Асинхронный последовательный регистр

Асинхронный последовательный регистр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении асинхронных вычислительных устройств. С целью упрощения и повышения быстродействия в регистр, содержащий ячейки памяти 7, каждая из которых состоит из элементов И-ИЛИ-НЕ 1-4, введены дополнительно элементы И-ИЛИ-НЕ 8,9 и 10 и в каждую ячейку памяти элементы И-ИЛИ-НЕ 5,6, причем входы элемента 8 соединены с выходами элементов 1-6 первой ячейки 7, а выход является управляющим выходом 11 записи регистра, информационные входы 12 и 13 которого соединены с входами элементов 1,2,3,4 и 3,4,5,6 первой ячейки памяти 7, входы элементов 9 и 10 соединены с выходами элементов 1-6 последней ячейки 7, а выходы являются информационными выходами 14 и 15 регистра, управляющий вход 16 считывания которого соединен со входами элементов 1-6 последней ячейки 7. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1499406

А1 (51)4 G 11 С 19/00

ОПИСАНИК ИЗОЬГКтКНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4251347/24-24 (22) 27.05,87 (46) 07.08,89. Бюл. Р 29 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) В.И. Варшавский, Н.А. Голдин, А.Ю. Кондратьев и Б.С. Цирлин (53) 681.327.66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

;- 1383444, кл. G 11 С 19/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Р 1136216, кл . G 11 С 19/00, 1983.

2 (54) АСИНХРОНН!.Ilf ЛОСЛЕДОВАТГЛЬНЬЙ

РЕГИСТР (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении асинхронных вычислительных устройств.

С целью упрощения и повышения быстро. действия в регистр, содержащий ячейки памяти 7, каждая иэ которых состо-. ит из элементов И-ИЛИ-НЕ 1-4, введены дополнительно элементы И-ИЛИ-НЕ 8, 9 и 10 и в каждую ячейку памяти элементы И-ИЛИ вЂ” НЕ 5, 6, причем входы

3 1499 элемента 8 соединены с выходами зле: оптом 1--6 первой ячейки 7, а выход является управляющим выходом 11 записи регистра, информационные входы

12 и 13 которого соединены с входами элементов 1, 2, 3, 4 и 3, 4, 5, 6 первой ячейки памяти 7, входы элемен406

4 тон 9 и 10 соединены с выходами элементов 1-6 последней ячейки 7, а вы— ходы являются информационньпп выходами 14 и 15 регис гра, управляюций вход 16 считывания которого соединен с входами элементов 1-6 последней ячейки 7. 1 ил.

На чертеже представлен предлагаемый регистр.

Регистр содержит элементы И-ИЛИНЕ 1-6, образующие элементы 7 и 8-10 памяти. На чертеже показаны также управляющий выход 11 записи, прямой

1 2 и инн ер с ный 1 3 и нфор мационные входы, прямой 14 и инверсный 15 информационные выходы и управляющий вход 16 считывания регистра.

Регистр работает следующим обра30 зом.

Каждая ячейка 7. i, i.=2, n — 1 памяти имеет следующие устойчивые состояния (значения выходов ее 35 элементов 1-6):100101 — н ячейке записала единица;. 010110 — в ячейке записан нуль; 011001 — значение разряда сдвигаемого кода, записанного н ячейку, совпадает со значением 40 предыдущего разряда — в этом случае в ячейку записана метка; 010101 информация в ячейке отсутствует — состояние гашения.

Благодаря блокирующим связям с 45 выходов элементов 1, 3 и 5 ячейки

7.(i+1) памяти с входами элементов

1, 3 и 5 ячейки 7.i памяти изменение состояния последней становится возможным только после того, как состоя-50 ппя ячеек 7.i и 7.(i+1) будут одинаковыми. Иначе говоря, перепись информации из ячейки 7.(i-1) в ячейку

7.i возможна только после того, как информация, записанная ранее в ячейку 7.i перепишется в. ячейку 7.(i+1).

При записи очередного состояния в ячейку 7. памяти она переходит из одного из указанных состояний н друИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении 15 асинхронных вычислительных устройств.

Цель изобретения — упрощение асинхронного регистра сдвига и повышение его быстродействия. гое через транзитные состояния

000101, 010001, 010100 и состояние гашения. Поскольку ячейка 7. i. памяти изменяет свое состояние при подаче единичных значений па входы ее элементов 1-6 с входов элементов 2,.1, 4, 3, 6, 5 ячейки 7.(i-1) и элементов

1, 3, 5 ячейки 7,(i+1), то она воспринимает только устойчивые состояния этих ячеек памяти, а их транзитные состояния пе воспринимаются, т,е. последние пе нарушают правильного функционирования регистра при любых величинах задержек его элементов.

