15 Регістри

Регістр - послідовне або паралельне логічний пристрій, що використовується для зберігання n-розрядних двійкових чисел і виконання перетворень над ними.

Регістр являє собою упорядковану послідовність тригерів. зазвичай D, число яких відповідає числу розрядів в слові. З кожним регістром зазвичай пов'язане комбінаційне цифровий пристрій, за допомогою якого забезпечується виконання деяких операцій над словами.

Фактично будь-який цифровий пристрій можна представити у вигляді сукупності регістрів, з'єднаних один з одним за допомогою комбінаційних цифрових пристроїв.


Малюнок 1. Умовно-графічне позначення паралельного регістра

Класифікація регістрів

Регістри класифікуються за такими видами:

  • накопичувальні (регістри пам'яті, зберігання);
  • зсувні.

У свою чергу зсуваються регістри діляться:

  • за способом введення-виведення інформації:
    • паралельні - запис і зчитування інформації відбувається одночасно на всі входи і з усіх виходів;
    • послідовні - запис і зчитування інформації відбувається в перший тригер, а та інформація, яка була в цьому тригері, перезаписується в наступний - те ж саме відбувається і з іншими тригерами;
    • комбіновані;
  • у напрямку передачі інформації:
    • односпрямовані;
    • реверсивні.
  • по підставі системи числення
    • виконавчі
    • трійчастий
    • десяткові

типи регістрів

Регістри розрізняють за типом введення (завантаження, прийому) і виведення (вивантаження, видачі) інформації:

  1. З послідовним введенням і виведенням інформації
  2. З паралельним введенням і виведенням інформації
  3. З паралельним введенням і послідовним висновком. Наприклад: SN74LS165J (N), SN74166J (N), SN74LS166J (N)
  4. З послідовним введенням і паралельним висновком. Наприклад: SN7416J (N), SN74LS164J (N), SN74LS322J (N), SN74LS673J (N)

Використання тригерів з засувками з трьома станами на виході, збільшена (в порівнянні зі стандартними мікросхемами серії) здатність навантаження дозволяють використовувати (в мікропроцесорних системах з магістральною організацією) регістри безпосередньо на магістраль в якості регістрів, буферних регістрів, регістрів введення-виведення, магістрального передавача і т. д. без додаткових схем інтерфейсу.

паралельні регістри

У паралельних (статичних) регістрах схеми розрядів не обмінюється даними між собою. Спільними для розрядів зазвичай є ланцюги тактирования, скидання / установки, дозволу виходу або прийому, тобто ланцюга управління. Приклад схеми статичного регістра, побудованого на тригерах типу D з прямими динамічними входами, що має входи скидання і виходи з третім станом, керовані сигналом EZ.

Зсувні (послідовні) регістри

Послідовні (зсувні) регістри представляють собою ланцюжок розрядних схем, пов'язаних ланцюгами переносу. Основний режим роботи - зрушення розрядів коду від одного тригера до іншого на кожен імпульс тактового сигналу. У однотактний регістрах із зсувом на один розряд вправо слово зсувається при надходженні синхросигналу. Вхід і вихід послідовні (англ. Data Serial Right, DSR).

Згідно з вимогами синхронізації в зсувних регістрах, які не мають логічних елементів в межразрядних зв'язках, не можна застосовувати одноступінчасті тригери, керовані рівнем, оскільки деякі тригери можуть за час дії дозволяє рівня синхросигналу переключитися неодноразово, що неприпустимо. Поява в межразрядних зв'язках логічних елементів, і тим більше, логічних схем непоодинокий глибини спрощує виконання умов працездатності регістрів і розширює спектр типів тригерів, придатних для цих схем. Багатотактного зсуваються регістри управляються кількома сінхропоследовательностямі. З їх числа найбільш відомі двотактні з основним і додатковим регістрами, побудованими на простих одноступінчатих триггерах, керованих рівнем. За такту С1 вміст основного регістра переписується в додатковий, а по такту С2 повертається в основний, але вже в сусідні розряди, що відповідає зрушенню слова. За витратами обладнання та швидкодії цей варіант близький до однотактному регістру з двоступінчастими тригерами.

  • SN74ALS164 (КР1533ІР8) - восьмирозрядний зсувний регістр з послідовною завантаженням і паралельної вивантаженням. Оснащений двома входами, A і B, що дозволяє замкнувши один з них (встановивши на ньому низький рівень напруги по позитивному фронту тактового імпульсу), здійснювати введення даних в послідовному коді по іншому входу.
  • SN74ALS165 (КР1533ІР9), SN74ALS166 (КР1533ІР10) - восьмирозрядний зсувний регістр з послідовною вивантаженням, що працює в двох режимах: паралельної завантаження і зсуву,
  • SN74198 (КР1533ІР13) - восьмизарядний реверсивний зсувний регістр, що має чотири режими роботи: паралельна завантаження, зсув вліво, зрушення вправо і блокування.
  • SN74LS295 (КР1533ІР16) - четирёхразрядний реверсивний зсувний регістр з трьома станами виходів, має чотири режими роботи: паралельна завантаження, зсув вліво, зрушення вправо і блокування.

регістри процесора

За призначенням регістри процесора розрізняються на: