Регистр
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ1Ф (21) 3541862/24-24 (22) 11.01.83 (46) 15.02.85. Бюл. М 6 (72) Г.А. Афанасьев, Ю.В. Исаев, В.Д. Козюминский и В.А. Мищенко (53) 681 . 327. 66 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 822367, кл . Н 03 К 17/62, 1979. 2. Каган Б.M. Каневский M,Ì. Цифровые вычислительные машины и системы. М., "Энер гия", 1973, с. 193-194 (прототип). (54(57) РЕГИСТР, содержащий в каждом разряде двухступенчатый RS-триггер, первый и второй элементы ИЛИ, выходы которых подключены к S- u R-входам RS-триггера соответственно, шесть элементов И, причем выходы первого, второго и третьего и четвертого, пятого и шестого элементов И подключены соответственно к входам первого и второго элементов ИЛИ, четвертые входы которых являются входами установки регистра в единичное и нулевое состояния соответственно, первые входы первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов И являются первым, вторым и третьим управляющими входами регистра соответственно, вторые входы первого и четвертого элементов И являются прямым и инверсным входами записи данного разряда соответственно, вторые. входы второго и пятого элементов И каждого разряда подключены соответственно к прямому и инверсному выходам RS-триггера предцдущего разряда, а вторые входы третьего и шестого элементов И каждого разряда
4(51) С 11 С 19/00 Н 03 К 17/62 подключены соответственно к прямому и инверсному выходам RS-триггера последующего разряда, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения регистра за счет выполнения функций регистра последовательного приближения, в каждый разряд регистра введены четыре дополнительных элемента И, причем первые входы первого и второго дополнительных элементов И подключены к прямому и инверсному выходам RS-триггера данного разряда, а вторые. входы — к выходу первого дополнительного элемента И предыдущего разряда, первые входы третьего и четвертого дополнительньк элементов И являются дополнительным управляющим входом регистра, вторые входы этих элементов И соединены с выходами второго дополнительного элемента И данного и последующего разрядов соответственно, третий вход третьего дополнительного элемента И является дополнительным входом регистра, выходы третьего и четвертого дополнительньк элементов И соединены с пятыми входами первого и вТорого элементов ИЛИ соответственно, второй вход четвертого дополнительного элемента И последнего разряда регистра подключен к выходу первого дополнительного элемента И данного разряда, а вторые входы первого и второго дополнительных элементов
И первого разряда — к первому входу четвертого дополнительного элемента
И данного разряда, при этом С-входы
RS-триггеров являются синхровходом регистра.
Ф 11401
Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и мсшсет использоваться в качестве сдвигающего регистра и регистра последо вательного приближения.
Известен регистр последовательного приближения, содержащий в каждом разряде два RS-.òðèããåðà н два элемента И $13.
Недостатком данного регистра яв- 1б ляется невозможность его использования в качестве регистра параллельного действия, что ограничивает область его применения.
Р
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регистр, каждый разряд которого содержит двухступенчатый RS-триггер, йервый и второй элементы ИЛИ, вькоды которых подключены к S- u R-входам 2О
RS-триггера соответственно, шесть элементов И, причем вькоды первого, второго и третьего и четвертого, пятого и шестого элементов И подключены соответственно к входам первого . р5 и второго элементов ИЛИ, четвертые входы которых являются входами установки. регистра в единичное и нулевое состояния соответственно, причем первые входы первого и четвертого, вто- Зо рого и пятого, третьего и шестого элементов И являются первым, вторым и третьим управляиицимс входами регистра соответственно, вторые входы первого и четвертого элементов И являются прямым и инверсным входами записи данного разряда соответственно, вторые входы, второго и пятого элементов И каждого-разряда подключены соответственно к прямому и ин- . версному вькодам RS-триггера предьдущего разряда, а вторые входы третьего и шестого элементов И каждого разряда подключены соответствеино к прямому а инверсному вы*адам RS триг 45 гера последующего разряда CZS.
Недостатком известного устройства является то, что оно не реализует
Функции регистра последовательного приблнжения, что ограничивает область50 ,его применения.
