МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" Інститут комп’ютерних наук і інформаційних технологій Кафедра автоматизованих систем управління Методичні вказівки до лабораторної роботи на тему: "ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ РЕГІСТРІВ″ з дисципліни "Схемотехніка комп’ютерів" Львів – 2009/2010 навч. рік ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ РЕГІСТРІВ Мета роботи: Вивчення принципів побудови регістрів і регістрових схем, виконаних на інтегральних елементах з потенційним представленням інформації. 1. Загальні положення Призначення регістрів Регістр - це операційний вузол, який служить для запам’ятовування двійкових чисел (слів) і забезпечує в загальному випадку виконання наступних мікрооперацій: встановлення регістра в нуль (скидання); приймання слова з другого регістра, лічильника, суматора і т.д.; передача слова на другий регістр, суматор, лічильник і т.д.; перетворення кодів слів, що зберігаються в інверсних кодах; зсув слова вліво або вправо на потрібне число розрядів; перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки; порозрядні операції кон’юнкції, диз’юнкції і додавання по mod 2. Регістри складаються з вузлів оперативної пам’яті-тригерів і логічних елементів. Термін “регістр” походить від лат. Registrum – список, перелік. У загальному випадку регістр - це блок тригерів і логічних елементів (ЛЕ) одного типу, що певним чином з’єднані між собою. 1.2. Класифікація регістрів Класифікувати регістри можна за різними ознаками, наприклад: ─ За способом керування на: Асинхронні регістри. Синхронні регістри. ─ За способом записування і видачі двійкових слів на: Паралельні регістри, в яких записування і видача слів здійснюється одночасно всіма розрядами. Послідовні регістри, в яких записування і видача слів здійснюється послідовно розряд за розрядом в напрямку від молодших розрядів до старших або навпаки. Універсальні (паралельно- послідовні) регістри, які забезпечують як паралельний, так і послідовний обмін інформацією. ─ За числом ліній для представлення значення одного розряду слова (біта інформації) на: Однофазні регістри, де значення кожного розряду слова передається по одній лінії зв’язку. Парафазні регістри, де значення кожного розряду слова передається по двох лініях (одночасно відображається пряме та інверсне значення розряду). ─ За числом тактів для записування слова на: Однотактні регістри. Двотактні регістри. Багатотактні регістри. ─ За складом мікрооперацій, які виконуються на: Установлювальні регістри. Регістри записування. Порозрядні регістри логіки і зсуву. Регістри перетворювання послідовного коду в паралельний і навпаки. ─ За напрямом зсуву на: Односторонні регістри (лівий або правий зсув). Реверсивні регістри (двосторонні). ─ За типом тригерів, що використовуються на: Регістри на тригерах RS-типу. Регістри на тригерах JK-типу. Регістри на тригерах DV-типу. Регістри на тригерах D-типу. Регістри на тригерах T-типу. ─ За елементною структурою на: Потенціальні регістри. Імпульсні регістри. Потенціально- імпульсні регістри. Розрядність будь-якого регістра визначається числом тригерів, кожний з яких як двостановий запам’ятовувач одного розряду слова відповідає за введення, збереження і виведення одного біту інформації. Функціональні схеми регістрів Схема паралельного n-розрядного регістра пам’яті, що побудований на синхронних D-тригерах та кон’юнкторах на логічних елементах, що виконують функцію збігу, показана на рис.1.1. Інформація у вигляді паралельного коду двійкових чисел {Xn-1…X1X0} заноситься по вхідній шині і записується у регістрі тільки при наявності дозволяючого рівня С=1. Регістри можуть бути синхронізовані рівнем дозволом ( С=1 або
) або фронтом чи зрізом синхросигналів залежно від типу застосованих тригерів. Зчитування інформації з регістра можливе тільки при наявності на входах схем збігу дозволяючих рівнів, тобто при ЕО=1 (або V=1). Розрядність регістрів пам’яті нарощується збільшенням потрібного числа тригерів, тактові входи яких прєднують до шини синхронізації С. Зсувним р...