Регистр сдвига Советский патент 1981 года по МПК G11C19/00 

(54) РЕГИСТР СДВИГА

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к микроэлектронным регистрам сдвига. По основному авт.св. № 6.12284 известен регистр сдвига, содержащий не менее трех триггеров на совмещенных транзисторных структурах. Триггеры образованы перекрестным соединением базово-коллекторных цепей транзисторов. Токозадающие транзисторы используются при питании базовых цепей триггерных транзисторов током от источников тактовых импульсов по шинам тактового питания. Коллекторы токозадающего транзисто ра соединены с соответствующими базами триггерных транзисторов, а эмиттеры (инжекторы) - с соответствующими шинами тактового питания. Между три1- герами регистра включены двухнаправленные транзисторы связи, базы которых соединены с эмиттерами триггерных транзисторов с базами токозадающих транзисторов и с шиной нулевого потенциала, а коллекторы (эмиттеры) соединены с соответствующими базами триггерных транзисторов 11. Недостатком данного регистра сдвига являются ограничения по частоте тактового питания и низкая помехоустойчивость . Ограничения на тактовую частоту накладывают остаточные заряды на узловых базовых емкостях триггеров, которые и определяют интервал времени между тактовыми импульсами по шинам тактового питания. Интервал соответствующей импульсной последовательности всегда по времени должен быть больше времени рассасывания заряда на узловых базовых емкостях, в противном случае, информация может сдвигаться на неопределенное количество разрядов. В случае изменения тока тактового питания, величина заряда базовых емкостей тоже будет изменяться, что вызывает необходимость изменения интервала между тактовыми импульсами. 1 ЧТО в свою очередь накладывает огра. ничения на частоту тактовых импульсов питания. К тому же, регистр сдвига не имеет возмон ности нормально функционировать в том случае, когда появляется импульс помехи на шине тактового питания триггера, не участвующего в передаче информации и совпа дающего по времени с временем, когда происходит передача информации ,из соседнего триггера в последующий,/ в моменты совпадения импульсов по шинами тактового питания в данных (Триггерах. Целью настоящего изобретения явля ется расширение области применения и повышение его помехоустойчивости. Поставленная цель достигается тем что каждый триггер регистра сдвига содержит дополнительные первый и вто рой п-р-п-транзисторы и дополнительный р-п-р-транзистор, эмиттеры которого соединены соответственно с базами транзисторов данного триггера, база дополнительного р-п-р-транзистора и эмиттеры дополнительных первого и второго п-р-п-транзисторов ка дого триггера подключены к шине нулевого потенциала, коллекторы дополнительного р-п-р-транзистора каждого триггера соединены соответственно с базами дополнительных первого и второго п-р-п-транзисто.ро8 данного триг гера, коллекторы первого дополнительного п-р-п транзистора каждого триггера соединены с базами транзис.торов предыдущего триггера, коллекто ры второго дополнительного п-р-п-тра зистора каждого триггера соединены соответственно с базами транзисторов последующего триггера. На чертеже приведена электрическая схема предлонсенного регистра сдв га (на схеме показаны только три три гера. Устройство содержит транзисторы 1-6, образующие первый, второй и тре тий триггеры, токозадающие транзисто ры 7-9 тактовые шины 10-12, двухнап равленные транзисторы связи, шину 19 нулевого потенциала/ до- полнительные п-р-п -транзисторы 20-2 дополнительные р-п р-транзисторы 2бРегистр сдвига функционирует следующим образом. При подаче тактового импульса по шине 10 на эмиттер транзистора 7 к транзисторам триггера 1 и 2 поступают базовые токи от ко ектора 7, триггер устанавливается в определенное логическое состояние. Пусть транзистор 1 включен, а транзистор 2 выключен, тогда часть тока коллектора транзистора 7 который соединен с базой транзистора 1 через транзистор 1 поступает в базу транзистора 3, приводя к несимметрии на транзисторах 3 и . Одновременно часть тока коллектора транзистора 7 соединенного с базой транзистора 1 через транзистор 26, поступает в базы транзисторов 20 и 21. Транзисторы 20 и 21 включаются и через собственные открытые коллекторы замыкают на шину нулевого потенциала заряды на узловых базовых емкостях предыдущего и последующего триггеров. Теперь при одаче импульса по шине 11, перекрывающего по времени с импульсом по шине 10, к транзисторам 3 и поступают базовые токи через коллекторы транзистора 8. Однако, второй триггер разряда регистра не включится до тех пор, пока присутствует тактовый импульс на шине 10. Отключение импульса от шины 10 приводит к обрыву цепи для стекания токов с баз последующего и предыдущего триггера через коллекторы транзисторов 20 и 21, так как они выключаются, что приведет в свою очередь к включению транзистора 3. Так как базовый р-п-переход транзистора 3 был предварительно смещен в прямом направлении током, поступающем через транзистор И, от первого триггера и тока, поступающего от коллекторов р-п-р-транзистора 8, и за счет разности накопленных зарядов на узловых базовых емкостях, что соответствует различному значению предварительного смещения базовых р-п переходов в прямом направлении, три|- гер устанавливается в такое логическое состояние, при котором транзистор 3 включится, а транзистор выключится. Тогда часть тока коллектора транзистора 8, который соединен с базой транзистора 3 через транзистор 16 поступает в базу транзистора 5, приводя к несимметрии на транзисторах 5 и 6. Одновременно часть тока коллектора транзистора 8, соединенного с базой транзистора 3, через транзистор 27 поступает в базы транзисторов 2А и 25. Транзисторы 2k и 25 включаются и через собственные открытые коллекторы замыкают на шину нулевого потенциала заряды с узловых базовых емкостей предыдущего и последу щего триггеров. И теперь при подаче импульса по шине 12, перекрывающего по времени с импульсом на шине 11, к транзисторам 5 и 6 поступают базовые токи через коллекторы транзистора 9. Однако третий триггер разряда регистра не включится до тех пор, пока присутствует тактовый импульс на шине 11, Появление коротких по длительности помех на шине 10 также не приведет к изменению информации. Отключение тактового импульса от шины 11 приведет к обрыву цепи для стекания токов с баз последующего и предыдущего триггеров через коллекторы транзистров 22 и 23, так как они выключаются, что приведет к включению транзистора 5. Так как базовый р-п переход транзистора 5 был предварительно смещен р прямом направлении током,поступающим через транзисjTOp 16 от второго триггера и тока, поступающего от коллекторов р-п-ртранзистора 9 и за счет разности накопленных зарядов на узловых базовых емкостях, триггер устанавливается в такое логическое состояние, при котором транзистор 5 включается, а транзистор k выключается. Таким образом, информация сдвигается в прямо направлении и при перекрытии импульсов по шинам 11 и 12 информации сдвигается в триггер на транзисторах 17 и 18.

