SU1015441A1 - Асинхронный регистр сдвига - Google Patents

Abstract

1. АСИНХРОННЫ РЕГИСТР СДВИГА, содержащий  чейки пам ти причем первый, второй и третий выходы каждой четной  чейки пам ти соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами предыдущей нечетной  чейки пам ти, а четвертый и п тый входы каждой нечетной  чейки пам ти, кроме первой, соединены с вторым и третьим выходами предыдущей четной  чейки пам ти, первый вход каждой чв«гной  чейки пам ти, кроме последней, соединен с первьли выходом последующей нечетной  чейки пам ти, а второй и третий входы каждои ч,етной  чейки пам ти - с первым и вторым выходами предыдущей нечетной  чейки пам ти, четвертый и п тый входы первой нечетной  чейки пам ти ЯВЛ5ИОТСЯ вторым и третьим входами регистра, первый, второй и третий выходы последней четной  чейки пам ти  вл ютс  соответствующими выходами регистра, первый вход ц последней четной  чейки пам ти  вл етс  .чет:вертым входом регистра, первый выход первой нечетной  чейки пам ти  вл етс  четвертым выходом регистра, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  регистра , в нем шестой вход каждой нечетной  чейки пам ти, кроме последней, соединен с вторым выходом следующей нечетной  чейки пам ти, а четвертый , питый и шестой входы каждой четной  чейки пам ти, кроме первой, соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами предыдущей четной  чейки пам ти, четвертый вход первой четной  чейки пам - .. ти  вл етс .первым входом регистра, шестой вход последней нечетной  чей ки пам ти - п тым входом регистра, второй выход первой нечетной  чейки пам ти - п тым выходом регистра. 2, Регистр сдвига по п. 1, о т§ л и ч а ю щ и и с   тем, что кажда  его нечетна   чейка пам ти выполне (П на в виде двухстабильного триггера, состо щего из двух элементов И-ИЛИс НЕ, имеющих две группы входов И, причем выходы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с входами С2 второй группы входов И йторого и первого элементовИ-ИЛИ-НЕ и  вл ютс  первым и вторым выходами пам ти, входы первой группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ  всл л ютс  вторым, третьим и шестым входами  чейки пам ти, а соответствую4 щие входы второго элемента И-ИЛИ-НЕ первым, четвертым и п тым входами i  чейки Пс1м ти. : 3. Регистр сдвига по n.l. 6 jлйчающийс  тем, что кажда :его четна   чейка пам ти выполнена в виде трехстабильного триггера, Состо щего из трех элементов И-ИЛИ-НЁ, . имеющих по двегруппы входов И, причем выходы каждого элемента соединены с входами второй группы вхо1дов И других элементов и  вл ютс  выходами  чейки пам ти, входы первой группы входов И первого элемента  вл ютс  первым и третьим входами  чейки;пам ти, первый и второй входы первой группы входов И второго и

Description

ri-ретьего элементов соединены и  вл ютс  вторым и четвертым входами  чейки пам ти, а третьи входы первой

группы входов И второго и третьего элементов  вл ютс  шестьом и п тым входами  чейки пам ти.

