SU1372361A1 - Асинхронный последовательный регистр - Google Patents

Abstract

ЯзоГ рет;ч-п е относитс  к пычис- jiirre ibHii; тохнпкр и может быть ис- io,nii3oi.: no npti г11-); ектировании асин- ; :pcii nj.p . pe TicTpoj сдвига. Целью )рете11и   т,. повышение 6i,iCT- роде1 1гтпи  рпгцгтра. Регистр состоит и 1  чеек 1 пам ти и имеет инЛор- м циоишю нхоль; 2, 3 и управл ющий iibixou 4, соедин емые с источником ииЛопмаплти, ин(Ъормацио гные выходы 5, (. и vnpaB.iiHioiun вход 7, coeди  e fыe сл о: 1. ts5 со 015

Description

с приемником информации. Кажда   чейка пам ти 1 регистра имеет входы 8-15 и выходы 16-19. Регистр содержит дополнительные элементы И-ИЛИ НЕ 20, 21, 22, выходы которых  вл ютс  выходами 4, 5, 6 регистра. Пас- ледовательно соединенные  чейки 1 регистра образуют два канала передачи информации: канал передачи единиц и канал передачи нулей. При

этом факт передачи порции информации по каждому из этих каналов фиксируетс  не состо нием  чейки 1 как таковым , а изменением этого состо ни . Один разр д регистра составл ет одна  чейка 1 - в предлагаемом регистре допустима плотна  запись информации. Исключение составл ют две первые и две последние  чейки 1. 2 ил.

t

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть исполь- .зовано при проектировании асинхронных регистров сдвига.

елью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  регистра.

На фиг.1 приведена схема асинхронного последовательного регистра на фиг.2 - схема его  чейки пам ти.

Регистр состоит из  чеек 1 пам ти и имеет информационные входы 2 и 3 и управл ющий выход А, соедин емые с источником информации, информационные выходы 5 и 6 и управл ющий вход 7, соедин емые с приемником информации . Кажда   чейка 1 пам ти регистра имеет входы 8-15 и выходы 16-19. Регистр содержит дополнительные элементы И-1ПИ-НЕ 20-22, выходы которых  вл ютс  выходами Д-6 регистра.

Кажда   чейка 1 содержит элементы Р1-Ш1И-ИЕ 23-26, выходы которых  вл ютс  ее выходами 16-19.

Acи rxpoнный последовательный регистр работает следующим образом.

Кажда   чейка 1 имеет четьфе устойчивых состо ни  (значени  ее выходов 16-19): 0101, 0110, 1001 и 1 О 10 . Г лагодар  блокирующим св з м выходов 16-19 последующей  чейки с входами 12-15 данной, изменение состо ни  данной  чейки становитс  возможным только после того, как состо ни  данной и последующей  чеек будут одинаковы. Иначе, говор , перепись информации с выходов 16-19 предыдущей  чейки в данную через ее входы 8-11 становитс  возможной только после того, как информаци , за0

5

0

5

0

5

0

писанна  ранее в данную  чейку, будет переписана в последующую  чейку.

Последовательно соединенные  чейки 1 регистра образуют два канала передачи информации: канал передачи единиц и канал передачи нулей При этом факт передачи порции информации по каждому из этих каналов фиксируетс  не состо нием  чейки 1 как таковым, а изменением этого состо ни . Таким образом, коду 1 соответствует состо ние 0101 (0110)  чейки 1, если ее предыдущее состо ние было 1001 (1010), и, наоборот: состо ние 1001 (1010), если ее предьщу- щее состо ние было 0101 (0110). Аналогично коду нул  соответствует состо ние 0101 (1001)  чейки 1, если ее предыдущее состо ние было 0110, (1010), и, наоборот: состо ние 0110 (1010), если ее предьщущее состо ние было 0101 (1001) .

Один разр д регистра составл ет одна  чейка 1.. В предлагаемом регистре допустима плотна  запись информации . Исключение составл ют две первые и две последние  чейки 1.

При изменении состо ни  каждой  чейки 1, кроме первой и последней, переключение пар ее элементов 23, 24 и 25, 26 происходит через транзитное состо ние 00, а состо ние 11 в этих парах возникнуть не может. Поскольку кажда   чейка 1, кроме первой и последней , измен ет свое состо ние при подаче соответствующего количества единичных значений на ее входы 8-15, то воспринимаютс  только устойчивые состо ни  соседних в ней  чеек, а их транзитные состо ни  не воспринимаютс , т.е. они не нарушают правильного функционировани  регистра.