Если изменить порядок подачи тактвых импульсов, когда первым подается импульс на транзистор 9, информация сдвигается от триггера на транзисторах 5 и 6 к триггеру на транзисторах 3 и 4 и далее.

Предложенный регистр сдвига предназначен для выполнения в составе интегральных схем с инжекционным питанием. Расширение области применения достигается за счет повышения частоты тактового питания, а следовательно исключение зависимости длительности времени интервала между импульсами (в тактовых шинах), при

увеличении амплитуды тока тактовых импульсов, осуществляется за счет снижения накопленных зарядов на узловых базовых емкостях в предыдущем или последующем триггере от триггера, в который была принята информация. Увеличение помехоустойчивости работы регистра заключается в исключении передачи информации на неопредеенное количество разрядов при перекрытии импульсов по двум тактовым шинам и в случае появления импульса помехи в это же время на третьей тактовой шине.

Формула изобретения

Регистр сдвига по авт.св.№612284, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения помехоустойчивости регистра сдвига, в нем каждый триггер содержит дополнительные первый и второй п-р-п-транзисторы и дополнительный р-п-р-транзистор, эмиттеры которого соединены соответстренно с базами транзисторов данного триггера, база дополнительного р-п-р-транзистора и эмиттеры дополнительных первого и второго п-р-п-транзисторов каждого триггера подключены к шине нулевого потен- . циапа, коллекторы дополнительного р-п-р-транзистора каждого триггера соединены соответственно с базами дополнительных первого и второго п-р-п-транзисторов данного триггера, коллекторы первого дополнительного п-р-п-транзистора каждого триггера соединены с базами транзисторов предыдущего триггера, коллекторы второго дополнительного п-р-п-транзистора каждого триггера соединены соответственно с базами транзисторов последующего триггера.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 61228, кл. G 11 С 19/00, 1976 (прототип).