Реверсивный сдвигающий регистр Советский патент 1979 года по МПК G11C19/00 

-..: ,

Данное изобретение относится к:области вычислительной техники и может быть .применено в цифровых, вычислительных -машинах.

Известен сдвигающий регистр по авт. св. №206155, построенный на потенциальных логических схемах и триггерах и содержащий по одному вспомогательному триггеру на каждую группу основных триггеров. Для организации сдви-

га в таком регистре необходима серия сдвинутых во времени друг относительно друга тактовых импульсов, количество крторьгх равно количеству основных и вспомогательньтх триггеров группы .

Однако, недостатком такого сдвигающего регистра является то, что для его бесперебойной работы необходимо, чтобы

каждый следующий тактовый импульс формировался только после окончания действия предыдущего тактового импульса, т. е. между окончанием предыдущего и началом следующего тактовых импульсов должна быть пауза. Это усложняет схему

формирования тактовых импульсов и они- жает быстродействие сдвигающего рбгистура и надежность его работы l.

Целью изобретения является повышение быстродействия и.надежности работы сдвигающего регистра.

Сущность изобретени-я заключается в том, что регистр содержит группы из двух последовательно соединенных инвер тирующк.х элементов задержки, входы, пер-; вых КЗ которых подключены к соответствующим шинам тактовых импульсов, общая точка соединеиия и выходы вторых инвертирующих элементов задержки каждой группы соединены с соответствующими входами регистра. При этом регистр нор мально работает в случае нахлестОв соседних тактовых импульсов, что снижает требован 1е к формироват5блю тактовых импульсов, повышается скорость работы сдвигающего регистра, так.как паузь между соседними тактовыми импульсами

