РЕКУРРЕНТНЫЕ РЕГИСТРЫ.

В основе рекуррентных регистров лежат кольцевые регистры.

Назначение рекуррентного регистра.

Рекуррентные регистры служат для получения длинных кодовых комбинаций (рекуррентных последовательностей), приближающихся по своим статическим характеристикам к “белому” шуму.

Используют для кодирующих и декодирующих устройств, широкополосных систем связи, при формировании сигналов фазирования в системах передачи данных.

Устройство рекуррентного регистра.

Выход последнего (старшего) разряда регистра соединяется с входом через простейший элемент И-НЕ. С предыдущего разряда регистра также подаётся сигнал на этот элемент.

Для примера рассмотрим схему рекуррентного регистра на D-триггерах.

Схема рекуррентного регистра.

Рис. 5 Схема рекуррентного регистра

Таким образом рекуррентные регистры позволяют формировать кодовые комбинации различной длины за счёт введения цепи логической обратной связи.

Параметры последовательного регистра.

Время ввода (вывода) m-разрядного двоичного числа в регистрах сдвига равно mТ_сд, где Т_сд — период следования тактирующих сигналов, осуществляющих ввод (вывод) информации.

Таким образом, последовательные регистры – это цифровые автоматы, осуществляющие последовательный сдвиг вправо или влево кода, записанного в его разрядах числа.

3. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕГИСТРЫ.

Ввод и вывод информации (двоичных чисел) в параллельных регистрах (регистрах памяти) осуществляется одновременно во всех разрядах (в параллельном коде).

Синтез регистра памяти.

Поскольку разряды регистра памяти функционируют идентично, то нет необходимости производить синтез каждого разряда отдельно, достаточно провести проектирование одного i-го разряда. Синтез параллельного регистра сводится к выбору типа триггера и определению структуры устройств ввода.

Выбор типа триггера производится из следующих соображений. Если регистр предназначается только для хранения числа, то целесообразно использовать синхронный D-триггер. Применение других типов триггеров возможно, но зачастую не оправдано по причине усложнения схемы регистра или неполного использования логических возможностей триггеров.

Определение структуры устройств ввода информации осуществляется методами синтеза комбинационных цифровых устройств .

Назначение параллельного регистра.

Параллельные регистры, как правило, используется как регистры памяти.

Устройство параллельного регистра.

Простейший вид параллельного регистра такой же, как и у последовательного. Т.е. в его сосав входят соединённые определённым образом триггеры (D, JK, RSC-типа).

Каждый из триггеров в процессе работы хранит один разряд двоичного числа.

Условное обозначение параллельного регистра.

Примером такого регистра является микросхема К155ИР15.

Рис. 6 УГО параллельного регистра

Принцип действия параллельного регистра.

Запись числа осуществляется в параллельном коде по входам “S” триггеров. При этом на входе “С” должен быть разрешающий импульс.

Схема параллельного регистра.

Схема параллельного регистра такая же как и последовательного, но информация подаётся на входы “S” параллельно.

Рис. 7 Схема параллельного регистра

На схеме: -R - сигнал установки нуля;

Z_з – сигнал записи приёма информации;

Z_су – сигнал считывания хранимой информации.

Работа параллельного регистра.

При однофазной передаче кода сигнал о каждой букве а_i слова А= а_n-1, …a₀ вводится в i-ый разряд регистра по одному проводу через один из элементов DD7…DD8. Информация записывается в регистр в случае наличия разрешающей единицы на шине Z_з.

Перед записью кода в регистр подаётся сигнал сброса R=1 при Z_з=Z_ce=0. Тогда на входах всех триггеров действуют сигналы R=1, S=0. Это приводит к установке всех разрядов регистра в нулевое состояние, т.е подготовке их к приёму информации.

После этого на входные схемы И кроме сигналов а_i подают сигнал записи Z_з.=1 при R= Z_ce=0. Тогда на входах i-го триггера действуют сигналы R=0, S=а_i, что приводит к установке его в состояние Q_i=a_i. Таким образом, на основных выходах всех триггеров формируется двоичный код А= а_n-1, …a_0.

Для считывания информации из регистра на его входные схемы И DD1…DD3 подаётся сигнал считывания Z_сч=1, что обеспечивает формирование на выходах логических схем сигналов a_i

После считывания информация в регистре не изменяется.

Параметры параллельных регистров.

Время ввода (вывода) информации равно времени ввода (вывода) одного разряда.

Применение регистров.

Наиболее широкое применение получил универсальный сдвиговой регистр подобный К155ИР1.

Этот двунаправленный регистр сдвига объединяет в себе все возможные виды рассмотренных регистров.

Возможны следующие режимы работы К155ИР1.

1. Последовательный ввод через V1.

2. Параллельный ввод по D1-D4.

(Выбор режима последовательного и параллельного ввода определяется сигналом на V2: “0” - для последовательного ввода, “1” - для параллельного ввода).

3. Сдвиг вправо (“0” С1, “1” - С2).

4. Сдвиг влево (“1” С1, “0” - С2).

5. Блокировка (“0” С1, “0” - С2).

Рис. 8 Пример применения регистра

Таким образом, параллельные регистры имеют более высокое быстродействие, чем последовательные. Однако, применение регистров обусловлено функциональным назначением различных схем.

Заключение:

1. Основой любого регистра является триггер (двоичная ячейка памяти).

2. По выполняемым функциям регистры делятся на регистры без сдвига информации и со сдвигом информации.

3. Разновидность сдвигающих регистров - кольцевой и рекуррентный регистр.