Регистр сдвига Советский патент 1981 года по МПК G11C19/00 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть испол зовано в цифровых вычислительных устрой ствах. Известен регистр сдвига аля записи последовательного кода и преобразования его в паралле/ьный Указанный регистр сдвига содержит в каждом разряде статический триггер с двумя элементами И, а такжегвыходные элементы И по чисду разряде, цепь последсжательной входной информации и цепь сдвига 1. Недостатком известного регистра явля ся низкая помехозащищенность, так как при появлении в цепи сдвига импу/ьса помехи, достаточной для cpa6aTbteaHHH логических элементов, на параллельных выходах регистра появится неправильная инф1 мация, так как импульс помехи сдвинет последовательную информацию, занесенную в регистр во время последнего такта записи. Наиболее бл11з;снм к предлагаем« 1у по технической сзтдности является регистр сдвига, содержащий счетчик сдаиговыхимпульсов, два генератора одиночных имйульсов, два элемента И и элемент НЕ. Помехозащищенность этого регистра улучшена по сравнению с известным . Недостатком этого устройства является то, что ее правильное функцибнирование возможно только в том с;огчае,если имеется жесткая синхронизация между моментом включения регистра (момент готовности к приему информации) и моментом появления первой пачки из и сдаиговых импульсов. Действительно, если включение регистра в работу гфидется на интервал времени межс первым и последним импутшсами сдаиГа в пачке, то передача информации на выход регистра произойдет не после окончания пачки, а в то время, когда импульсоЬ сЬвига, поступакядих на вход счетчика, будет дополнено до и первыми импульсами последующей пачки, т.е. на выходе регистра с частотой следования пачек в дальнейшем будет 1ггоявляться неправильная информация. Это же произой- дег и в том случае, если регистр включит ся до прихоца первой пачки, и о при последующей работе в счетчике регистра по каким либо причинам проиэойает сбой разряцов в период между пачками сцвиговых импульсов Такой неаостаток мог бы быть легко устранен подачей в регистр служебных импульсов, устанавливающих счетчик в О перед приходом каждой пачки, оциако, в целом ряде появление дополиитель ной линии связи между источником BXOfJной информации и сдвиговым регистром с конструктивной точки зреиия явЛяется недопустимой (например, если ограничено число входных контактов регистра или велико р1эсстояние между аппаратурой источ ника информации и аппаратурой ее приема в которой находится регистр сдвига). Цель изобретения - повышение надежности регистра сдвига. Поставленная цель достигается тем, что в регистр сдвига, содержащий последовательно соединенные ячейки памяти, управляющие входы которых соединены с шиной управления сдвигом, выходы ячеек памяти подключены к одним из входов первых элементов И, выходы которых соецкнены с выходами регистра сдвига, информационные входы последней ячейки памяти подсоецинены ко входам регистра сшзига, счетчик, первый и второй генераторы одиночных импульсов, второй и третий элементы И, элемент НЕ и шину логической 1, введены третий генератср оолночных импульсов, элемент задержки, триггер, генератор стробирующих импульссе, этюменты ИЛИ и четвертый элемент И, выход которого соединен с другими вхоцами первых элементов И, входы первого генератора одиночных импу/ъсов и элемента задержки подключены к шине управления сдвигом, выход элемента зааержки подсоединен к одному из входов триггера и к одному из входов счетчика, другой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход счетчика подключен ко входу второго генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с одним из входов с одним из входов четвертого элемента И и с одним из входов второго элемента И ЛИ, другой вход четвертого элемента И подключен к ш 1ходу третьего элемента И и ко входу третьего ге нератора одиночных импульсов, выход которого соединен с другим входом второго эле мента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ подключен к первым входам третьего и- пер го элементов ИЛИ, вторые входы которы соединены с шиной логической 1, выход третьего элемента ИЛИ подсоединен к другому входу триггера, выход которого соединен через элемент НЕ с одним из входов второго элемента И, другой вход второго элемента И подключен к выходу первого Генератора одиночных импульсов, выход второго элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, одиниз входов третьего э/юмента И подключен к выходу генератора стробируюших импульсов, вход которого соединен с выходом триггера и другим входом третьего элемента И. На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого регистра сдвига; на 4иг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу регистра сдвига. Регистр сдвига (фиг. 1) содержит ячейки памяти 1„ элементы И 2-5, элемент задержки 6, триггер 7, счетчик 8, элемент НЕ 9, генераторы одиночных импульсов Ю-12, генератор стробирующих импульсов 13, элементы ИЛИ 14-16, информационные входы 17 последней ячейки памяти .1. шину управления сдвигом 18 и шину логической 19. Устройство работает следующим образом. На входы 17 поступает информация в виде последовательных и-разрядных слов. Синхронно с пачками входной информации .на шину 18 подаются пачки изл-сдвиговых импул..сов. Предполагается, что число разрядов {и совиговьк импульсов) ц -четное,длительность импульсов (и пауз между импульсами в пачке) составляет не менее единиц микросекунд, а период между пачками много больше длительности пачек. Предполагается также, что момент включения регистра в работу не синхронизирован с поступлением на его вход пачек сдвиговых и информационных импульсов. В исходном состоянии шине логической l 19 подан постоягнный потенциал с уровнем, соответствующим логической единице. При этом все разряды счетчика 8 установлены в О через первый элемент ИЛИ 14, а триггер 7 также установлен в О (через второй элемент ИЛИ 15). До тех пор, пока шине 19 подана логическая I, информация, записываемая в ячейки памяти 1, не будет поступать на его выход, так как счетчик 8 обнулен и не отсчитывает импульсы сдвига, поступающие на его вход с шины управления сдвигом 18 через элемент задержки 6, и поэтому второй генератор одиночного