Цель изобретения - расширение об,ласти применения регистра sa счет вьг полнения функций регистра последовательного приближения. 55
Поставленная цель достигается тем, что в регистре, содержащем в каждом разряде двухступенчатый RS-триггер, 74 3 первый н второй элементы ИЛИ, вы1соды
i которьк подключены к S- и К-входам
RS-триггера соответственно, шесть элементов И, причем выкоды первого, второго и третьего н четвертого, пя-. того и шестого элементов И подключены соответственно к входам первого и второго элементов ИЛИ, четвертые входы которьк являются входами установки регистра в единичное н нулевое состояния соответственно, первые входы первого н четвертого, второго н пятого, третьего и шестого элементов И являются первым, вторым и третьим управляющими входами регистра соответственно, вторые входы первого и четвертого элементов И являются прямым и инверсным входами записи данного разряда соответственно, вторые входы второго и пятого элементов И каждого разряда подключены соответственно к прямому и инверсному выходам RS-триггера предыдущего разряда, а вторые вхьды третьего и шестого элементов И каждого разряда подключены соответственно к прямому и инверсному выходам
RS-триггера последующего разряда, в каждом разряде дополнительно содержится четыре элемента И, причем первые входы первого и второго донолнительных элементов И подключены к прямому и инверсному выкодам
RS-триггера данного разряда, а вторые входы — к выходу первого дополнительного элемента И предыдущего разряда, первые входы третьего и четвертого дополнительных элементов И являются дополнительным управлякв1нм входом регистра, вторые входы этих элементов И соединены с вькодами второго дополнительиого элемента И даннога и последующего разрядов соответственно, третий вход третьего дополнительного элемента И является дополнительным входам регистра, выходы третьего и четвертого дополнительньк элементов И соединены с пятыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, второй вход четвертого дополнительного элемента И последнего разряда регистра подключен к вькоду первого дополнительного элемента И данного разряда, а вторые входы первого и второго дополнительньк элементов И первого разряда — к первому шкоду четвертого дополнительного элемента И данного разряда,при этом
3 114017
g-входы RS-триггеров являются синхровходом регистра.
Предлагаемая конструкция регистра обеспечивает выполнение в нем операций приема, хранения и сдвига дво ичного кода, а также операции последовательного приближения, На фиг. 1 представлена схема i-го разряда предлагаемого регистра; на фиг. 2 — пример построения четырех— разрядного регистра; на фиг. 3 диаграммы работы четырехразрядного регистра в режиме последовательного приближения.
Схема. разряда регистра (фиг. 1) содержит элементы И 1-10, ИЛИ 11 и
12, двухступенчатый синхронный
RS-триггер 13, информационные входы
14-21, управляющие входы 22-28, вход
29 синхронизацйи, прямой и инверсный выходы 30 и 3 1, первый и второй выходы 32 и 33.
В схеме разряда регистра выходы элементов ИЛИ 11 и 12 подключены соответственно к S- и К-входам
RS-триггера 13, прямой и инверсный выходы которого подключены к выходам
30 и 31 разряда соответственно и к первым входам элементов И 1 и 2 соответственно, выходы которых подключены к первому 32 и второму 33 выходам . разряда, выходы элементов И 3-6 и
7-10 подключены к входам элементов
ИЛИ 11 и 12 соответственно, пятые входы которых подключены соответственно к входам 27 и 28 установки ре35 гистра в единичное и нулевое состоя— ние. Первые входы элементов И 3 и 7, 4 и 8, 5 и 9, 6 и 10 попарно объединены и являются управляющими входами
40 регистра .. Вторые входы элементов
И 3-5 и 7-9 подключены к информационным входам 14-16 и 17-19 соответственно, вторые входы элементов И 6 и
10 подключены соответственно к выходу
45 элемента И 2 данного разряда и информационному входу 20. Вторые входы элементов И 1 и 2 подключены к входу
21 разряда, синхровход С RS-триггера
2 аз я а.
13 подключен к входу 9 р р д
Входы 14 и 15 i-ro разряда регистра служат для приема соответственно прямого х и инверсного х; значений, входного кода i-го разряда, входы 15 и 18 — для подключения в и-разрядном регистре к прямым и инверсным выходам
RS-триггера 13 последующего (i+1) -ro разряда, входы 16 и 19 — для подклю4 4 чения в п-разрядном регистре к прямому и инверсному выходам RS-триггера
13 предыдущего (i+1)-го разряда.
Схема четырехразрядного регистра (фиг. 2) содержит схемы разрядов
34„ -34+ (34„ — младший разряд, 344,— старший). Информационные входы 21, 18 и 15 i-го разряда подключены соответственно к выходам 32, 3 1 и 30 (i-1)-го,разряда, а входы 16, 19 и
20 i-го разряда — к выходам 30, 31 и 33 (1+1) -го разряда соответственно.
Одноименные управляющие входы 22-28 разрядов регистра объединены и являются управлякщими входами регистра.