не требуется, и повьпиается надежность работы регистра, так как он нормально работает при максимальных разбросах временных параметров включения и выключения элементов. Схема сдвигающего регистра представлена на фиг. 1; на фиг. 2 показана временная диаграмма работы регистра. В общем случае сдвигающий регистр содержит Группы регистров; каждая группа, в свою очередь, состоит из нескольких основных триггеров и одного вспомогательного. На фиг. 1 показан вариант с группами 1 и 1 сдвигающего регистра:, каждая из которых coctowT из трех основ- 3л б ных триггеров 2-2 и 2 - 2 и одного вспомогательного триггера 3 и 3 , соответственно, а сам регистр закольцован. Цепи сброса регистра и цепи ввода числа в регистр не показаны. Все триггеры всех групп включены последовательно с помощью схем совпадения 4, первые входы которых подсоединены к соответствующим выходам инвертирующих элементов задержки (например, инверторов) 5 - 5 , соединенных Последовательно с элементами (инверторами) 6 - 6 , ко входам которых подкл чены шины 7, 8, 9, 10 тактовых импульсов. Общие точки Соединения инверторов 5 - 5 и 6 подключены к другим входам схем совпадения 4, а общая точка соединения инверторов 5 и 6 /подключенных к первой тактовой :Щине 7, со единена со входами схем с6вп1адения 4, управляющих работой триггеров 2 и 2 стЕфщих разрядов обеих групп. Сдвигаю- щий регистр работает Следующим образом. Перед началом сдвига число, подлежа- Щ|ее сдвигу, записывается в основные три геры обеих групп регистра. Число на регистр может быть записано как параллель ным кодом (одновременно во все разряды регистра), так и последовательным. При. .этрм, мпадщие разряды числа хранятся в первой группе 1 регистра, старших - в группе 1 , причем младший разряд перйой триады числа xpaHHTCjf на триггере 2 старший разряд - на триггере 2. Таким образом на сдвигающий регистр, представ леннь1й на фиг. 1, может быть записано шестиразрядное двоичное число, младший разряд ётого числа записан на триггере ,2 первой группы, а старший - на тригге ре 2 второй группы. При поступлении первого тактового импульса по шине 7 положительной поляр ррсти срабатывает инвертор 6. Отрицател ный импульс с выхода этого инвертора поступает на схемы совпадения старших разрядов основных триггеров 2 и 2, запрещает их. При этом прекращается перепись содержимого дополнительных триггеров 3, 3 каждой группы в триггеры 2 и 2 .Затем через время, равное времени срабатывания инвертора 5, на его выходе появляется импульс положительной полярности, который поступает на схемы совпадения 4 обоих вспомогательных триггеров, открывает их, и содержимое с младших разрядов основных триггеров переписывается в соответствующие вспомогательные триггеры. В момент поступления второго тактового импульса по шине 8 срабатывает инвертор 6 . Отрицательный импульс с выхода этого инвертора поступает на схемы совпадения вспомогательных триггеров каждой группы, и запрещает их. Вследствие этого прекращается перепись содержимого триггеров 2 и 2 в вспомогательные триггеры 3 и 3 , несмотря на то, что первый тактовый импульс 7 мог еще и не окончиться. Затем срабатывает инвертор 5, положительный импульс, снимаемый с его выхода, открывает схемы совпадения триггеров 2 и 2 и начинается перепись содержимого триггеров 2 и 2 в триггеры 2 .и 2, соответственно. Аналогично происходит и при поступлении третьего и четвертого тактовых импульсов по шинам 9 и 10, При noteтуплении третьего тактоврго импульса содержимое триггеров 2 и 2 перепишется в триггеры 2 и 2, соответственно. При поступлении четвертого тактового Импульса содержимое вспомогательных триггеров 3 и 3 перепишется в триггеры 2 и 2 соседних групп; На этом процессе сдвига числа на один разряд заканчивается. При необходимости сдвига числа на К разрядов, необходимо подать на сдвигающий регистр серию упо 1януть1Х тактовых импульсов К раз. Таким образом, при поступлении на сдвигающий регистр кажпг|о очередного тактоврго импульса вначале происходит прерывание переписи содержимого одних триггеров в другие от действия предыдущего тактового импульса, а затем разре-ч шение переписи содержимого соседних триггеров в те триггеры, с которых производилось считывание по предыдущему тактовому импульсу. Рассмотрим работу регистра в сортветствии с временной диаграммой. Допустим, что в триггеры первой гру пы 1 записана информация 101, а в тр геры второй группы 1 - 010. Вид тактовых импульсов 7, 8, 9, 10 импульсов с выходов инверторов 5, 5 , импульсов с выходов инверторов 6, 6 , 6 , 6 , их взаимное расположение с учетом задержек на включение и выключение элементов и возможность нахлеста входных тактовых импульсов показаны на прилагаемой временной диаграмме, причем время выключения инверт ра принят,о равным удвоенному времени его включения, что соответствует самом тяжелому режиму для микроэлементов, на которых реализован сдвигающий регистр, а время нахлеста принято равным максимальному времени - времени выключения инвертора. В момент поступления импульса с выхода инвертора 5 единичная информация триггера 2 перерисьшается в триггер 3 , а нулевая информация триггера триггер 3 . В момент поступления импульса с выхода инвертора 5 нулевая информация триггера 2 переписывается в триггер 2 а единичная информация триггера 2 в триггер 2 . При этом, в случае отсутствия блокировки схем совпадения 4 и при времени задержки включения триггера 2 и 2 меньшем времени нахлеста тактовых импульсов с выходов инверторов 5 и 5 , произойдет ложный переброс триггеров 3 и 3 и информация, записанная в эти триггеры от действия тактового импульса с выхода инвертора 5 исказится, как показано на временной диаграмме заштрихованными прямоугольниками. В рассматриваемой схеме с 1вигающе- го регистра перед поступлением очередного тактового импульса с выхода инвер- тора 5 импульс с выхода инвертора 6 предварительно запрещает повторную перепись информации с триггера 2 в триггер 3 и триггера 2г в триггер 3 (зап5 рещайт схемы совпацения триггеров 3 и 3 ) и информация в триггерах 3 и 3 искажается в момент занесения новой информации в триггеры 2 и 2 по тактовому импульсу с выхода инвертера 5. Время от момента подачи запрещающего импульса на схемы совпадения триггеров 3 и 3 до момента установившегося процесса после записи новой информации на триггеры 2 И2 {время опережения) равно времени включения двух элементов, которое обеспечивает надежную работу схемы во всем диапазоне разбросов времени включения и выключения элементов. Аналогичные процессы происходят и с переписью в другие триггеры сдвигающего регистра. Таким образом, предлагаемый сдвигающий регистр нормально работает в случае нахлестов соседних тактовых импульсов, что снижает требование к формированию тактовь1х импульсов, повышается скорость работы сдвигающего регистра, и повышается надёжность работы, так как регистр нормально работает при максимальных разбросах временных параметров включения и выключения элементов. Формула изобретения Реверсивный сдвигающий регистр по авт. св. № 206155, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надёжности работы, он содержит группы из двух последовательно соединенных инвертирующих элементов задержки, входы первых из которых подключены к соответствующим шинам таковых импульсов, общая точка соедине- . ия% выходы вторых инвертирующих элеентов задержки каждой группы соединен ы с соответствующими входами регистра. Источники информации, принятые во нимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 206155 G 06F 1/ОО, 13.О2.67.

L

i

/

« I Li

/fv/M Ж

A/ v k/

V Л / ./ V,

№

&

&

1й « S

2«

г

: I I-.

SlL.dOi loiM