SU389548A1

SU389548A1 - REVERSE SHIFT REGISTER

Info

Publication number: SU389548A1
Application number: SU1625361A
Authority: SU
Inventors: Ю. Н. Артюх А. К. Баумс В. Загурский
Original assignee: Институт электроники , вычислительной техники ЕНД Латвийской ССР,
Priority date: 1971-02-08
Filing date: 1971-02-08
Publication date: 1973-07-05

Description

1one

Регистр предназначен дл использовани в быстродействующих устройствах вычислительной техники и дискретной автоматики, в частности, дл преобразовани цифровой информации из параллельной формы представлени в последовательную и наоборот.The register is intended for use in high-speed computing equipment and discrete automation devices, in particular, for converting digital information from a parallel form of presentation to a serial one and vice versa.

Известны реверсивные регистры сдвига, содержащие Б каждом разр де триггер в виде последовательно соединенных туннельного диода и резистора, св занных с щинами питани , выход которого соединен с коллекторами транзисторов установа в нуль, подключенных эмиттерами соответственно к шинам реверса влево и вправо, и с катодом диода установа в единицу, подключенного ко входу записи единицы, и диод сдвига, анод которого подключен к щине сдвига.Reverse shift registers are known, containing B each bit of a trigger in the form of a series-connected tunnel diode and resistor connected to the power supply, the output of which is connected to the collectors of zero-level transistors connected to the left and right reverse emitters and the cathode of the diode, respectively installed in the unit connected to the input of the record unit, and the shear diode, the anode of which is connected to the shear bar.

Цель изобретени - повыщение быстродействи устройства.The purpose of the invention is to increase the speed of the device.

В предлагаемом реверсивном регистре сдвига каждый разр д дополнительно содержит импульсно-потепциальпый элемент «И - НЕ на транзисторе, база которого соединена с выходом триггера, коллектор - с катодом диода сдвига, делитель, состо щий из последовательно соединенных резистора и обращенного диода, подключенных к щинам питани , причем общий контакт резистора и анода обращенного диода соединен с эмиттером транзистора импульсно-потенциального элемента «И - НЕ, и дискриминатор на транзисторе и туннельном диоде в его эмиттерной цепи, причем база транзистора дискриминатора соединена с катодом диода сдвига, эмиттер и катод туннельного диода - со входом записи единицы, коллектор и анод тзннельного диода - с шинами питани , а базы транзисторов установа в нуль - соответственно со входами записи единицы предшествующего иIn the proposed reverse shift register, each bit additionally contains an AND-NOT pulse element on the transistor, the base of which is connected to the trigger output, the collector is connected to the shift cathode, a divider consisting of a series-connected resistor and an inverted diode connected to the circuit. power supply, and the common contact of the resistor and the anode of the inverted diode is connected to the emitter of the transistor of the potential-potential element "AND - NOT, and the discriminator on the transistor and the tunnel diode in its emitter circuit, The discriminator transistor base is connected to the shear diode cathode, the emitter and the cathode of the tunnel diode to the input of the unit, the collector and the anode of the tznnel diode to the power buses, and the bases of the transistors to zero, respectively

последующего разр дов регистра сдвига.subsequent bits of the shift register.

На фиг. 1 приведена принципиальна электрическа схема реверсивного регистра сдвига; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений в различных точках схемы.FIG. 1 shows a circuit diagram of a reverse shift register; in fig. 2 - time diagrams of voltages at various points of the circuit.

Реверсивный регистр сдвига содержит в разр де триггер на туннельном дноде / и резисторе 2, транзисторы 3 н 4 установа триггера в нуль, диод 5 установа триггера в единицу, импульсно-потенциальный элементThe reverse shift register contains in the discharge a trigger on the tunnel dnode / and resistor 2, the transistors 3 n 4 set the trigger to zero, the diode 5 sets the trigger to one, the pulse-potential element

«И - НЕ на транзисторе 6, делитель на резисторе 7 и обращенном диоде 8, диод с накоплением зар да 9, дискриминатор на транзисторе 10 и туннельном диоде //. Реверсивный регистр сдвига св зан с щинами реверса“AND - NOT on transistor 6, divider on resistor 7 and reversed diode 8, diode with charge accumulation 9, discriminator on transistor 10 and tunnel diode //. Reverse shift register is associated with reverse reverse

12 - вправо и 13 - влево, с шиной сдвига 14, с шиной питани J5 и корпусом 16. Источниг и сигналов, действующие по щинам 12-14, должны иметь малое внутреннее сопротивление. На фиг. 2 показаны временные диаграммы12 - to the right and 13 - to the left, with the shear tire 14, with the power bus J5 and the housing 16. The sources and signals acting on the wars 12–14 should have a small internal resistance. FIG. 2 shows timing charts.