импульса 11 не вырабагьгеает импульСы, разрешающие передачу информации на вььхоа регистра через выхооные элементы И 2.

При включении регистра в рабогу (т.е. при замене на элементе 14 уровня логической логического О произойдет ооно из двух - момент включения придется либо на паузу между двумя пачками импульсов сдвига, либо на промежуток времени между началом и концом самой пачки.

В первом сдучае перед гфиходом первого импульса пачки, которой прешиествуег включение регистра, потенциал установки в О на соответствующих входах счетчика 8 будет CHSIT, а триггер 7 будет устанселен в О. При появлении на шине 18 первого импульса пачки по его переднему 4ронту запустится первый генератор одиночного импульса Ю. Выработанный им импульс, длительность которого должна ссютавлять меньшую часть ц/мтельностй импульса , через второй элемент .И 3 и первый элемент ИЛИ 14 еще раз установит в О счетчик 8. Одновременно с запуском генератора 1О передний фровт первого импульса пачки, пройдя через элемент задержки .6, поступит на вход установки в триггера 7. На выходе триггера 7 появится логическая 1, через элемент НЕ 9 закроет по второму вхоау второй элемент И 3, после чего прекратится прохождение импульссж с выхода первого генератора Ю в цепь установки в О счетчика 8 (последующие импульсы пачки подтверждают установку в 1 триггера 7). Величина заоержки импульса на элементе задержки 6 приблизительно равна длительности импульса, вырабатываемого первым генератором 1О. Одновременно с устаишкой в триггера 7 запускается генератор 13, который вырабатывает импульс с длитега.ностью, Несколько превышающей длительность

всей,пачки из ц -сдвиговых импу/ъсов.

Таким образом, на оба входа третьего элемента И 4 во время выработки стробсигнала поступают логические 1, и поэтому на второй вход четвёртого элёмента И 5 такжеподается логическая 1. После окончания импульса первого генератора 10 и установки в триггера 7, счетчик 8 отсчитывает импульсы сдвига, пос.тупающие на его вход с выхода эле- мента задержки 6. После поступления в счетчик 8 п -го импульса пачки, на его выходе появляется сигнал, который запускает второй генератор одиночного пм пульса II, и короткий импульс с его выхода, проходя через открытый четвертый элемент И 15, подается на вторые входы всех вькодных элементов И 2, разрешая передачу информации, занесенно в ячейки памяти I регистра, на его выход. Одновременно импульс с выхода второго генератора II через первый вход третьего эJeмeнтa ИЛИ 16 подается на второй вход второго элемента ИЛИ 15 и третий вход первого элемента ИЛИ 14, устанавдшвая в О триггер 7 и разряды счетчика 8. Таким образом, регистр подготавливается к приему следующей пачки (и информационных I импульсов (фиг. 2).