Изобретение относитс  к автомати ке и вычислительной технике и Может быть использовано при построении цифровых вычислительных машин. Известен аоинхронный регистр сдв га входы каждой  чейки пам ти которого соединены с выходами предыдущей и последующей  чеек, а входы и выходы первой и последней  чеек сое динены с выходами и входами источни ка и приемника информации соответст венно. Управление регистром в режиме Запрос-ответ осуществл етс  источником (при заполнении регистра информацией) и приемником (при считывании информации из .регистра) . Ре гистр может одновременно воспринимать информацинз из источника и пере давать в приемник ранее записанную в регистр информацию, т.е. обладает буферными свойствами СЧНедостаток известного регистра низка  надежность, так как он нераб тоспособен при определенном соотношении задержек элементов. Наиболее близок к предлагаемому .регистр, в котором кажда   чейка пам ти построена по схеме трехстабильного триггера на трех элементах И-ИЛИ-НЕ и имеет шесть входов, причем три из них соединены с выходами предыдущей  чейки, а другие три с выходами последующей  чейки, а входы и выходы первой и последней  чеек соединены с выходами и входами источника и приемника информации соответственно. Регистр обладает вы сокой надежностью функционировани  при любых величийах зa DLepжeк элемен тов и их соотношении И. Недостатком указанного регистра :  вл етс  избыточность оборудовани  (дл  хранени  п-раэр дного кода регистр должен содержать 2п  чеек пам ти , построенных На трёх элементах И-ИЛИ-НЕ кажда ). Цель изобретени  - экономи  оборудовани  асинхронного регистра сдв га. Поставленна  цель достигаетс . . тем, что в асинхронном Е5егистре сдв га,  чейки пам ти которого имею по шесть входов, первый, второй и третий выходы 1 аждой четной  чейки пам ти соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами V предыдущей нечетной  чейки пам ти. а четвертый и п тый входы каждой нечетной  чейки пам ти, кроме первой , соединены с вторым и третьим выходами предыдущей четной  чейки пам ти, первый вход каждой четной  чейки пам ти, кроме последней, соединен с первым выходом последующей нечетной  чейки пам ти, а второй и третий входы каждой четной  чейки пам ти - с первым и вторым выходами предыдущей нечетной  чейки пам ти, четвертый и;,п тый входы первой нечетной  чейки пам ти  вл ютс  вторым и третьим входами регистра , первый, второй и третий выходы последней четной  чейки пам ти  вл ютс  соответствующими выходами регистра, первый вход последней четной  чейки пам ти  вл етс  четвертым входом регистра, первый выход первой нечетной  чейки пам ти  вл етс  четвертым выходом регистра , шестой вход каждой нечетной  чейки пам ти, кроме последней, соединен со вторым выходом следующей нечетной  чейки пам ти,, а четвертый , ПЯТЫЙ и шестой входы каждой четной  чейки пам ти, кроме первой,, соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами пpe iыдyщей четной  чейки пам ти, четвертый вход первой четной  чейки пам ти  вл етс  первым входом регистра, шестой вход последней нечетной  чей ки пам ти - п тым входом регистра, второй выход первой йечетной  чейки пам ти г- п тым выходом регистра. Кроме того, кажда  нечетна   чейка пам ти регистра выполнена в виде двухстабильного триггера, состо щего из двух элементов И-ИЛИ-НЕ, имеющих две -группы входов И, причем выходы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с входами второй группы входов И второго и первого элементов И-ИЛИ-НЕ и  вл ютс  первым и вторым выходами  чейки пам ти, входы первой группы, входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ  вл ютс  вторым , третьим и шестым входами  чейки пам ти, а соответствующие входы второго элемента И-ИЛИ-НЕ - первым, четверть и п тым входами  чейки пам ти, Кажда  четна   чейка пам ти регистра выполнена в виде трехстабильного триггера, состо щего из трех элементов И-ИЛИ-НЕ имеющих по две группы входов И, причем выходы каждого элемента соединены с входами второй группы входов И других элеме тов и  вл ютс  выходами  чейки пам  ти, входы первой группы входов И пе вого элемента  вл ютс  первым и тре тьим входами  чейки пам ти, первый и второй входы первой группы входов И второго и третьего элементов соединены и  вл ютс  вторым и четверты входами . чейки пам ти, а третьи вхо ды первой группы входов И второго и третьего элементов  вл ютс  шес1ым и п тым входами  чейки пам ти. На фиг. 1 приведена схема асинхронного регистра сдвига; на фиг. 2 схема нечётной  чейки регистра} на фиг. 3 - схема четной  чейки (пор док входов и выходов  чеек задаетс  сверху вниз). Регистр, содержит нечетные 1 (i-1), 1 1и1 (i 1) и четны 2(i-1),2 i и2 (i + 1)  чейки пам ти. Кажда  нечетна   чейка имеет входы 3-8 и выходы 9 и 10, кажда  четна   чейка - входы 11-16 (И выходы 17-19. Входы 14-16 первой четной  чейки  вл ютс  первым 20,. вторым-21 и третьим 22 входами регистра , вход 11 последней четной  чейки - четвертым входом 23, а вход 8 последней нечетной  чейки п тьв входом 24 регистра. Выходы 17-19 последней четной  чейки  вл ютс  первым 25, вторым 26 и треть 27 выходс1ми регистра, а выходы 9 и 10 первой нечетной  чейки регистра его четвертым 28 и 29 выходами . Входы 3-5  чейки Ifi соединены с выходами 17-19  чейки 2 i, входы 6 и 7 - с входами 15 и 16  чейки 2 i, а вход 8 - с выходом 10  чей ки 1 (i + 1), входы 14-16  чейки соединены с выходс1ми 17-19  чейки 2 (i-1), входы 12 и 13 с выходами 9 и 10  чейки 1 i, а вход 11 - с выходом 9  чейки 1 ( . Нечетна   чейка (фиг. 2)  вл етс  двухд1габильным триггере, постро енным на двух элементах И-ИЛИ-НЕ 30 и 31, имеющих.две г зуппы входой И, причем выходы первого 30 и.второго 31 элементов соединены с входами вт рой группы вкодов И второго и первого элементов и  вл ютс  первьыЭ и вторьш 10 выходами  чейки, входы первой группы входов И первого элемента 30  вл ютс  вторым 4,третьи) 5 и 1)естым 8 входами  чейки, а соот ветствующие входы второго элемента 31 - первым 3, четвертым 6 и п тым 7 входами  чейки. Четна   чейка (фиг. 3)  вл етс  трехстабильным триггер ом, построеннъал на трех элементах И-ИЛИ-НЕ 32-3 имею1цих по две группы входов И, причем выходы каждого элемента сое- . динены с входами второй группы входов И других элементов и  вл ютс  выходами  чейки 17-i9,. входы первой группы входов И первого элемента 32  вл ютс  первым 11 и третьим 13 .входами  чейки, первнй и второй входы первой группы входов И второго 33 и третьего 34 элементов соединены и  вл ютс  вторым 12 и четвертым 14 ;Входами  чейки, а третьи входы первой группы входов И второго 33 и третьего 34 элементов  вл ютс  шестым 16 и п тым 15 входами  чейки. Асинхронный регистр работает следующим образом. Состо ни  четной  чейки пам ти (значени  на ее выходах 17-19) соответствуют: 011 - информаци  в  чейке стерта, 101 - в  чейке зап.исана единица, 110 - в  чейке запиг сан нульJ Состо ни  нечетной  чейки пам ти (значени  на ее Выходах 9 и 10J соответствуют:10 - в  чейке записана метка, 01 - в  чейке метка стерта. Запись информации в четную  чейку 2 1 происхс 1ит, если в предыдущей четной  чейке 2 (i- 1) записана информаци , а в нечетной  чейке стерта метка. Стирание информации в четной  чейке происходит, если в нечетной  чейке записана метка, а в нечетной  чейке 1 () метка стерта . Запись метки в нечетную  чейку происходит, когда в четную  чейку 2 Д записана информаци , а в преда1дуь(ей четной  чейке 2 (1-.1) информаци  стерта. Стирание метки в нечетной  чейке , происходит, если в четнсЧ  чейке 2 1 информаци  стерта, а в следующей нечетнбй  чейке 1 (1+1) записана метка. Значени  на входах 20-22 регистра соответствуют: 011 - источник не передает информацию, 101 - источник передает в регистр Itj 110 - ис-точник передает в регистр О. Значени  на входах 23 и 24 регистра соответствуют: 01 - приемник готов при- н ть информацию из регистра, 10 приемник не готов прин ть информацию из регистра. Пусть в начальном состо нии во всех нечетных  чейках регистра стерта метка (01), а во всех четных его  чейках информаци  стерта (011). Кроме того, приемник не готов прин ть информацию, на входах 23 и 24 имеетс  значение 10 и это значение не Мен етс  в течение всего времени работы регистра. Источник, установив на входах 20-22 регистра значение 101 (110), записывает в первую четную  чейку единицу (нуль) Эта информаци , перезаписыва сь из каждой четной  чейки в следующую четную, заполнит все четыре  чейки регистгpa , включа  последнюю. Как только информаци  будет записана в первую четную  чейку регистра, источник мо жет установить на входах 20-22 регистра значение 011 Спри этом допус тимо транзитное.значение 001 и 010 на этих входах и недопустимо 111). После того, как инфррмаци  будет пе реписана во вторую четную  чейку, в первую нечетную  чейку запишетс  метка, после чего сотретс  информаци  в первой  чейке. Далее при аналогичных услови х,.метка запишетс  во вторую нечетную - чейку,,а затем сотретс  в первой нечетной (т.е. регистр будет готов к приему следующей порции информации).и, кроме того, сотретс  информаци  во вто рой четной  чейке. Этот процесс продолжаетс  до тех пор, пока не достигнет последней нечетной и четной  чеек,-которые, в силу того, что значение на входах 23 и 24 регистра зафиксировано (значение 10), не измен т своего состо ни : в последней четной  чейке записана информаци , а в нечетной - метка, в результате все  чейки регистра, кроме этих/ окажутс  в начальном состо нии. Процесс записи в регистр след Лощей порции информации аналогичен рассмотренному за исключением того, что эту запись можно начинать сразу после того, как источник воспримет тот факт, что впервые нечетна  и четна   чейки оказались в начальном состо нии. При неизменном состо нии приемника, а следовательно , и последних нечетной и четной  чеек, втора  порци  информации дой дет до предпоследней четной  чейки регистра, а кажда  следующа  порци  информации будет доходить до четных  чеек с номером на единицу меньшим, чем номер четной  чейки, до которой дошла предыдуща  порци  Так будет продолжатьс  пока весь регистр не заполнитс  информацией, после чего источник не сможет записать в регистр больше ни одной порции (т.е. будет вынужден остановить с ) , поскольку в Первой нечетной  чейке будет записана: метка (значение 10). Таким образом, в регистр, . содержащий п четных и cтoльko же нечетных  чеек- можно поместить п порций информации. Пусть теперь все четные  чейки регистра хран т информацию (т.е.. наход тс  в состо нии 101 и 110), а во всех нечетных  чейках записана метка. Кроме- того, источник не передает информацию в регистр, т.е на входах 20-22 последнего зафикси ровано значение Oil, а на входах 23 и 24 - значение 01. Приемник мо жет прин ть информацию из последне четной  чейки регистра. Затем в по ледней четной  чейке стираетс  информаци . После этого йриемник устанавливает на входах 23 и 24 регистра значение 10, в результате чего стираетс  метка в .последней не- четной  чейке. После этого в соответствии с описанным выше процессом Зсшиси информации в регистр в последнюю четную  чейку перепишетс  информаци  из предпоследней а в последнюю нечетную  чейку запиигетс  метка. При этом в исходном состо нии окажутс  предпоследние нечетна  и четна   чейки, в них з апиц1етс  информаци  и метка из предыдущей пары  чеек и так будет продолжатьс  до тех пор, пока первые нечетна  и четна   чейки не окажутс  в исход- нем состо нии. Дл  прин ти  следующей порции информации приемник снова устанавливает на входах 23 и 24 регистра значение 01 (через транзитное 00) и процесс повтор етс  снова до тех пор, пока вс  информаци  не будет изъ та пр емником из регистра, после чего последний окажетс  в начальном состо нии. При неполностью заполненном порци ми информации регистре источник и приемник могут осуществл ть одновременно запись и считывание информации в регистре. Задержка записи ( считывани ) порции информации в регистр составл ет 1 От, 2 ЧГ требуетс  дл  записи информации в  чейку и 8Т дл  возврата  чейки в исходное состо ние (где Т - задержка элемента И-ИЛИ-НЕ). Перепись порций информации из данной четной  чейки в следующую четную  чейку сопровождаетс  перезаписью меток из соответствующей нечетной  чейки в следующую нечетную  чейку, что позвол ет отличать соседние порции информации. В процессе записи и стирани  порций информации и меток все..элементы  чеек переключаютс  последовательно и работоспособность регистра не зависит от величин задержек-элементов и соотношени  величин этих задержек . В известном асинхронном регистре сдвига дл  того, чтобы различать соседние порции информации, между  чейками, хран щими эти порции, располагаетс  по крайней мире одна  чейка, в коТорой информаци  стерта . В предлагаемом регистре дл  этой цели используетс  упрощенна   чейка , в которую з.аписываетс  метка, 51аздел юща  соседниб порции информации (эта  чейка строитс  .не на основе тре сстабильного т зиггера а на основе двухстабильного триггера). Таким образом, экономи  оборудовани  составл ет примерно 15-20%.