Элементы 1, 3, 5 и 2, 4, 6 ячеек

7.1 и 7.п памяти образуют трехстабильные триггеры, состояния которых

100 и 011, 001 и 110 и 010 и 101 соответствуют записи единиць, нуля и метки в эти триггеры.

Когда на обоих информационных входах 12 и 13 регистра имеются нулевые значения, т. е. информация на этих входах отсутствует, состояние триггера из элементов 2, 4, 6 ячейки 7.1 переписывается н триггер из ее элементов 1, 3, 5. По завершении этого процесса значения на выходах пар элементов 1 и 2, 3 и 4 и 5 и 6 ячейки 7.1 становятся противоположныо ми, в результате чего на одном из входов каждой группы И элемента 8 появится нулевое значение, а на его выходе, т, е. на управляющем выходе

11 записи регистра, — единичное значение. При этом изменение состояния триггера из элементов 2, 3, 6 ячейки 7 памяти. блокируется нулевыми значениями на информационных входах 12 и 13 регистра.

Приняв единичное значение с выхода

11 регистра, источник информации может подать очередной разряд сдвигаемого кода на информационные входы 12 и 13 регистра, установив на одном из них единичное значение. Если к этому моменту предыдущее состояние триг9406

25

5 149 гера из элементов 2, 4, 6 ячейки 7.1 памяти переписано в ячейку 7.2 памяти, то состояние этого триггера изменяется следующим образом. При единичном значении на входе 12 в этот триггер записывается единица (011), если в триггере из элементов 1, 3, 5 ячейки 7.1 записана метка (010) или нуль (001), и записывается метка (101), если в триггере из элементов 1, 3, 5 ячейки 7.1 записана единица (100) . При единичном значении на входе 13 в триггер из элементов

2, 4, 6 ячейки 7. 1 записывается нуль (110), если в триггере из ее элементов 1, 3, 5 записана метка (010) или единица (100), и записывается метка (101), еспи в триггере из ее элементов 1, 3, 5 записан нуль (001) . По завершении этого процесса на входах одпой из групп И элемента Я появятся единичные значения, а па выходе этorо элемента, т.е. управляющем выходе 11 регистра, — нулевое значение.

При этом изменение состояния триггера из элементов !, 3, 5 ячейки 7,1 блокируется единичным значением на одном из входов 12 или 13 регистра.

Приняв нулевое значение с выхода

11 регистра, источник может снять информацию с его входов 12 и 13, т.е. снова установить на них нулевые значения, и т.д.

При нулевом значении на управляющем входе 16 регистра изменение состояния триггера из элементов 2, 4, 6 ячейки 7.п памяти заблокировано и разрешена перепись состояния из этого триггера в триггер из ее элементов 1, 3, 5. По завершении этого процесса значения на выходах пар элементов 1 и 2, 3 и 4 и 5 и 6 ячейки 7.п становятся противоположными, в результате чего на одном из входов каждой группы И элементов 9 и 10 появится нулевое значение, а на их выходах, т.е. на информационных выходах 14 и 15 регистра, — единичные. значения, что означает отсутствие на них информации.

Для того, чтобы считать информацию из регистра, приемник должен установить на его управляющем входе

16 считывания единичное значение.

При этом блокируется изменение состояния триггера из элементов 1, 3, 5 ячейки 7.п, а в триггер из ее эле20

50 ментов 2, 4, 6 переписывается информация из ячейки 7. (n — 1) . Если при этом значение предыдущего разряда сдвигаемого кода было единичным (состояние триггера из элементов

1, 3, 5 ячейки 7 n — 100), то в триггер из элементов 2, 4, 6 ячейки

7.п может быть записаи нуль (1 10) или метка (101) — послед11ее означает, что значение очередного разряда совпадает с предыдущим, т.е. в данном случае единичное. В первом случае нулевое значение появится на выходе элемента 10, т.е. на информационном выходе 15 регистра, а во втором случае — на выходе элемента 9, т.е. на информационном выходе 14 регистра. Если значение предыдущего разряда сдвигаемого кода было нулевым (состояние триггера из элементов 1, 3. 5 ячейки 7 и — 001), то в триггер из элементов 2, 4, 6 ячейки 7.п может быть записана единица (011) или метка (101) — последнее означает, что значение очередного разряда сдвигаемого кода нулевое. В первом случае нулевое значение появится на выходе элемента 9, т.е. на информационном выходе 14 регистра, а во втором случае — на выходе элемента 10, т.е ° на информационном выходе 15 регистра. Наконец, если в триггер из элементов 1, 3, 5 ячейки

7.п записана метка (010), то в триггер из ее элементов 2, 4, 6 может быть записана единица (011) или нуль (110) . В первом случае нулевое значение появится на выходе элемента

9, т.е. на информационном выходе 14 регистра, а во втором случае — на выходе элемента 10, т. е. на информа% ционном выходе 15 регистра.

