Registrlar (raqamli texnologiya)

Register — yozish, saqlash va oʻqish uchun qurilma $n$ -bitli ikkilik maʼlumotlar va ular ustida boshqa amallarni bajarish.

Registr flip-floplarning tartiblangan toʻplamidir, odatda D-flip-floplar, ularning soni soʻzdagi bitlar soniga mos keladi. Kombinatsion raqamli qurilma registr bilan bogʻlanishi mumkin, uning yordamida soʻzlar ustida maʼlum operatsiyalar bajariladi.

Registrlarni qurish uchun asoslar: D-flip-flops, RS-flip-flops, JK-flip-flops .

Registrlardagi operatsiyalar

Quyidagi operatsiyalar odatiy hisoblanadi:

reestrga soʻzni qabul qilish (davlatni belgilash);
registrdan soʻzni oʻtkazish;
siljish registrlarida berilgan bitlar soni boʻyicha soʻzni chapga yoki oʻngga siljitish ;
soʻzning ketma-ket kodini parallel kodga va aksincha oʻzgartirish;
registrni dastlabki holatga oʻrnatish (qayta tiklash).

Registrlarning klassifikatsiyasi

Registrlar quyidagi turlarga koʻra tasniflanadi:

saqlash (xotira registrlari, saqlash);
oʻzgartirish yoki oʻzgartirish.

Oʻz navbatida, siljish registrlari quyidagilarga boʻlinadi:

Axborotni kiritish-chiqarish usuliga koʻra:
- parallel: axborot bir vaqtning oʻzida barcha kirishlarga va barcha chiqishlarga yoziladi va oʻqiladi;
- ketma-ket: maʼlumot birinchi triggerga yoziladi va oʻqiladi va bu triggerda boʻlgan maʼlumot keyingisiga yoziladi — qolgan triggerlar bilan ham xuddi shunday boʻladi;
- birlashtirilgan;
axborot uzatish yoʻnalishi boʻyicha:
- bir tomonlama;
- qaytariladigan.

Registrlarning turlari

Registrlar axborotni kiritish (yuklash, qabul qilish) hamda chiqarish (yuklash, berish) turiga koʻra farqlanadi:

Axborotni ketma-ket kiritish va chiqarish bilan
Axborotni parallel kiritish va chiqarish bilan
Parallel kirish va ketma-ket chiqish bilan. Masalan: SN74LS165J (N), SN74166J (N), SN74LS166J (N)
Seriyali kirish va parallel chiqish bilan. Masalan: SN7416J (N), SN74LS164J (N), SN74LS322J (N), SN74LS673J (N)

Chiqishda uchta holatga ega boʻlgan mandalli flip-floplardan foydalanish, ortib borayotgan (seriyaning standart mikrosxemalariga nisbatan) yuk koʻtarish qobiliyati (magistral tizimli mikroprotsessorli tizimlarda) registrlardan toʻgʻridan-toʻgʻri magistralda registrlar, bufer registrlari, I/O registrlari, magistral transmitter va h.k. qoʻshimcha interfeys sxemalarisiz.

Yuqorida tavsiflangan ikkilik registrlarga qoʻshimcha ravishda, registr boshqa sanoq tizimiga ham asoslanishi mumkin, masalan, uchlik yoki kasr.

Parallel registrlar

Parallel (statik) registrlarda bit sxemalari bir-biri bilan maʼlumot almashmaydi. Bitlar uchun umumiy boʻlganlar odatda soat, qayta oʻrnatish/oʻrnatish, chiqish yoki qabul qilish ruxsatnomalari, yaʼni boshqaruv sxemalari. Toʻgʻridan-toʻgʻri dinamik kirishlarga ega, EZ signali bilan boshqariladigan kirishlar va uchinchi holat chiqishlari bilan D tipidagi flip-floplarda qurilgan statik registr sxemasiga misol.

Shift (ketma-ket) registrlar

Shift registrlari (yoki ketma-ket (shift) registrlar) uzatish davrlari bilan bogʻlangan bit zanjirlari zanjiri. Asosiy ish rejimi — har bir soat pulsi uchun kod bitlarini bir triggerdan ikkinchisiga oʻtkazish. Bitta oʻngga siljish bilan bir siklli registrlarda soat signali kelganda soʻz siljiydi. Kirish va chiqish seriyali (inglizcha: Data Serial Right, DSR).