Элементы 23 и 2А (25 и 26) первой и второй  чеек 1 образуют счетный триггер, построенный по схеме M-S с разнопол рным управлением. Когда на обоих входах 2 и 3 регистра имеютс  значени  О, т.е. информаци  на этих входах отсутствует, перва   чейка 1 устанавливаетс  в такое состо ние, что значени  на выходах ее элементов 23-26 противоположны значени м на вькодах элементов 23-26 второй  чейки 1. В результате на одном из входов каждой группы И элемента 20 имеетс  значение О, и на выходе этого элемента, т.е. на выходе 4 регистра, по вл етс  значение 1. Перепись информации из первой  чейки 1 во вторую блокируетс  при этом нулевыми значени ми на входах 2 и 3 регистра.

Прин в единичное значение с выхода 4 регистра источник информации может подать очередной разр д сдвигаемого кода на входы 2 и 3 регистра, т.е. установить на одном из этих входов значение 1, в результате чего измен етс  состо ние второй  чейки 1 регистра, причем, если передаетс  единица (значение 1 на входе 2 регистра), то измен ютс  и противоположные значени  на выходах элементов 23, 24 второй  чейки 1, а если передаетс  нуль (значение 1 на входе 3 регистра), то измен ютс  на противоположные значени  на выходах ее элементов 25 и 26.

Изменение состо ни  второй  чейки 1 происходит, если ее предыдущее состо ние переписано в третью  чейку 1. Состо ние второй  чейки 1, полученное в результате подачи информации на входы 2 и 3 регистра, передаетс  по нему от  чейки к  чейке до тех пор, пока не достигнет его предпоследней  чейки 1. Изменени  состо ни  первой  чейки 1 не происходит из-за того, что в одной из пар ее элементов 23 и 24 или 25 и 26 оно заблокировано единичным значением на входе 2 или 3 регистра, а состо ние выходов элементов другой пары противоположно состо нию выходов аналогичных элементов второй  чейки 1 регистра .

В результате изменени  состо ни  второй  чейки 1 регистра на входах

0

5

0

5

0

5

0

5

одной из групп и элемента 20 устанавливаютс  значени  1, а на выходе этого элемента (выходе 4 регистру) - значение О. Получив это значение, источник информации может снова установить значени  О на обоих входах 2 и 3 регистра (сн ть информацию с его входов) и т.д

Когда на входе 7 регистра имеетс  значение О, запись информации в предпоследнюю  чейку 1 регистра заблокирована и происходит изменение состо ни  последней  чейки 1 регистра . В результате значени  на выходах элементов 23-26 этих  чеек станут одинаковыми (пары элементен 23, 24 и 25, 26 этих  чеек образуют RS -триггеры , построенные по схеме M-S с разнопол рным управлением), и на одном из входов каждой группы И элементов 21 и 22 по витс  значение О, а на выходах этих элементов (т.е. выходах

5и 6 регистра) - значение 1, информаци  на этих выходах отсутствует.

Дл  того, чтобы считать информацию из регистра, приемник должен установить на его входе 7 значение 1, которое блокирует изменение состо ни  последней  чейки 1 регистра и разрешает запись информации в предпоследнюю его  чейку 1. Если при этом измен тс  значени  выходов элементов 23 и 24 предпоследней  чейки 1, т.е. очередной разр д сдвигаемого кода имеет единичное значение, то на входах одной из групп И элемента 21 по в тс  значени  1, а на выходе этого элемента (выходе 5 регистра) - значение О. Если же при этом измен тс  значени  выходов элементов 25 и 26 предпоследней  чейки 1, т.е. очередной разр д сдвигаемого кода имеет нулевое значение, то на входах одной из групп И элемента 22 по в тс  значени  1, а на выходе этого элемента (выходе 6 регистра) - значение О.

Получив информацию с выходов 5 и

6регистра, приемник может снова установить значение 1 на его входе 7 и т.д.

Дл  того, чтобы очистить регистр перед работой, надо изменением значени  на его входе 7 считывать из него информацию до тех пор, пока состо ни  всех его  чеек не станут олииаковыми.

При записи информации в  чейку 1 происходит переключение одной из пар

ее элементов 23 и 24 или 25 и 26, т.е. врем  записи информации в  чейку 1 составл ет 2 , где -С - задержк элементов И-ИЛИ-НЕ. Следующа  запись информации в данную  чейку 1 сможет произойти только после того, как ее состо ние будет передано в следующую  чейку 1, т.е. через врем , равное 2 IJ . В результате частота выполнени  операции сдвига в  чейках 1 регистра без учета его первых и последних  чеек , составл ет l/CAf). Запись информации в регистр (его вторую  чейку 1) сопровождаетс  последовательным пе- реключением трех элементов 23 и 24 (25 и 26) второй  чейки 1 и 20, т.е. длитс  3 . Подготовка к следующей записи (изменение состо ни  первой  чейки 1 регистра) также сопровожда- етс  последовательным переключением трех элементов 23 и 24 (25 и 26) первой  чейки 1 и 20, т.е. также длитс  3 С .

