DE2318445A1

DE2318445A1 - Selektiv schaltbares schieberegister

Info

Publication number: DE2318445A1
Application number: DE2318445A
Authority: DE
Inventors: Robert Ingersoll Roth
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-06-02
Filing date: 1973-04-12
Publication date: 1973-12-13
Also published as: FR2186704A1; FR2186704B1; JPS4957739A; US3781821A; GB1356918A

Description

Böblingen, 10. April 1973 heb-oh

Anmelderin: . International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10504

Ämtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin; YO 972 028

Selektiv schaltbares Schieberegister

Die Erfindung betrifft ein selektiv schaltbares Schieberegister. Aus umschaltbaren bistabilen Kippschaltungen und jeder dieser Kippschaltungen zugeordneten Steuernetzwerken bestehende Schieberegister sind seit langem bekannt. Es ist auch bekannt, ein Schieberegister so aufzubauen, daß eine bestimmte Bitposition ausgewählt und nur ein gewünschter Teil eines in dem Schieberegister enthaltenen Wortes verschoben werden kann, wie dies z.B. in der US Patentschrift 3 103 580 vom 10. September 1963 beschrieben ist. Bei diesen bekannten Schxeberegxstern kann die Information in einer oder in zwei Richtungen verschoben werden und die Selektion wird dadurch erreicht, daß ein gewünschtes Bit sequentiell in die nächste Position nach rechts oder links in die nächste Speicherstufe verschoben wird. Solche Schaltungen sind zwar durchaus brauchbar, können jedoch nicht ganz allgemein benutzt werden und sind auch schaltungstechnisch sehr aufwendig. .

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Schieberegister zu schaffen, bei dem eine einlaufende Datenimpulsfolge steuerbar in jeder beliebigen Pveihenfolge eingespeichert werden kann und Information in jeder beliebigen Stufe des Schieberegisters nach jeder weiteren Stufe in der Schieberegisterkette übertragen werden kann.

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Das erfindungsgemäß aufgebaute Schieberegister enthält eine beliebige Anzahl von Stufen, deren jede geeignet und in der Lage ist, ein Informationsbit während eines Zeitabschnitts einzuspeichern und die Information während des nächstfolgenden Zeitabschnitts weiter zu übertragen, wobei sich die neue Schaltung von anderen bisher bekannten Schieberegistern durch die Verwendung von neuartigen Torschaltungen unterscheidet, die während der Übertragungsphase die Steuerung übernehmen, welche Stufe des Schieberegisters die Information aufnehmen und abspeichern soll. Zusätzlich zu den üblichen Funktionen eines Schieberegisters läßt sich durch diese neuartige Schaltung eine Vielzahl von Möglichkeiten verwirklichen, wobei das Schieberegister so gesteuert werden kann, daß die Reihenfolge einer Eingangsimpulsfolge steuerbar zur Kodierung veränderbar ist. Ein besonderer Anwendungsbereich eines solchen Schieberegisters sind Verfahren zum dichten Packen von Daten, wie sie beispielsweise in der US Patentschrift 3 413 611 vom 26. November 1968 beschrieben sind.

Will man Daten für besondere Zwecke sehr dicht packen und besteht der Inhalt eines Schieberegisters aus Bitgruppen und enthalten einige oder alle Bitgruppen solche.Bits, die zur Darstellung der gewünschten Information nicht benötigt werden, dann können diese nicht benötigten Bits gelöscht werden, wenn es erwünscht ist, den Inhalt des Schieberegisters abzuspeichern oder über eine Fern-^ Sprechleitung oder eine sonstige Verbindung weiter zu übertragen.

Ist die Umkehrung dieses Verfahrens erwünscht, oder soll das Schieberegister aus einem Speicher oder über eine Übertragungsleitung geladen werden, dann können die gültigen Bits im Schieberegister in ihren richtigen Positionen eingegeben werden.

Die Erfindung und ihre Vorteile wird nunmehr im Zusammenhang mit " den beigefügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

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Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Schieberegisters gemäß

der Erfindung und

Fig. 2 ein Impulsdiagrarnm der Taktimpulse und Steuerim

pulse zum Betrieb der Schaltung gemäß Figur 1.

