Приклади схемної реалізації зсуваючого регістру

Зсуваючі регістри призначені для виконання операції зсуву коду слова, тобто для переміщення цифр слова в напрямку від старших до молодших розрядів (зсув вправо) або від молодших до старших розрядів (зсув вліво). Зсув коду слова вліво на один розряд відповідає множенню коду числа на основу системи числення, а зсув вправо – діленню.

В регістрах, як правило, зсув числа на k розрядів здійснюється за k тактів або за k мікрооперацій зсуву. Мікрооперація зсуву – зсув числа на один розряд вправо або вліво відносно прийнятої розрядної сітки. Розряди, що вийшли при цьому із розрядної сітки регістра вліво або вправо, втрачаються, а в звільнені при зсуві розряди заносяться нулі. Можлива операція так званого циклічного зсуву, коли при зсуві вліво значення розряду, що вийшов із розрядної сітки не втрачається, а заноситься в наймолодший розряд регістру і при зсуві вправо значення розряду, що вийшов із розрядної сітки не втрачається, а заноситься в найстарший розряд регістру.

Регістри за способом виконання операції зсуву можна розділити на два основних типи:

· з одночасною передачею інформації;

· з парафазною передачею інформації.

За напрямком зсуву регістри прийнято розділяти на три види:

· регістри, що зсувають код слова вправо (в сторону молодших розрядів);

· регістри, що зсувають код слова вліво (в сторону старших розрядів);

· реверсивні зсуваючі регістри, що здійснюють зсув інформації вправо або вліво в залежності від керуючих сигналів.

В залежності від способів прийому і видачі інформації зсуваючі регістри можна поділити на:

· регістри з послідовним входом і послідовним виходом;

· регістри з послідовним входом і послідовно-паралельними виходами;

· регістри з послідовно-паралельними входами і виходами.

Зсуваючий регістр має такі ж вхідні і вихідні схеми, як і регістри прийому і видачі інформації, але вихід i -го розряду з’єднаний з встановлюючими входами сусіднього розряду ліворуч для реалізації зсуву вліво, або сусіднього розряду праворуч для реалізації зсуву вправо. Тригери зсуваючих регістрів повинні бути складними з проміжним внутрішнім запам’ятовуванням. Якщо в зсуваючому регістрі використовуються прості тригери, наприклад RS–тригери, то необхідно використовувати ще один додатковий регістр для проміжного запам’ятовування слова в процесі зсуву. Фактично це призводить до того, що кожний розряд регістра буде складатись з двох тригерів (рис. 4).

Рис. 4. Схема розрядів зсуваючого вліво регістра на RS–тригерах.

На рис. 4 показані схеми зсуваючих регістрів, побудованих на інтегральних JK–тригерах.

Тут використовується один JK–тригер на кожний розряд зсуваючого регістра, оскільки інтегральний JK–тригер уявляє собою каскадне з’єднання двох однотактних тригерів з автоматичною передачею інформації від вхідного тригера до вихідного. З’єднав входи J і K JK–тригера i -го розряду з виходами Q і JK–тригера (i + 1)–го розряду відповідно (рис. 5), отримаємо послідовність JK–тригерів, кожний з яких виконує функції D–тригера. Зсув здійснюється вправо.

Рис. 5. Схема розрядів однонаправленого зсуваючого регістра на JK–тригерах.

Схема реверсивного зсуваючого регістра на JK–тригерах показана на рис. 6. Схема функціонує під дією пари сигналів, що надходять по шині «Зсув» і по одній із шин керування реверсом («Дозвіл зсуву вправо» / «Дозвіл зсуву вліво»), і має ту особливість, що передача інформації, яка зсувається на сусідній тригер, здійснюється не парафазним кодом, а по одній лінії зв’язку. Парафазний код утворюється вже безпосередньо на вході тригера за допомогою інвертора, який розташований перед входом R. Одночасна подача одиничних сигналів на шини «Дозвіл зсуву вправо»і «Дозвіл зсуву вліво» заборонена, оскільки в цьому випадку інформація в регістрі під дією сигналу «Зсув» буде зіпсована. При нульових сигналах на цих шинах сигнал «Зсув» здійснить погашення регістра (встановить 0 на всіх тригерах регістру).

Рис. 6. Схема розрядів реверсивного зсуваючого регістра на інтегральних JK–тригерах:

Зсуваючі регістри можна використовувати не тільки для зсуву коду, але і для перетворення паралельного коду, прийнятого в регістр, в послідовний. Для цього достатньо прийнятий код зсувати до тих пір, поки він не буде висунутий з регістру. Вихід з крайнього розряду використовується як вихідна шина послідовного коду. Зсуваючі регістри може виконувати також функцію перетворення послідовного коду в паралельний.