Таким образом, частота выполнени  операции сдвига с учетом работы двух первых  чеек 1 регистра составл ет 1/(6 С). Считывание информации из регистра, так же как и запись, сопровождаетс  последовательным пере- ключемием трех элементов 23 и 24 (25 и 26) предпоследней  чейки 1 и 21 (22), т.е. длитс  3 .Подготовка к следующему считыванию также сопровождаетс  переключением трех эле- ментов 23 и 24 (25 и 26) последней  чейки 1 и 21 (22), т.е. длитс  ЗС . Таким образом, частота выполнени  операции сдвига с учетом работы двух последних  чеек 1 регистра сое- тавл ет 1 / (6 С) ,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Асинхронный последовательный регистр , содержащий  чейки пам ти, кажда  из которых состоит из четырех элементов И-ШШ-НЕ, причем выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой  чейки пам ти соединены соответст- ренно с входами первых групп И второго , первого, четвертого и третьего элементов Н-ИЛИ-НЕ данной  чейки пам ти , выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-ИЛИ- НЕ каждой  чейки па -1 ти, кроме последней , соединены соответственно с первыми входами вторых групп И вто

   рого, первого, четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ последующей  чейки пам ти, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой  чейки пам ти, кроме первой, соединены с вторыми входами вторых групп И соответствующих элементов И-ИЛИ-НЕ предыдущей  чейки пам ти, а выходы второго и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ каждой  чейки пам ти , кроме первой, предпоследней и последней, соединены соответственно с третьими входами вторых групп И третьего и второго элементов И-ИЛИ- НЕ данной  чейки пам ти, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  регистра, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой  чейки пам ти, кроме трех последних, соединены с первыми входами третьих групп И второго, первого, четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ последующей  чейки пам ти, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой  чейки пам ти, кроме первой, второй и последней, соединены с вторыми входами третьих групп И соответствующих элементов И-ИЛИ-НЕ предыдущей  чейки пам ти, выходы первого и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ каждой  чейки пам ти, кроме первой, предпоследней и последней , соединены соответственно с третьими входами третьих групп И третьего и четвертого, первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ данной  чейки пам ти, выходы второго и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ каждой  чейки пам ти , кроме первой, предпоследней и последней, соединены соответственно с третьими входами второй группы И третьего и четвертого и первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ данной  чейки пам ти, выходы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ каждой  чейки пам ти, кроме первой, второй и последней, соединены с четвертыми входами соответственно третьих и вторых групп И третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ предыдущей  чейки пам ти, выходы четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ каждой  чейки пам ти, кроме первой, второй и последней, соединены с четвертыми входами соответственно третьих и вторых групп И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ предылущей  чейки

   пам ти, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-ШБ-1-НЕ первой  чейки пам ти соединены соответственно с вторыми входами вторых групп И ее второго, первого, четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ, вторые входы первых групп И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ первой  чейки пам ти и п тые входы вторых и третьих групп И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ второй  чейки пам ти  вл ютс  пр мым информационным входом регистра , а соответствующие входы третьего и четвертого элементов И-11ПИ- НЕ первой  чейки пам ти и третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ второй  чейки пам ти  вл ютс  инверсным информационным входом регистра, третьи входы вторых групп И элементов И-ИЛИНЕ предпоследней  чейки пам ти и вторые входы первых групп И элементов И-ИЛИ-НЕ последней  чейки пам ти  вл ютс  управл ющим входом регистра, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ последней  чейки пам ти соединены соответственно с вторыми входами первых групп И ее второго, первого, четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ, регистр содержит три дополнительных элемента И-ИЛИ-НЕ, первые и вторые входы первой, второй, третьей и четвертой групп И первого из которых соединены соответственно с выходами первого, второго, третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ первой и второй  чеек пам ти, а выход  вл етс  управл ющим выходом регистра , выходы второго и третьего дополнительных элементов И-ИЛИ-НЕ  вл ютс  соответственно пр мым и инверсным информационными выходами pei-истра, первые входы первой и второй групп И соединены соответственпг. с выходам первого и второго и третьего и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ последней  чейки пам ти, а вторые входы - с выходами второго и первого и четвертого и третьего элементов И-ИЛИ-ПЕ предпослелие  чейки пам ти.