададим арифметический сдвиг вправо на один разряд. Можно записать и по другому: (RG)0 = 010, АП1.
Составим таблицу переходов для регистра:
Старое состояние | Новое состояние | ||||
Q1 | Q2 | Q3 | Q1t | Q2t | Q3t |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Также и для арифметического сдвига составим временную диаграмму, по которой видно как работает регистр.
Далее рассмотрим параллельный парафазный Т-разрядный регистр. Схему регистра построим на асинхронных RS–триггерах.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