Входы 18 и 15 младшего разряда соответственно сигналов Q и Q а также входы 16 и 19 старшего разряда соответственно сигналов Я и Q5 могут использоваться для наращивания разрядности регистра при сдвигах. Входы
21 сигнала А младшего разряда и
20 сигнала В старшего разряда, а также выходы 33 сигнала В„ младшего разряда и 32 сигнала А старшего разряда могут использоваться для наращивания разрядности регистра при работе его в режиме последовательного приближения. При этом в младшем разряде регистра вход 21 сигнала А подключен к управляющему входу
28 регистра (управляющий сигнал УР), или же на вход 21 младшего разряда должен постоянно подаваться сигнал логической единицы. Вход 20 сигнала
В старшего разряда регистра подклю5 чен к выходу 32 сигнала А< этого же разряда. Работу схемы регистра,во всех режимах рассмотрим на примере четырехразрядного регистра с учетом работы схемы каждого из его разрядов.
Выбор режима работы регистра осуществляется сигналами управления Эп, U1, U2 и УР, подаваемыми на входы
22-25 регистра соответственно
Режим записи кода Х.
Для записи двоичного кода числа
Х в регистр парафазные значения каждого разряда х. и х,. подаются на
I входы 14 и 17 соответствующего разряда регистра, а на вход 22 подается сигнал 3п, который открывает элементы И 3 и 7 каждого разряда и тем самым разрешает прохождение сигналов х. и х1, которые через элементы
ИЛИ 11 и 12 поступают на 3-и R-входы RS-триггера 13 разряда. С прихо1140174 дом сигнала синхронизации С триггер
13 переходит в состояние, определяемое значением сигналов х. и x . 3a1 пись числа Х в регистр возможна и не парафазным кодом. Если каждый pas- > ряд кода Х представлен только значением х. ° то перед записью числа в
1 регистр он должен быть предварительно обнулен сигналом УО, подаваемым на вход 28, если же каждый разряд Х представлен только значением х1, то реред записью числа сигнальв У1 (вход 27) регистр должен быть установлен в единичное состояние.
Режим сдвига кода Х. !
Режим сдвига кода Х, хранимого в регистре, задается управляющими сигналами U1 и U2. При 01 = 1 и U2 0, открыты элементы И 4 и 8 каждого разряда. В результате с приходом сигнала синхоонизапии С осуществляет ся перезапись содержимого (i-1)-го разряда регистра в i-й разряд, а
i-ro разряда — в (i+1)-й разряд, т:е. осуществляется сдвиг в сторону 25 старших разрядов. При этом в младший разряд 3 1 записывается значение сигнала Ц, подаваемого на входы 15 и 18 младшего разряда парафазным кодом.
При 01 О и U2 1 открыты элемен- 30 ты И 5 и 9 каждого из разрядов н осуществляется сдвиг содержимого регистра на один разряд в сторону младших разрядов.
Режим последовательного приближения.
Зтот режим реализуется в регистре при01 02 =Он УР 1.
Режим последовательного приближения используется для получения в
40 регистре некоторого кода Х, равного некоторому входу У. При этом на вход
26 каждого разряда подается сигнал
U3 О, если Х > УУ, и сигнал U3 = ., 45 если Х 4 У.
Работу регистра рассмотрим на примере, когда У 1001. На фиг. 3 представлены эпюры напряжений основных сигналов каждого из разрядов четырехразрядного регистра в режиме последо50 вательного приближения, Каждый цикл последовательного приближения включает n+f тактов, где празрядность регистра (5 тактов для рассматриваемого примера). Перед реа— 55 лизацией режима осуществляется установка всех триггеров регистра в единичное состояние сигнапом У1 = 1. В результате, в регистр записывается код 1111. Затем для реализации режима устанавливается сигнал УР = 1, который разрешает открытие элементов И 6 н 10 каждого разряда регистра.
На первом такте последовательного приближения сигнал U3(1) = О, так как в исходном состоянии X(0)=1111,.
У 1001. В результате, элементы И 6 всех разрядов закрываются сигналом
U3, а элементы И 10 открываются сигналом УР 1. Сигналы В;В+ равны нулю, так как триггеры 13 всех разрядов находятся в состоянии "1". Сигнапы А„-А+ всех разрядов равны " 1", так как сигналы А„ = УР = 1. Сигнал
В = А = 1 в соответствии с коммутацией входов старшего разряда регистра. В результате, на первом такте с приходом сигнала синхронизации С сигнал В проходит через элемент
И 10 и ИЛИ 12 íà R-вход, триггера 13 четвертого разряда и устанавливает
его в состояние "0" (переход-триггера в состояние "О" совпадает с задним фронтом сигнала С, так как триггер .13 двухступенчатый). Так как В, =
В = В, О, значения остальных разрядов регистра не изменяются. В результате, в регистре образуется код
Х(1) 0111.
Так как Х(1) 4 У, то U3(2) = 1 и сигналом U3 на втором такте открываются элементы И 6 всех разрядов регистра. Но в первом - третьем разрядах сигналы В; О, так как триггеры 13 этих разрядов находятся в состоянии "1", а в четвертом разряде сигнал В 1, так как триггер 13 этого разряда находится в состоянии "О". В результате, в четвертом разряде сигнал В через элементы И 6 и ИЛИ 11 поступает на
S"âõoä триггера 13 этого же разряда.
Кроме того, этот,же сигнал В4 воздействует на вход элемента И 10 третьего разряда, который открыв ается сиг-" налом УР-"1, в результате íà R-вход триггера 13 третьего разряда поступает сигнал логической "1". С приходом синхросигнала С на втором такте последовательного приближения триггер 13 четвертого разряда переходит в состояние "1" (сигнал Я4 = 1), а триггер 13 третьего разряда - в состояние "О" (сигнал q, = 0) . Таким образом, после второго такта в реги-, стре устанавливается код X(2) 1011.
7 11401
Так как Х(2) ) У, на третьем так.те сигнал ц3(3) = О и этим сигналом закрываются элементы И 6 всех разря- дов регистра, так как Q = О, А, = О, а В = 1. Но сигнал А,= О поступает 5 на вход 21 четвертого разряда, в результате А+ = В+ = О. С приходом .сигнала синхронизации С на третьем такте триггер второго разряда переходит в состояние "О" (О, = О), так как1О
В, = 1 и открыт элемент И 10 второго разряда. Триггеры 13 других разрядов своего состояния не изменяют, так как элементы И 6 закрыты, а сигнал
В О. В результате, в регистре уста-15 навпивается код Х(3) = 1001.
Так как Х(3) = У, то сигнал U3=0 и на четвертом такте закрыты элементы И 6 всех разрядов. Так как А = О, + B B 0 .Сигнал
В = 1 воздействует через элементы
И 10 и ИЛИ 12 на К-вход триггера первого разряда. В результате, с приходом сигнала синхронизации С на четвертом такте триггер 13 первого раэ- ряда нереходит в состояние "О" (1) =* О) ° а значения остальных разрядов не изменяются. В регистре устанавливается код Х(4) = 1000.
Так как Х(4) < У, то на пятом 30 такте сигнап 03 = 1, этим сигналом открываются элементы И 6 всех разрядов регистра. Но так как А = О, тоиА А =А =В =В =В =О.
2 3 2 3, ф
Поэтому с приходом сигнала синхрони- эации С триггеры второго-.четвертого разрядов своего состояния на изменяют, а триггер 13 первого разряда
74 8 переходит в состояние "1" (q = 1) так как Ь = 1. 5 результате, в регистре устанавливается код X(5)
= У = 1001.
Конец цикла последовательного приближения определяется по сигналу
В,, (если В = 1, то приход очередного импульса синхронизации С означает окончанйе цикла). В этом случае сигнал УР должен устанавливаться в состояние "О". При УР = О содержимое регистра не изменяется и может быть считано в любой момент време-, ни. Если по,окончании цикла уравновенмвания сигнал УР не устанавливать в состояние "О" ° то каждый очередной сигнал синхронизации С будет изменять значение младшего разряда регистра на противоположное.
На фиг. 3 показана реализация еще одного õàà последовательного приб лижения для случая когда У 0110..
Таким образом, предлагаемый регистр может выполнять функции обычного стандартного регистра (прием, хранение и сдвиг двоичных кодов), а также функции регистра последовательного приближения. Это расширяет область применения регистра. В частности, предлагаемый регистр может быть использован в контрольно"измерительной цифровой аппаратуре одно-: временно для хранения и обработки данных и для организации режима по- следовательного приближения при преобразовании аналоговых величин в цифровой код методом поразрядного кодирования. И х;
Oi- r
9i-1
Ясч
ЧЕ+ю дскб
I 140174
А i- 1
Qi
1140174 й0105 Di А ЬЬ
Xr
X„
Мг
М
Х х, 1140174
ВНИКНИ Заказ 266/40 Тираж 584 Поддвсаое
Филиал ШШ "Пвтемт", з.Уигород, улЯроектиаа, 4