Сдвигающий регистр

Параллельный (сдвигающий) регистр является, как правило, универсальным и может выполнять все доступные для регистров микрооперации. Для этого разрядные схемы, входящие в его состав, соединены между собой. Рассмотрим построение такого регистра на примере однотактного сдвигающего регистра с возможностью параллельной записи информации (см. рис. 6.6). Для упрощения на рис. 6.6 показаны только две разрядные схемы регистра.

Выбор режима работы регистра определяется значением сигнала на входе s/p. При сигнале s/p =0 элемент DD1 2И–НЕ, формируя на своем выходе сигнал лог. 1, не зависимо от сигнала синхронизации, поданного на вход С, блокирует синхронное переключение триггеров разрядных схем регистра. Одновременно выходной сигнал инвертора DD2 преобразует элементы 2И–НЕ DD3 и DD5 в инверторы и сигналы, присутствующие на входах параллельной записи информации D, переписываются в триггеры разрядных схем. Элементы DD4 и DD6 в данном режиме также работают как инверторы, предотвращая возможность одновременной подачи на асинхронные входы R– и S–триггеров двух активных логических уровней.

Рисунок 6.6 – Фрагмент структурной схемы сдвигающего регистра

Если s/p=l, параллельная запись информации становится невозможной, так как логические элементы DD3–DD6 не зависимо от сигналов на входах параллельной записи D формируют на асинхронных входах R– и S–триггеров пассивные логические сигналы. Одновременно элемент DD1 2И–НЕ превращается в инвертор и по фронту импульса синхронизации информация со входа V (вход последовательного приема информации) записывается в триггер первой разрядной схемы регистра. В триггер второй разрядной схемы переписывается информация из первой разрядной схемы и т. д. Регистр выполняет прием информации в последовательном виде и сдвиг ранее записанной в него информации влево (из младшего разряда в старший). Условное графическое изображение 4–разрядного регистр сдвига показано на рис. 6.7.

Рисунок 6.7 – Условное графическое обозначение сдвигающего регистра

Если регистр выполняет операцию сдвига информации вправо из старшего разряда в младший, то на его условном обозначении стрелка указывает вправо. Если стрелки показывают в обе стороны, то это значит, что регистр является реверсивным, и направление сдвига информации определяется управляющим сигналом.

Схемотехнически этого можно добиться введением в разрядные схемы дополнительных элементов 2x2 И–ИЛИ (см. рис. 6.8).

Как и в статическом регистре, показанном на рис. 6.3 элементы 2х2 И–ИЛИ–НЕ используются как мультиплексор, изменяющий направление передачи сигнала. При S=1 входы и выходы различных разрядных схем соединяются так, чтобы выполнять сдвиг информации влево. При S = 0 информация сдвигается вправо.

Следует отметить, что в сдвигающих регистрах используются только двухступенчатые триггеры или триггеры с динамическим управлением. Это гарантирует сдвиг информации строго на один разряд по каждому импульсу синхронизации. При использовании других триггеров процесс сдвига становится неуправляемым и за один импульс синхронизации информация может быть сдвинута на несколько разрядов.

Рисунок 6.8 – Фрагмент схемы реверсивного сдвигающего регистра

S=1 –сдвиг влево, S=0 –сдвиг вправо