In Figur 1 ist ein η-stufiges Schieberegister dargestellt. Mit jeder Stufe ist eine übertragungs-Steuertorschaltung G1 verbunden. Jede Stufe des Registers weist eine Eingangstorschaltung G2 auf, deren Ausgang mit einem Eingang einer Kippschaltung FF1 verbunden ist, die wiederum über eine Speichertorschaltung G3 mit einer Speicherkippschaltung FF2 verbunden ist. Jede der Speicherkippschaltungen FF2 ist mit der Steuertorschaltung G1 der nächstfolgenden Stufe und der Eingangstorschaltung G2 über eine Übertragungstorschaltung G4 verbunden. Die Torschaltungen G bleiben geschlossen und werden nur so lange geöffnet, als an ihrer Steuereingangsleitung 10 ein Steuersignal liegt. Die Steuereingangsleitungen 10 der Torschaltungen G3 und G4 werden durch die Taktimpulse S1 und S2 über die UND-Torschaltungen A1 bzw. A2 angesteuert. Der zweite Eingang jeder der UND-Torschaltungen A1 und A2 zusammen mit der Eingangssteuerleitung 10 der Torschaltung G2 ist mit einer Seite einer Steuerkippschaltung CFF verbunden. Die andere Seite der Steuerkippschaltung CFF ist mit der Steuerleitung 10 der Torschaltung G.1 verbunden. Jede der Steuerkippschaltungen CFF der Stufen 1-n ist ihrerseits an eine Steuer- und Aareßschaltung 12 oder ein Maskenregister angeschlossen, das den Betriebszustand Jeder Steuerkippschaltung des Schieberegisters steuert. Die Eingangssignale für die Stufe 1 des Schieberegisters kommen aus einer Signalquelle 14, die mit den Eingängen der Torschaltungen G1 und G2 der Stufe 1 verbunden ist.

Zur Erläuterung der Betriebsweise wird auf Figur 1 und Figur 2 Bezug genommen. Es sei angenommen, daß die Steuer- und Adressierschaltung 12 jede der Steuerkippschaltungen CFF während des Zeitabschnittes ti in Figur 2 in ihren Eins-Zustand eingestellt hat. Der Taktimpuls S1 erregt über die UWD-Torschaltung A1 die Über-

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tragungstorschaltung G4 jeder Stufe während des Zeitabschnitts t2. Die in der Speicherkippschaltung FF2 eingespeicherte Information wird dann über die tibertragungstorschaltung G4 nach der Eingangstörschaltung G2 der nächsten Stufe übertragen, die nunmehr dadurch entsperrt ist, daß die Steuerkippschaltung CFF in ihrem Eins-Zustand steht. Die Information wird daraufhin in FF1 eingespeichert. Nach Beendigung des Taktimpulses SI liegt ein Taktimpuls S2 während des Zeitabschnitts t3 über UND-Torschaltung A2 an jeder der Speicher-Torschaltungen G3 aller Stufen, wobei der zweite Eingang von A2 über die Steuerkippschaltung CFF dieser Stufe in ihrem Eins-Zustand erregt ist. Die in der Kippschaltung FF1 enthaltene Information wird dann über die Speicher-Torschaltung G3 nach FF2 übertragen. Somit sind die einzelnen Schieberegisterstufen so miteinander verbunden, daß sie ihre normale Schiebefunktion ausführen können, während die zugehörige Steuertorschaltung G1 abgetrennt ist. Die Arbeitsweise der Torschaltungen beim normalen Betrieb einer Stufe wird anschließend als normale Stufenfolge bei gesperrter Sprungübertragung bezeichnet werden< >