Получив информацию с выходов 14 и 15 регистра, приемник может снова установить нулевое значение на его управляющем входе 16 считывания и т.д.

Для того, чтобы очистить регистр перед началом работы, надо изменением значения на его управляющем входе

16 считывания считать из него информацию до тех пор, пока состояние всех ячеек 7,i не станут. одинаковыми.

Частота выполнения операции сдвига в предлагаемом регистре составля ет 1/(6,), где, — задержка элемента

И-ИЛИ-НЕ.

14994 06

3) 1)зВ ест нОМ p(lpIIcTpe >IястОтя Выполне)1)Iß Оперяцlц! сдlзIп я ря)знал

1/(бс), достигается только при определенном сочетании значений разрл5 дов сдвпгяс)?Ого кода, т,e, предлагае- мое техническое решение обеспечивает повышение быстродействия регистра но сравне)ппо с известныи. ! с)

8 нредлягяс мом я(инхронпои последовательном per lfc:) )) e длл храпснил одного разряда сцвн) Яемого кода требуеТс!f тоз!1>ко Од!)а л 1еикя, тогда кяк

12 !!")нестпом pe3)?cтре — две ячейки, l5 !

)3 teни1)с?л з«я ря !? 0ool> v>!()Вяния )зе1 исT ря суммарным )нслом в)од(013 и ззыходов

)лене !тов, пр! (Хс>д«?)3„".Хсл ня од) í paç-Р)Ц? C.,>t!331? «)Е .303 « „,О>, t > 110!I> II« «f ДЛЛ . !?РЕДЗ!ЯГЯЕ«3?03 О РЕ" 2)С > P « ..Зj !! Р ; Г)? В

ЦЛЛ из )З ЕСТ ПОГ О, Формул:изо_!_<)) r(нил

Р C) f)r_#_P C)f!! If«f)! > 1 ОС?1«Д() ВЯ t. )(ъ«» >Н!! f P Е ги("? 3>, сО .те!)жяп?1)Й л«? f)! !ки ня)«!л )и, 1<яж1>Я.«I 3313 КОТ )PbK COCTÎI T ИЗ >!eTb)PЕХ элеиентов И-ИЛИ-НГ„причем В каждой ячейке и «ff)3TH> кроие первой и 2)ослед— !

)е)), выходы первого, Второго, третьего и четвертого э.с!еме)3тов И-31Л11НГ с Оеди)(ены с Вхо"1Ями первь!х 1"p) llrf

И второго, первого, четвертoro и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ да)33!Ой. ячейки )имлт)1, выходы второго !1»ег)зертогo элементов И-ИЛИ-НŠ— с пер- 35

)зы)«!31 ВхОдами 13TopbD< Гру))п И «IQTI3ep того и второго элементов И-11ЛИ-НЕ данной ячейки памяти, )3bLxot)bl 31 первые входы )г! 0)))с<, групп И первого и

TpeTa< .2 ..33e;) )! ror3 1l-ИПИ-НŠ— с 40

IзтОPf>f)III Вхоца)Я? 1)тоPht«» P JII)f И БтОРО го и четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ сз!01)у)о))?е!3 ячейки 3!я)3лт)3 и Выходами

Второго и четгертого элеменгои И)1ЛИ-llE предыдущей ?)лейки памяти, при 45 этом вьвсодь) первого и третьегo элементов И-ИЛИ-НЕ каждой я )ейкн памяти, кроме первой, второй и последней, соединены с Вторыми Входами вторых групп И первого и третьего эле- 5Q ментов И-ИЛИ-НЕ предыдущей ячейки памяти, а выходы второго и четвертого элементов И-ИЛИ-HE первой и последней ячейки памяти — с пер)зь)3)и Входа3fII нерв!!х груни И 13epl)010 3! трегьего 55 элементов И-ИЛИ-НЕ данной ячейки, о т л и ч а ю !ц и и с и тем, что, с целью у)!роще))ил и с!Овы)иез!ил быстродействия регистра, в него введены тр33

r вьr!