напр жений при работе сдвигового регистраstresses when working shift register

на шине 14-HIM и в точках: т. 17 - вход импульсно-нотенциального элемента «И - НЕ, т. 18 - вход дискриминатора, т. 19 - шина записи единицы.on the 14-HIM bus and in the points: T. 17 - input of the pulse-notional element “AND –NE, T. 18 - input of the discriminator, T. 19 - bus of the recording unit

Когда в п-ном разр де регистра хранитс нуль, что соответствует низковольтному состо нию туннельного диода 1, через резистор 2 и диод 1 нротекает ток. Нанр жение в точке 17 невелико, транзистор 6 открыт и в его коллекторной цепи через диод с накоплением зар да 9 протекает ток, который ограничиваетс резистором 7. Через обращенный диод 8 ток не протекает. Падением напр жени на диоде 9 транзистор 10 смещаетс в активную область. Порог срабатывани туннельного диода 11 при этом уменьшаетс , так как через него нротекает эмиттерный ток транзистора 10. Таким образом подготавливаетс срабатывание дискриминатора па транзисторе 10 и туннельном диоде 11. Транзисторы 5 и 4 установа триггера в нуль заперты, поскольку в это врем падение напр жени на туннельных диодах 11 очень невелико - пор дка 0,1 в. Так как напр жение в точках 18 и 19 стабилизируетс значительной крутизной пр мой ветви вольтамперной характеристики диода 9 и туннельной ветви вольтамперпой характеристики диода 11, режим работы дискриминатора и транзисторов установа триггера в нуль некритичен к разбросу технологических параметров компонент схемы. Тактовый импульс, действующий по шине 14, рассасывает наконленный в базе диода 9 зар д и вызывает срабатывание дискриминатора с малой задержкой . Отрицательный импульс на выходе дискриминатора (т. 19), сформированный на туннельном диоде 11 по амнлитудё н длнтельности , устанавливает в единицу триггер данного , например п-ного, разр да па туппельпом дноде /. Туннельный диод / предшествующего п-1-го или последующего n-fl-ro разр да устанавливаютс в нуль в зависимости от нотенциала на щинах реверса 12 и 13.When zero is stored in the n-th register register, which corresponds to the low-voltage state of tunnel diode 1, a current flows through resistor 2 and diode 1. The placement at point 17 is small, the transistor 6 is open and a current flows through the diode with accumulation of charge 9 in its collector circuit, which is limited by the resistor 7. The current does not flow through the reversed diode 8. By the voltage drop across the diode 9, the transistor 10 is shifted to the active region. The triggering threshold of the tunnel diode 11 decreases as the emitter current of the transistor 10 flows through it. In this way, the discriminator is triggered on the transistor 10 and the tunnel diode 11. Setting the trigger to zero is locked because at this time the voltage drops tunnel diodes 11 are very small — about 0.1 volts. Since the voltage at points 18 and 19 is stabilized by the significant steepness of the forward branch of the volt-ampere characteristic of diode 9 and the tunnel branch of the voltamper characteristic of diode 11, the mode of operation of the discriminator and transistors is not critical to the variation of the process parameters of the circuit components. The clock pulse acting on the bus 14 absorbs the charge 9 in the base of the diode and triggers the discriminator with a low delay. A negative pulse at the output of the discriminator (vol. 19), formed on the tunnel diode 11 for amplitude, sets the trigger of a given, for example p-th, bit of tuppell dnod to the unit. The tunnel diode / preceding p-1-th or subsequent n-fl-ro bits are set to zero, depending on the notice on the reversal 12 and 13.

Если на щину реверса 12 подан отрицательный потенциал, равный по амплитуде импульсу на выходе 19 или превышающий его по величине, а на шине 13 - нулевой потенциал, транзистор 3 n-f-1-го разр да устанавливает в нуль туннельный диод / того же разр да. При изменении потенциалов шин 12 и 13 туннельный диод / п- 1-го разр да устанавливаетс в нуль. Это объ сн етс тем, что в первом случае отрицательным потенциалом шины 12 заперт транзистор 2, а во втором - отрицательным потенциалом шины 13 заперт транзистор 3.If a negative potential is applied to the reverse 12, equal in amplitude to the output pulse 19 or greater than its value, and a zero potential on the bus 13, the 3 n-f-1-th transistor sets the tunnel diode / same discharge to zero. When the potentials of the busbars 12 and 13 are changed, the tunnel diode of the n-1st bit is set to zero. This is due to the fact that in the first case, the negative potential of the bus 12 is blocked by the transistor 2, and in the second case by the negative potential of the bus 13, the closed transistor 3.

