DE3936900A1 - Schieberegister - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schieberegister zur Verzögerung eines Digitalsignals in der elektrischen Nachrichtentechnik.

Ein solches Schieberegister ist in Tietze-Schenk, Halbleiterschaltungstechnik, 8. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, 1986, auf den Seiten 251 und 252 beschrieben. Es besteht aus mehreren hintereinander geschalteten bistabilen Kippschaltungen. Das zu verzögernde Digitalsignal wird in die erste Kippschaltung eingeschrieben. Das verzögerte Digitalsignal wird aus der letzten Kippschaltung ausgelesen. Die Verzögerungszeit ergibt sich aus der Anzahl der hintereinander geschalteten Kippschaltungen und der Bitrate oder Taktfrequenz des Digitalsignals.

Die Kippschaltungen sind in einer der bekannten Schaltkreistechniken ausgeführt. Allen Schaltkreistechniken gemeinsam ist, daß die einzelnen Kippschaltungen, Gatter usw. eine bestimmte Ruheverlustleistung aufnehmen, solange keine Wechsel der logischen Zustände auftreten und daß beim Wechseln der logischen Zustände eine zusätzliche dynamische Verlustleistung auftritt, die umso höher ist, je höher die Bitrate oder Taktfrequenz des zu verarbeitenden Digitalsignals ist. Eine der Ursachen für das Auftreten dieser dynamischen Verlustleistung ist die Umladung von Kapazitäten bei jedem Wechsel des logischen Zustandes.

Weit verbreitet ist die CMOS-Schaltkreistechnik. Sie ist z. B. in der deutschen Zeitschrift "Elektronik", 1971, Heft 4, Seiten 111 bis 116, beschrieben. Bei ihr ist die Zunahme der dynamischen Verlustleistung und damit auch der gesamten Verlustleistung mit zunehmender Taktfrequenz besonders stark ausgeprägt, weil die Ruheverlustleistung verhältnismäßig gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schieberegister zur Verzögerung eines Digitalsignals anzugeben, wobei die Verzögerungszeit zwischen einem Kleinst- und einem Größtwert einstellbar sein soll und das eine geringe Verlustleistung aufweisen soll.

Diese Aufgabe wird durch ein Schieberegister nach dem Patentanspruch 1 gelöst. Der Anspruch 2 gibt eine Weiterbildung an, die auch eine Verzögerungszeit von Null ermöglicht.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Das erfindungsgemäße Schieberegister besteht aus einer Anzahl hintereinander geschalteter bistabiler Kippschaltungen, wobei die Anzahl entsprechend dem geforderten Größtwert der Verzögerungszeit und der Bitrate des Digitalsignals bemessen ist. Es sind erste Mittel zum Einschreiben des Digitalsignals in die erste Kippschaltung vorgesehen. Ferner sind zweite Mittel zum Auslesen des Digitalsignals vorgesehen. Sie weisen eine Einstellmöglichkeit für die Anzahl der aktiven Kippschaltungen auf. Unter dem Begriff "aktive Kippschaltungen" werden, beginnend mit der ersten Kippschaltung, diejenigen verstanden, die zur Erzielung der gewünschten Verzögerungszeit erforderlich sind. Die zweiten Mittel sind so ausgebildet, daß das Digitalsignal aus der letzten aktiven Kippschaltung ausgelesen wird. Die der letzten aktiven Kippschaltung folgenden Kippschaltungen sind die nicht benötigten Kippschaltungen. Die kleinste Anzahl der aktiven Kippschaltungen ergibt sich aus dem Kleinstwert der wählbaren Verzögerungszeit. Ist als Kleinstwert die Verzögerungszeit Null vorgesehen, so sind die ersten und die zweiten Mittel so ausgebildet, daß das Digitalsignal erst gar nicht in die erste Kippschaltung eingeschrieben wird, sondern sofort ausgelesen wird. Es sind ferner dritte Mittel vorgesehen, die die nicht benötigten Kippschaltungen dauernd in einem bestimmten logischen Zustand halten.

Unter der Voraussetzung, daß mehrere Kippschaltungen zur Erzielung der gewünschten Verzögerungszeit erforderlich sind, ergibt sich folgende Funktion: Durch die ersten Mittel wird das zu verzögernde Digitalsignal Bit für Bit in die erste Kippschaltung eingeschrieben. Das Digitalsignal wandert dann, jeweils um eine Taktzeit verzögert, durch die zweite, dritte, vierte usw. Kippschaltung bis in die letzte aktive Kippschaltung, aus der es durch die zweiten Mittel ausgelesen wird. Wird der Größtwert der Verzögerungszeit gewählt, wird das Digitalsignal erst aus der letzten Kippschaltung des Schieberegisters ausgelesen, und es gibt keine nicht benötigten Kippschaltungen. Wenn nicht gerade der Größtwert der Verzögerungszeit gewählt wurde, werden die nicht benötigten Kippschaltungen durch die dritten Mittel dauernd in einem bestimmten logischen Zustand gehalten. Dabei ist es gleichgültig, ob man dafür den ja- oder den nein-Zustand wählt. So wird erreicht, daß die dynamische Verlustleistung nur in den aktiven Kippschaltungen auftritt. Die erfindungsgemäße Ausbildung bewirkt also eine Senkung der Verlustleistung, wenn nicht der Größtwert der Verzögerungszeit ausgenutzt wird.

Claims (2)

1. Schieberegister mit folgenden Merkmalen:

• a) Es weist eine Anzahl hintereinander geschaltete bistabile Kippschaltungen auf.
• b) Es weist erste Mittel zum Einschreiben eines Digitalsignals in die erste Kippschaltung auf.
• c) Es weist zweite Mittel zum Auslesen des Digitalsignals aus der letzten aktiven Kippschaltung auf.
• d) Die zweiten Mittel weisen eine Einstellmöglichkeit für die Anzahl der aktiven Kippschaltungen auf.
• e) Das Schieberegister weist dritte Mittel auf, die die nicht benötigten Kippschaltungen dauernd in einem bestimmten logischen Zustand halten.

2. Schieberegister nach Anspruch 1 mit folgendem Merkmal:

• a) Die ersten und die zweiten Mittel sind so ausgebildet, daß das Digitalsignal, ohne es in die erste Kippschaltung einzuschreiben, sofort wieder ausgelesen werden kann.