Claims (3)

1 1. АСИНХРОННЫЙ РЕГИСТР СДВИГА, содержащий ячейки памяти) причем первый, второй и третий выходы каждой четной ячейки памяти соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами предыдущей нечетной ячейки памяти, а четвертый и пятый входы каждой нечетной ячейки памяти, кроме первой, соединены с вторым и третьим выходами предыдущей четной ячейки памяти, первый вход каждой четной ячейки памяти, кроме последней, соединен с первии выходом последующей нечетной ячейки памяти, а второй и третий входы каж· дой четной ячейки памяти - с первым и вторым выходами предыдущей нечетной ячейки памяти, четвертый и пятый входы первой нечетной ячейки памяти являются вторым и третьим входами регистра, первый, второй и третий выходы последней четной ячейки памяти являются соответствующими выходами регистра, первый вход ц последней четной ячейки памяти является четвертым входом регистра, первый выход первой нечетной ячейки памяти является четвертым выходом регистра, отличающийся тем, что, с целью упрощения регистра, в нем шестой вход каждой нечет ной ячейки памяти, кроме последней, соединен с вторым выходом следующей нечетной ячейки памяти, а четвертый, пятый и шестой входы каждой четной ячейки памяти, кроме первой, соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами предыдущей четной ячейки памяти, четвертый вход первой четной ячейки памя- .. ти является первым входом регистра, шестой вход последней нечетной ячейки памяти - пятым входом регистра, второй выход первой нечетной ячейки памяти - пятым выходом регистра.