Когда в fi-HOM разр де регистра хранитс единица, что соответствует высоковольтному состо нию туннельного диода 1, транзистор 6 занерт отрицательным потенциалом в точке 17, поэтому его ток полностью переключен в цепь резистора 7 и обращенного диода 8. Остальные цени п-ного разр да регистра обесточены . Поэтому помеха, котора может образоватьс за счет проходной емкости диодаWhen a unit is stored in a fi-HOM discharge register, which corresponds to the high-voltage state of tunnel diode 1, transistor 6 is locked by a negative potential at point 17, therefore its current is completely switched to the circuit of resistor 7 and reversed diode 8. The rest of the nth bit the register is de-energized. Therefore, the interference that can be generated due to the diode capacitance

9 при действии импульса сдвига по шине 14, не вызывает срабатывани неподготовленного дискриминатора на транзисторе 10 и туннельном диоде 11.9, under the action of a shear pulse across the bus 14, does not trigger the unprepared discriminator on the transistor 10 and the tunnel diode 11.

В динамнке схема работает следующнм образом .In dynamo, the scheme works as follows.

Предноложим, что на шине 12 имеетс отрицательный потенциал, равный амплитуде импульса на выходе 19 нли превышающий ее,Suppose that bus 12 has a negative potential equal to the amplitude of the pulse at the output of 19 nl exceeding it,

а на шипе 13 - нулевой потенциал. Тогда вли нием транзисторов 4 всех разр дов на работу схемы можпо пренебречь, поскольку опи все врем заперты. Пусть в регистре, иапример , сдвигаетс кодова комбинаци and on thorn 13 - zero potential. Then the influence of transistors 4 of all bits on the operation of the circuit can be neglected, since they are all the time locked. Suppose that in the register, for example, the code combination is shifted

011001, как показано на временной диаграмме фиг. 2. Импульсы сдвига отрицательной нол рностп но шпне 14 воздействует на диоды с наконлением зар да 9. Если в п-ном разр де хранилась единица, сигнал на выходе 19011001, as shown in the timing diagram of FIG. 2. Shifting pulses of negative zero on spindle 14 affect diodes with a charge tip 9. If a unit was stored in the nth bit, the output signal 19

отсутствует, и последующий /г+1-й разр д в нуль не устанавливаетс . Если в п-ном разр де хранилс нуль, имнульс с выхода /5 собственного дискриминатора устанавливает его в единицу, а п-|-1-й разр д - в нуль. Если отрицательный импульс с выхода 19 действует па единичный вход п-пого разр да, при условии , что в п-пом разр де хранилс нуль, и на нулевой вход п-1-го разр да, в котором в это врем также храннлс нуль, то воздействие импульса па нулевой вход преобладает, и в п-ном разр де остаетс нуль. Это происходит потому, что транзистор 3, шунтирующий в этот момент туннельный диод 1, выключаетс нозже окончани импульса с выхода 19is absent, and the subsequent / g + 1th bit is not set to zero. If zero is stored in the nth bit, the impulse from the output / 5 of its own discriminator sets it to one, and the n- | -1th bit to zero. If a negative pulse from output 19 acts on a single input of the n-th discharge, provided that the n-th discharge stored zero, and to the zero input of the n-1st discharge, which also stored zero at that time, then the effect of the pulse on the zero input prevails, and zero remains in the n-th bit. This is because the transistor 3, tunneling diode 1 shunting at this moment, is turned off before the end of the pulse from output 19

п-ного разр да, действующего на единичный вход. Таким образом, информаци сдвигаетс вправо при каждом тактовом импульсе (однотактный режим работы). В случае изменени нотенциалов щин реверса 12 и 13 информацииn-th digit acting on a single input. Thus, the information is shifted to the right with each clock pulse (single-cycle operation). In the event of a change in the information of women of the reverse 12 and 13 of the information

будет сдвигатьс влево, причем работа регистра при сдвиге не отличаетс от описанной выше.will shift to the left, and the register operation does not differ from the one described above.

При динамическом режиме работы импульсы на выходах дискриминаторов 19 всех разр дов нормируютс по амплитуде и длительности в широком дианазоне изменени амплитуды и длительпости импульсов сдвига, действующих по шипе 14. Задержки при срабатываиии дискриминаторов чрезвычайно малы, аIn the dynamic mode of operation, the pulses at the outputs of the discriminators 19 of all bits are normalized in amplitude and duration in a wide range of changes in the amplitude and duration of the shift pulses acting on the spike 14. The delays in the operation of the discriminators are extremely small, and

усиление по мощпости велико, что обеспечивает повышенное быстродействие при установке единицы или нул , т. е. форсированное переключение туннельных диодов 1. Благодар переключению диодов с больщими нревыщенн ми отсутствует критичность к разбросу их собственных паразитных емкостей, повышаютс параметрнческа надежность и быстродействие . Правильна работа дискриминаторов иThe power gain is large, which provides improved performance when setting a unit or zero, i.e., forced switching of tunnel diodes 1. Due to switching diodes with high levels, there is no criticality to the spread of their own parasitic capacitances, increased parameter reliability and speed. The correct operation of discriminators and

всего регистра обеспечиваетс благодар импульсно-нотенциальному элементу «И - НЕ. В данном случае используетс инерционность транзистора 6 при включении и выключении, когда мен етс состо ние туннельного диодаthe entire register is provided thanks to the pulsed-notional element "AND - NOT. In this case, the inertia of the transistor 6 is used when switching on and off when the state of the tunnel diode changes

1- При включении транзистора 6 обеспечиБаетс небольша задержка нарастани его коллекторного тока - заноминание предшествующего состо ни «единица диода ). Кроме того, в диоде 9 за врем хранени единицы диодом / зар д не наканливаетс . Поэтому номсха па выходе 18, образующа с ири дейCTBHii iiMiiy;ibca по щиие 18, легко дискриминируетс не подготовленным к срабатыванию дискриминатором на транзисторе Ю и туннельном диоде 11. При выключении транзистора 6 происходит небольша задержка снада его коллекторного тока - запоминание предшествующего состо ни «нуль диода 7Благодар этому вместе с эффектом рассасывани зар да, накопленного в базе диода 9 за период хранени нул , обеспечиваетс надежное срабатывание дискриминатора.1- When the transistor 6 is turned on, a slight delay in the rise of its collector current is provided - the previous state of the diode is forgotten. In addition, in diode 9, during storage of the unit, the diode / charge is not incandescent. Therefore, the output 18, which forms the CTBHii iiMiiy; ibca through 18, is easily discriminated by the discriminator not prepared to operate on the transistor Yu and the tunnel diode 11. When the transistor 6 is turned off, there is a slight delay in the fall of its collector current — remembering the previous state diode 7Thanks to this, together with the effect of resorption of the charge accumulated in the base of diode 9 during the storage period zero, a reliable actuation of the discriminator is ensured.

Предмет изобретени Subject invention

Реверсивный регистр сдвига, содержащий в каждом разр де триггер в виде иоследовательно соединенных туннельного диода и резистора , св заииых с шинами нитани , выход которого соединен с коллекторами транзисторов устаиова в нуль, нодключенных эмиттерами соответственно к шииам реверса влево и вправо, и с катодом дисда установа в единицу , подключеиного ко входу записи единицы, и диод сдвига, анод которого подключен к шине сдвига, отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи , каждый его разр д дополнительно содержит имнульсно-потенциальпый элемент «И - НЕ на транзисторе , база которого соединена с выходомA reverse shift register containing in each discharge a trigger in the form of successively connected tunnel diodes and a resistor connected to the busbars, the output of which is connected to the collectors of the ustaiova transistors to zero, connected by emitters respectively to the width of the reverse left and right, and the cathode of the switch installed into the unit, connected to the input of the record unit, and the shear diode, the anode of which is connected to the shear bus, characterized in that, in order to improve speed, each of its bits additionally contains the tricial element "AND - NOT on the transistor, the base of which is connected to the output

триггера, коллектор - с катодом диода сдвига , делитель, состо щий из иоследовательно соедииеииых резистора и обращенного диода, подключеиных к шииам нитани , иричем общий контакт резистора и анода обращенногоtrigger, collector - with the cathode of the shear diode, divider consisting of successively the resistors and the reversed diode, connected to the wire, and the common contact of the resistor and the reversed anode

диода соедииеи с эмиттером транзистора импульсно-нотенциального элемента И - НЕ, и дискриминатор на транзисторе и туннельном диоде в его эмиттерной цени, причем база транзистора дискриминатора соединена с катодом диода сдвига, эмиттер и катод туииельного диода - со входом записи единицы, коллектор и аиод туннельного диода - с шипами питани , а базы транзисторов установа в нуль - соответственно со входами записи еди1Н1ЦЫ нредшествуюп1его и последующего разр дов регистра сдвига.the diode is connected with the emitter of the transistor of a pulsed-notional element AND - NOT, and the discriminator on the transistor and the tunnel diode in its emitter value, the discriminator transistor base connected to the shear diode cathode, emitter and cathode diode - to the unit recording input, the collector and tunnel diode the diode has power spikes, and the base of the transistors is set to zero, respectively, with the write inputs of the single and the next bits of the shift register.

Pa3padi,ntjPa3padi, ntj

.--fФиг .}.-- f FIG.}