И-ИЛИ-ПЕ, причем в каждой ячейке памяти, кроме первой и последней, выходы пятого и шестого элементов ИИЛИ-IIE соединены с Входами первых групп И шестого и пятого элементов

И HJ))l-НЕ данной ячейки памяти, выход и первый н второ!! входы второй группы

И 3!Iecтого элемента И-ИЛИ-НŠ— с тре тьи)аз входа|в! вторых групп И и Выходмп! Второго и четвертого элементов

И-ИЛИ-НГ данной ячейки памяти, а выход и первый вход Второй группы И пятого элемента И-ИЛИ-НŠ— с третьим входом второй группы И шестого эпсмента И ИЛИ-1)E сз1еду)ОЩей лчей1<и памяти и Выходом шестого элемента

И-ИЛИ--1П. ярець)ду)цей ячейки памяти, r!p!! этом Вшход пятог0 элемента ИИЛИ-НЕ каждой ячейки памяти, кроме первой, Второй и последней, соединен с вторым входо)«! второй группы И Пято го элеме)гга И-ИЛИ-IIE предь!дущей ячейI

И-И)1И-НЕ после(тлей ячейки — с первым входом первой группы И пятого элемента И-ИЛИ-Н1. данной ячейки памяти, первые входы первой, второй и третьей групп И первого выходного элемента 11-ИЛИ-HE соединены с выходами первого, третьего и пятого, с первыми Входами первых групп И четвертого и шестого и второго, вторых групп И шестого, второго и четвертого, с вторьмн ))ходами первых и вторых групп И третьего, пятого и первого и третьих и четвертых групп И пятого, первого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ первой ячейки памяти, а вторые Входы первой, второй и третьей групп И вЂ” с ВыходаIf)a второго, четвертого и шестого, с первыми входами третьих групп И четвертого, шестого и второго, с вторыми вхоцами третьих групп И шестого, второго и четвертого и с первыми входам)! первых и третьих групп И перВого, третьего и пятого элементов

И-ИЛИ-НЕ первой ячейки памяти, .первые вхзды вторых и четвертых групп И первого, второго, группы И третьего и вторые входы первой и второй групп

И и первой грлзпы И четвертого элементов И-ИЛИ-НЕ первой ячейки памяти являются прямым информационнь?м входо)! регистра, а первые входы второй и четвертой групп И пятого, четвертой группы И третьего, вторые входы первой и второй групп И шестого и второй

06 0 групп И первого. третьего и пятого элементов И-ИЛИ-UE z-ослед и ячейки памяти, с первыми входами HTopbK групп И третьего, пятого и первого и с третьими входами вторых групп И пятого, первого и третьего элементов

И-ИЛИ-НЕ предпоследней ячейки памяти, третьи входы первой н второй групп

И второго выходного элемента И-ИЛИ-HF соединены с выходом шестого, а третьей группы И вЂ” с выходом четвертого элементов И-ИЛИ вЂ .. последней ячейки памяти, третьи входы втopai> и третьеи групп И третьего дополнительного элемента И-ИЛИ вЂ” НГ соединены с выходом второго, а первой группы И вЂ” с выходом четвертого элемента И-ИЛИ-НЕ по- следней ячейки памяти, первые входы второй и четвертой групп П первого, третьего и пятого и вторых групп И второго, четвертого и шестого элемен- тов И-ИЛИ-HE последней ячейки памяти являются управляюир м входом считывания регистра, выходы первого, второго- и третьего выходных элементов

И-ИЛИ-НЕ являются соответственно управляюцим гыходом записи, прямым и инверсным информационными выходами регистра.

14994 группы И четвертого элементов И-ИЛИНЕ первой ячейки памяти являются инверсным информационным входом регистра, третьи входы первых групп

И второго, четвертого и шестого элементов И-ИЛИ-HE первой ячейки памяти соединены с выходами пятого, первого и третьего элементов И-ИЛИ-НЕ второй ячейки памяти, а третьи входы вторых групп И вЂ” с выходами третьего, пятого и первого элементов И-ИЛИ-HF, второй ячейки памяти, первые входы их первых, вторых и третьих групп

И второго и третьего выходных элемен-15 тов И-ИЛИ-НЕ соединены с выходами первого, третьего и пятого, с вторы— ми входами первых и вторых групп И третьего, пятого и первого и третьих и четвертых групп И пятого, первого H y0, третьего элементов И-ИЛИ-НЕ последней ячейки памяти, вторые входы первых, вторых и третьих . групп И .второго и третьего выходных элементов И вЂ” ИЛИ вЂ” HE соединены с выходами второго, четвер — 25 того и шестого с первыми входами первых групп И четвертого, шестого и второго, с вторыми входами первых групп И шестого, второго и четвертого и с первыми входами вторых и третьих

Составитель A.Äåðþãèí

Техред М,Хоцанич

Корректор М.Максимишинец

Редактор Н. Тупица

Тираж 558

Подписное

Заказ 4 700/51

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101