Регистр сдвига Советский патент 1974 года по МПК G11C19/00 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известны регистры сдвига, содержащие логические элементы, соединенные с основным и вспомогательными регистрами чисел.

Однако такие устройства нельзя использовать во всех схемах функциональных узлов, которые могут быть введены в арифметическое устройство ЭВМ.

Цель изобретения - расширение области применения регистра сдвига.

Для достижения этой цели в регистре сдвига в каждом разряде выход первого элемента «И соединен с входом установки в единичное состояние соответствующего триггера основного регистра числа. Выход второго элемента «И соединен через первый элемент «ИЛИ с входом установки в нулевое состояние того же триггера. Потенциальные входы первого и второго элементов «И соединены соответственно с единичным и нулевым выходом триггера предыдущего разряда основного регистра числа. Выход третьего элемента «И соединен с импульсными .входами первого и второго элементов «И и с импульсным входом четвертого элемента «И предыдущего разряда. Импульсный вход третьего элемента «И соединен с щиной импульсов сдвига, а потенциальный - с выходом второго элемента «ИЛИ, первый вход которого соединен с единичным выходом триггера предыдущего разряда вспомогательного регистра числа, а второй - с выходом второго эле мента «ИЛИ предыдущего разряда. Потенциальный вход четвертого элемента «И соединен с единичным выходом триггера данного разряда вспомогательного регистра числа, а выход четвертого элемента «И через первый элемент «ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние триггера данного разряда основного регистра числа.

На фиг. 1 схематически дана принципиальная схема регистра сдвига; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Устройство содержит основной 1 и вспомогательный 2 регистры числа; группы элементов 3; первый 4, второй 5, третий 7 и четвертый 9 элементы «И каждой группы элементов, соответственно; первый 6 и второй 8

элементы «ИЛИ каждой группы элементов и линию задержки 10.

Устройство работает следующим образом. До начала поступления импульсов сдвига в основном регистре должно находиться число, все или часть разрядов которого должны быть сдвинуты. В данном примере сдвиг осуществляется по направлению от младщих разрядов к старщим (на схеме справа налево). Вспомогательный регистр должен быть

заполнен числом, имеющим единицу в одном из разрядов и нули во всех остальных. Эта единица отмечает место, начиная с которого происходит сдвиг содержимого основного регистра. Таким образом, значения разрядов, стоящие слева от единицы, сдвигаются. Значение разряда основного регистра числа, строго соответствующее единице вспомогательного регистра числа, участвует в сдвиге. Следовательно, задавая определенное положение единицы во вспомогательном регистре числа, можно .выбирать для участия в операции ту или иную часть разрядов. Передача значения (i-1)-го разряда основного регистра числа в t-й осуществляется следующим образом. Так как элементы «И 4 и 5 группы 1-го разряда соединены соответственно с единичным и нулевым выходом триггера (t- 1)-го разряда основного регистра числа, то при подаче сигнала на импульсные входы этих элементов триггер (i-1)-го разряда основного регистра числа устанавливается в состояние, в котором находился триггер (t-1)-го разряда. Действительно, если триггер (i-1)-го разряда был в единичном состоянии, то на .выходе элемента «И 4 появляется сигнал, устанавливающий триггер /-го разряда в единичное состояние. При этом на выходе элемента «И 5 сигнал отсутствует. Аналогично если триггер (i-1)-го разряда находился в нулевом состоянии, то сигнал появляется па выходе элемента «И 5 и поступает через элемент «ИЛИ 6 на установку триггера i-ro разряда в нулевое состояние. Сигнал на выходе элемента «И 4 при этом отсутствует. В сдвиге участвуют лищь те разряды, в группах которых на .входы элементов «И 4 и 5 поступают импульсы сдвига. Эти импульсы поступают от генератора импульсов сдвига на элементы групп тех разрядов, которые расположены левее единичного разряда вспомогательного регистра числа. Это происходит следующим образом. Разрешение на прохождение импульсов сдвига дает сигнал, подаваемый с выхода элемента «ИЛИ 8 на элемент «И 7 каждой группы. После внесения во вспомогательный регистр соответствующего содержимого, например имеющего единицу только в i-ом разряде, на потенциальные входы элементов «И 7 групп, расположенных слева от этого разряда, подаются единичные сигналы, а во всех остальных группах эти сигналы - нулевые. Деиствительно, согласно схеме .,;v;., где r/i - выходной сигнал элемента «ИЛИ 9 группы f-ro разряда, f 1, 2,..., п;

п - разрядность регистра;

X-выходной сигнал триггера k-ro разряда вспомогательного регистра числа.

Если Хг 1, то при / i, получим г/г 1, а при / i, получим z/j 0.