2. Регистр сдвига по π. 1, о т- л и ч а ю щ и й с я тем, что каждая его нечетная ячейка памяти выполнена в виде двухстабильного триггера, состоящего из двух элементов И-ЙЛИНЕ, имеющих две группы входов И, причем выходы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ соединены с входами второй группы входов И Второго и первого элементов·И-ИЛИ-НЕ и являI ются первым и вторым выходами ячеИ- ‘ ки памяти, входы первой группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ являются вторым, третьими шестым входами ячейки памяти, а соответствующие входы второго элемента И-ИЛИ-НЕ первым, четвертым и пятым входами /ячейки памяти.

3. Регистр сдвига по п.1, о ,т- лйчающийся тем, что каждай _:его четная ячейка памяти выполнена в виде трехстабильного триггера, состоящего из трех элементов И-ИЛИ-НЁ, . имеющих по две'группы входов И, причем выхода каждого элемента сое- to динены с входами второй группы вхо1дов И других элементов и являются * выходами ячейки памяти, входы первой группы входов И первого элемента являются первым и третьим входами ячейки;памяти, первый и второй входы первой группы входов И второго и третьего элементов соединены и являются вторым и четвертым входами ячейки памяти, а третьи входы первой группы' входов И второго и третьего элементов являются шестым и пятым входами ячейки памяти.