Bitlararo ulanishlarda mantiqiy elementlarga ega boʻlmagan siljish registrlarida sinxronizatsiya talablariga koʻra, bir bosqichli darajadagi boshqariladigan triggerlardan foydalanish mumkin emas, chunki baʼzi triggerlar soat signalini yoqish darajasida qayta-qayta almashishi mumkin. qabul qilib boʻlmaydi. Bitlararo ulanishlarda mantiqiy elementlarning paydo boʻlishi va undan ham koʻproq birlik boʻlmagan chuqurlikdagi mantiqiy sxemalar registrlarning ishlashi uchun shartlarning bajarilishini soddalashtiradi va ushbu sxemalar uchun mos keladigan trigger turlarini kengaytiradi. Koʻp tsiklli siljish registrlari bir nechta soatlar tomonidan boshqariladi. Ulardan eng mashhurlari oddiy bir bosqichli darajadagi boshqariladigan flip-floplarda qurilgan asosiy va qoʻshimcha registrlarga ega push-pull. C1 siklida asosiy registrning mazmuni qoʻshimcha registrga qayta yoziladi va C2 tsiklida u asosiy registrga qaytadi, lekin allaqachon qoʻshni bitlarga qaytadi, bu esa soʻz siljishiga mos keladi. Uskunaning narxi va tezligi nuqtai nazaridan, bu variant ikki bosqichli flip-floplar bilan bir davrli registrga yaqin.

Namunalar:

SN74ALS164 (KR1533IR8) ketma-ket yuklash va parallel tushirish bilan sakkiz bitli siljish registridir. A va B ikkita kirish bilan jihozlangan, bu ulardan birini qulflash imkonini beradi (uni soat pulsining musbat chekkasida past kuchlanish darajasiga oʻrnatish), boshqa kirishda ketma-ket kodda maʼlumotlarni kiritish.
SN74ALS165 (KR1533IR9), SN74ALS166 (KR1533IR10) — ketma-ket tushirish bilan sakkiz bitli siljish registrlari, ikki rejimda ishlaydi: parallel yuk va siljish,
SN74198 (KR155IR13) sakkiz bitli teskari siljish registridir, toʻrtta ish rejimiga ega: parallel yuklash, chapga siljish, oʻngga siljish va blokirovka qilish.
SN74LS295 (KR1533IR16) — parallel yuklash va uchta chiqish holatiga ega toʻrt bitli siljish registr boʻlib, u uchta ish rejimiga ega: parallel yuklash, chapga siljish va blokirovka qilish. Registr asosida ketma-ket maʼlumotlarni kiritish va chap va oʻngga siljish rejimlari boʻlgan teskari siljish registrini qurish mumkin.
74HC595N (KR1564IR52) sakkiz bitli mandalli siljish registridir, bu uchta chiqish holati bilan parallel yoki ketma-ket kombinatsiyaga qodir: yuqori, past va yuqori empedans.

Protsessor registrlari

Maqsadiga koʻra, protsessor registrlari quyidagilar bilan farqlanadi:

akkumulyator — arifmetik va mantiqiy amallarning oraliq natijalarini va kiritish-chiqarish koʻrsatmalarini saqlash uchun ishlatiladi;
bayroq — arifmetik va mantiqiy operatsiyalar natijalarining belgilarini saqlash;
umumiy maqsad — arifmetik va mantiqiy ifodalar, indekslar va manzillarning operandlarini saqlash;
indeks — massivning manba va maqsadli elementlarining indekslarini saqlash;
koʻrsatgich — xotiraning maxsus joylariga koʻrsatgichlarni saqlash (joriy operatsiyaga koʻrsatgich, asosiy koʻrsatkich, stek koʻrsatkichi);
segment — xotira segmentlarining manzillari va selektorlarini saqlash;
menejerlar — protsessor holatini boshqaruvchi maʼlumotlarni, shuningdek, tizim jadvallari manzillarini saqlash.

Uchlik registrlar

Uchlik registrlar uchlik flip-floplarda qurilgan. Uchlik flip-floplar singari, uchlik registrlar ham uchlik maʼlumotlar (uchlik raqamlar) uchun turli xil uchlik kodlash tizimlari boʻlishi mumkin: uch darajali bir simli, ikki darajali ikki raqamli ikki simli, ikki darajali uch raqamli bir-uch- sim, ikki darajali uch xonali bir nol uch simli va boshqalar.

Flip-flop — triggerdir…

Oʻngdagi rasmda 9 bitli parallel statik eshikli uchlik maʼlumotlar registrining 3 ta uch bitli parallel statik eshikli uchlik maʼlumotlar registrlari 3 bitli birlik uchlik mantiqiy elementlar tizimidagi diagrammasi koʻrsatilgan (3B belgisi bilan chiziqlar: uch simli), eksponensial pozitsion uchlik sanoq tizimida sigʻimga ega $3^{9}=19683$ raqamlar (kodlar; shifrlar).

Adabiyotlar

Genri S. Uorren — Algoritmicheskie tryuki dlya programmistov
Nefedov A.V, Savchenko A. M., Feoktistov Yu. F. Pod redaksiey Shirokova Yu. F. — Zarubejnie integralnie mikrosxemi dlya promishlennoy elektronnoy apparaturi:
Petrovskiy I. I., Pribilskiy A.V,, Troyan A. A., Chuvelov V. S. — Funksionalniy sostav mikrosxem
Averchenkov O. Ye. — Sxemotexnika: apparatura i programmi

Havolalar

Metodicheskie ukazaniya.^{[sayt ishlamaydi]} Issledovanie registrov