В том случае, есла включение регистра произойдет между первым и последним импульсами пачки, первый же сдвиговой импульс; поступивший в регистр после его включения, сфорилирует импульс в первом Генераторе 10, установит в 1 триггер 7 к йапустит генератор 13. на выходе счетчика 8 не появится сигнала после окончания пачкв, так как число импуп сов первой пачки, поступивших в регистр после его включения, будет меньше п . Поэтому во утором гея&рагсре II не сформируется импульс и на выход решстра не поступит занесенная в его ячейки памяти I неправильная (т.е неполная) информация. После окончания строб-сигнала по его заднему фронту в третьем генераторе 12 сформируется имнульс, котсфый через второй вход третьего элемента ИЛИ 16 приведет схему в исходное состояние оля приема следующей (полной) пачкв информации (фиг. 3).

Таким образом, прешгагаемый регистр сдвига буоет щэавильво функционировать и в том случае если нет синхронизации между моментом его включения в работу и .поступлением на его вход пачек noci дсеательной {шформацки. Кроме того, помехозащшценность регистра повысится, так как в сдучае сбоя счетчика 8 между пачками информации схема будет гфиведена в правильное исходное состояние в момент прихода первого сдвигового импульса пачки.

Использование изобретения позволит значительно повысить надежность регистраФормула изобретения

Регистр сдвига, содержащий после до- Еа ельно соединенные ячейки памяти.

управл5пощие входы Koropbix соединены с шиной управления .сдвигом, выходы ячеек памяти подключены к одним из входо первых элементов И, выходы которьк соединены с выходами регистра сдвига, информационные входы последней ячейки памяти подсоединены ко входам регистра совига, счетчик, первый и второй генера-% торы одиночных импульсов, второй и третий элементы И, элемент НЕ и шину логической , о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности регистра сдвига, в него введены третий генератор одиночных импульсов, элемент задержки, триггер, генератор стробируюших импульсов, элементы ИЛИ и червертый элемент И, выход которого соединен с другими входами первых элементов И, входы первого генератора одиночных импульсов и элемента задержки подключены к шине управления сдвигом, вьрсод- элемента задержки подсоединен к одному из входов триггера и к Ьдному из входов счетчика другой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход счетчика

подклю юн ко входу второго Генератсра одиночньк импульсе, выход которого соединен , с одаим из входов четвертого элемента И и с одним из входов второго элемента ИЛИ,

аругой вход четвертого элемента И подключен к выходу третьего элемента И и ко входу третьего генератора одиночных импульсо выход которого соединен с другим входом второго элемента ИЛИi выход второго эле1у1ента ИЛИ подкЛочен к первым входам третьего и первого элементов ИЛИ, вторы входы которьк соединены с шиной логической 1, вьосод третьего элэМента ИЛИ подсоединен к другому входу триггера, выход которого соединен через элемент НЕ с одним из входов второго элемента И, другой вход второго элемента И подключен к выходу первого генератора одиночных импульсов, -выхоа второго элемента И соепйнен с третьим входом первого элемента И ЛИ,один из входов третьего элемента И подключен к выхоцу генератора стробируюших импульсов, вход которого соединен с вькодом триггера и другим входом третьего элемента И.

Источники информации, принятые во внимание пгри экспертизе

1.Анисимов Б. В. и др. Основы расчета и проектирования ЦВМ, М., Высшая школа , 1974, с. 263-264.

2.Автс ское свидетельство СССР по заявке 1 27О0914/18-24,

кл. G 11 С 19/ОО, 1978 (прототип).

(риг.I

Шит вмтениа 19

тишллягш

11

Плплллял

Фаг 2

Шина ynpaSflPHua -.. сдвагон /8

гщаа ( Uffm//fbca fO

/Зй/жл5 еме/fffra 6

Выхо /npt/3f oa7

дыход - fewe/xf/щоа f

s

в()/хо 2

-9

uffny/ibca ff

L

Выход 9 ffef/ma f/S