даваемых на их импульсные входы импульсы сдвига и потенциальные входы (см. пакет 12); пакет 14 - значения единичных выходов триггеров i - 2,..., t + 2-го разрядов основного регистра числа и потенциальных входов элементов «И 4 групп i-1, i, i + I, i + 2, Такое распределение значений сигналов на потенциальных входах элементов «И 7 групп обеспечивает прохождение импульсов сдвига к группам только тех разрядов, которые участвуют в операции. Триггер первого справа из участвующих в операции разрядов основного регистра числа должен быть установлен в нулевое состояние первым импульсом сдвига. Это обеспечивается сигналом, прлучаемым с выхода элемента «И 9. В предложенном регистре сдвига сигнал на этот элемент подается с выхода элемента «И 7 группы следующего разряда. Сигнал может быть подай прямо с шины импульсом сдвига, но при этом вдвое увеличивается нагрузка, подключаемая к этой шине. Наличие .в содержимом вспомогательного регистра числа единичных разрядов слева от единицы, отмечающей место начала сдвига, не влияет па выполнение операции. Это может быть использовано для сокращения числа необходимых для рещения задач констант. На фиг. 2 приведены временные диаграммы, где рассматриваются i - 2, i- 1, i, i + 1 и i + 2 разряды регистра сдвига. Эти номера разрядов относятся как к разрядам осповпого и вспомогательного регистров числа, так и к соответствующим им группам элементов, Исходному состоянию устройства соответствует момент времени /о- Импульсы сдвига поступают в моменты времени -ti, ..., U. Все временные диаграммы объединены в пакеты И-18: где пакет 11-значения единичных выходов триггеров i - 2,..., i + 2-го разрядов вспомогательного регистра числа, потенциальных входов элементов 9 групп тех же разрядов и первых .входов элементов 8 групп / - 1, i, г -f- 2, i + 3-го разрядов, (в данном примере в t-M разряде вспомогательного регистра числа находится единица и в остальных разрядах - нуль, это означает, что в сдвиге должны участвовать i, i , i 2-й и т. д. разряды основного регистра числа, а i- 1, i - 2-й и т. д. разряды последнего в сдвиге не участвуют); пакет 12 - значения выходов элементов «ИЛИ 8 и потенциальных входо.в элементов «И 7 групп i - 2,.. ., i -f 2-го разрядов регистра сдвига, которые полностью определяются содержимым вспомогательного регистра числа (см. пакет 11); пакет 13 - значения выходов элементов «И 7 группы i - 2,..., i 2-го разрядов регистра сдвига и импульсных входов элементов «И 4 и 5 тех же групп и элементов «И 9 групп i - 3, i - 2, t-1, I-f 2-го разрядов, которые определяются в зависимости от значения входных сигналов элементо.в «И 7, поi+ 3-го разрядов регистра сдвига, значения потенциальных входов элементов «И 5 тех же групп противоположны тем, что представлены на диаграммах данного пакета (отдельные диаграммы не даны); в данном примере содержимое i - 2, i-1, i, t+1, i + 2-го разрядов основного регистра числа в момент времени to соответственно равно 1, О, 1, О, 1;

пакет 15 - значения выходов элементов 4 групп i - 2,. .., f + 2-го разрядов и входов установки в единицу соответствующих триггеров основного регистра числа;

пакет 16 - значения выходов элементов «И 5 групп i - 2,..., i + 2-го разрядов и первых входов элементов 6 тех же групп;

пакет 17 - значения выходов элементов «И 9 группы i - 2,. .., i + 2-го разрядов и вторых входов элементов 6 тех же групп;

пакет 18 - значения выходов элементов «ИЛИ б группы t - 2,..., i + 2-го разрядов и входов установки в нуль соответствующих триггеров основного регистра числа.

Предмет изобретения

Регистр сдвига, содержащий в каждом разряде четыре логических элемента «И и два «ИЛИ, соединенные с основным и вспомогательными регистрами числа, отличающийся тем, что, с целью расщирения области применения регистра, в нем в каждом разряде выход первого элемента «И соединен со входом установки в единичное состояние соответствующего триггера основного регистра числа; выход второго элемента «И соединен через первый элемент «ИЛИ с входом установки в нулевое состояние того же триггера; потенциальные входы первого и второго элементов «И соединены соответственно с единичным и нулевым выходом триггера предыдущего разряда основного регистра числа; выход третьего элемента «И соединен с импульсными входами первого и второго элементов «И и с импульсным входом

четвертого элемента «И предыдущего разряда; импульсный вход третьего элемента «И соединен с щиной импульсов сдвига, а потенциальный вход - с выходом второго элемента «ИЛИ, первый вход которого соединен с единичным выходом триггера предыдущего разряда вспомогательного регистра числа, а второй - с выходом второго элемента «ИЛИ предыдущего разряда; потенциальный вход четвертого элемента «И соединен с единичным выходом триггера данного разряда вспомогательного регистра числа, а выход четвертого элемента «И через первый элемент «ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние триггера данного разряда основного регистра числа.

импульсоВ сдёига