Wenn, wie oben beschrieben, CFF der Stufe 2 in den Nullzustand eingestellt würde, dann würde die zugeordnete Steuertorschaltung G1 dieser Stufe entsperrt, während die übrigen Torschaltungen G2, G3 und G4 gesperrt bleiben würden» Beim Anlegen des Taktimpulses S1 an G4 der Stufe 1 würde der Informationsinhalt von FF2 in Stufe 1 unmittelbar über G1 der Stufe 2 nach G2 der Stufe 3 übertragen» Die Arbeitsweise der Stufe 2 würde im folgenden als Stufentrennung bezeichnet werden, während die Arbeitsweise der zugehörigen Torschaltung G1 während dieses Zeitabschnitts als Sprungübertragung bezeichnet würde. Die Kombination wäre dann Stufentrennung mit Sprungübertragung. Die Steuerkippschaltungen CFF steuern in ihrem ISiullzustand die einzelnen Stufen derart, daß eine Einspeicherung von Eingangsinformation und übertragung von gespeicherter Information nicht möglich ist (Stufentrennung) , während unmittelbare Sprungübertragung einer solchen Information nach der nächsten Stufe durchgeführt wird» Während die Steuerkippschaltungen im Eins-Zustand sind, wird die nach der Stufe·

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übertragene Information dort eingespeichert (normale Stufenfolge), während die Sprungübertragung über diese Stufe und über G1 gesperrt ist.

Die vielfältigen Möglichkeiten des in Figur 1 gezeigten Schieberegisters werden weiter dadurch offenbar, daß man die Arbeitsweise einer Eingangsimpulsfolge aus der Signalquelle 14 betrachtet. Aus der Signalquelle 14 kommende Information wird beim Anlegen eines Taktimpulses S1 abgegeben. Es sei angenommen, daß die Signalquelle 14 eine Impulsfolge in der Form von Eins- und Null-Bits abgibt und daß es erwünscht ist, diese Information entsprechend einem vorbestimmten Code oder einer Maske dadurch neu zu ordnen, daß die Steuerkippschaltungen CFF in jeder Stufe durch die Steuer- und Adressierschaltung 12 entsprechend gesteuert werden. Es sei ferner angenommen, daß das Schieberegister in Figur 1 ein 10-stufiges Register ist, und daß die ersten drei Bits der Eingangsirapulsfolge in den ersten drei Stufen gespeichert werden sollen, die nächsten vier Bits in den nächsten vier Stufen und die verbleibenden Eingangsbits in den verbleibenden drei Stufen. Die Eingangsimpulsfolge würde also wie folgt eingespeichert:

1110 10 10 11

und wird von der Signalquelle 14 in dieser Reihenfolge - von rechts nach links zu lesen - angelegt.

Während des Zeitabschnitts ti, wenn die Steuerkippschaltung CFF durch die Steuer- und Adressierschaltung 12 angesteuert wird, wird die Steuerinformation in den Steuerkippschaltungen CFF eingespeichert wie folgt:

1110000000

Dieses Steuerwort würde während der drei Arbeitszyklen des Schieberegisters eingespeichert bleiben und während der nächsten vier Arbeitszyklen verändert werden zu

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und dann während der restlichen drei Zyklen zu

0000000111

verändert werden,, Das heißt, für die ersten drei Arbeitszyklen des Schieberegisters sind die ersten drei Stufen des Schieberegisters in normaler Stufenfolge bei gesperrter Sprungübertragüng, während die übrigen Stufen des Schieberegisters im Zustand Stufentrennung mit Sprungübertragung sind, so daß die Eingangsinformation nur in den ersten drei Stufen als 0 11 eingespeichert wird.

Während der folgenden vier Arbeitszyklen sind die mittleren vier Stufen eingestellt auf normale Stufenfolge bei gesperrter Sprungübertragung, während die verbleibenden Schieberegisterstufen im Zustand Stufentrennung mit Sprungübertragung eingestellt sind. Somit werden die folgenden vier Bits der Eingabeinformation in den vier mittleren Stufen als 0 10 1 eingespeichert. Während der nächsten drei Arbeitszyklen werden, da alle Stufen, mit Ausnahme der letzten drei, im Zustand Stufentrennung mit Sprungübertragung sind, die letzten drei Bits der Eingabeinformation in den letzten drei Stufen als 111 eingespeichert. Demgemäß ist im gesamten Schieberegister die Information eingespeichert als

0 1 1 0 Ί 0 1 1 1 1

Für eine dichte Packung von Daten könnten v/eitere Ausgänge durch entsprechende Betätigung von Torschaltungen und/oder Auftrennung durch Anschluß der Ausgangsklemmen der Torschaltung G4 jeder Stufe benutzt werden. In diesem Fall werden die gewünschten Ausgangspositionen durch entsprechende Einstellung der Steuerkippschaltungen der betreffenden Stufe in den Eins-Zustand gesteuert, während die Steuerkippschaltung unerwünschter Bits in den Mull-Zustand eingestellt wird. Das kann eine Stufentrennung für alle

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Torschaltungen G1 durch Verwendung einer weiteren Torschaltung zwischen der Äusgangsseite 0 der Steuerkippschaltungen bedingen, die gesperrt sind, wenn eine dichte Packung der Daten durchgeführt werden soll. Außerdem ist es einleuchtend, daß zwar in der vorangegangenen Beschreibung eine sequentielle Arbeitsweise offenbart ist, man aber durch Verwendung einer weiteren Sperrtorschaltung in jeder Stufe, die normalerweise entsperrt ist, die Information von den Torschaltungen G4 und G1 an die folgende Stufe angelegt werden kann und die dann gesperrt werden könnte, -wenn die Information über andere Torschaltungen nach G2 jeder Stufe parallel eingespeist werden soll» Hier würde jede der Steuerkippschaltungen CFF für eine Paralleleingabe in den Eins-Zustand eingestellt werden.

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Claims

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PATE N TA N SPRÜCHE

Selektiv betätigbare Schieberegisterschaltung mit n-Stufen und steuerbaren Torschaltungen zwischen den einzelnen Stufen, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Stufe (1, 2 ...n) eine selektiv ansteuerbare Steuerkippschaltung (CFF) verbunden ist, deren Schaltzustand (0 bzw. 1) die Stufentrennung mit Sprungübertragung bzw. die normale Stufenfolge bei gesperrter Sprungübertragung für jede Stufe steuert und daß alle Steuerkippschaltungen (CFF) einzeln und selektiv durch eine Steuer- und Adreßschaltung (12) ansteuerbar sind.
2. Schieberegisterschaltung-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuer- und Adreßschaltung (12) die Informationsübertragung von jeder Stufe nach jeder " Stufe steuerbar ist.
3. Schieberegister nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkippschaltung jeder Stufe einmal mit einer Steuertorschaltung (G1) jeder Stufe sowie mit einer Eingangstorschaltung (G2) einer Speichertorschaltung (G3) und einer Übertragungstorschaltung verbunden ist.
4. Schieberegister nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der Steuertorschaltung (G1) und der Eingangstorschaltung (G2) mit dem Ausgang jeder vorhergehenden Stufe verbunden sind.
5. Schieberegister nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe eine Eingangskippschaltung (FF1) und eine Speicherkippschaltung (FF2) enthält und daß die Eingangskippschaltung (FF1) zwischen Eingangstorschaltung (G2) und Speichertorschaltung (G3) und die Speicherkippschaltung

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(FF2) zwischen Speichertorschaltung (G3) und übertragungstorschaltung (G4) angeordnet sind.
6. Schieberegister nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltungen jeder Stufe durch die zu speichernden Daten unmittelbar (G1, G2) bzw. über logische Schaltungen (Ä2, A1) und durch Taktimpulszüge (S2, S1) mittelbar ansteuerbar sind.
7. Schieberegister nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkippschaltung (CFF) jeder Stufe im Zustand 0 die Steuertorschaltung (G1) der entsprechenden Stufe für eine Sprung-Übertragung entsperrt und die übrigen Torschaltungen (G2, G3, G4) dieser Stufe sperrt und daß die Steuerkippschaltung (CFF) im Zustand 1 die Steuertorschaltung (GD der betreffenden Stufe sperrt, so daß die'normale Verschiebung der Information im Schieberegister von Stufe zu Stufe steuerbar ist.

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