МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
Інститут комп’ютерних наук і інформаційних технологій
Кафедра автоматизованих систем управління
ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ РЕГІСТРІВ
Лабораторна робота № 3-4
з дисципліни
"Схемотехніка комп’ютерів"
ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ РЕГІСТРІВ.
Мета роботи: Вивчення принципів побудови та дослідження роботи регістрів і регістрових схем, виконаних на інтегральних елементах з потенційним представленням інформації.
1. Загальні положення
Регістр - це операційний вузол, який служить для запам’ятовування слів і забезпечує в загальному випадку виконання наступних мікрооперацій:
-встановлення регістра н 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.
Схеми конкретних регістрів в окремих випадках можуть реалізувати тільки деякі з перечислених мікрооперацій.
Як правило регістри будуть на тригерах RS, JK, DV, D або T-типів, котрі і реалізують мікро операцію запам’ятовування слів. Решту ж мікро операцій виконуються за рахунок підключення до входів і виходів тригерів, логічних елементів, а також за рахунок організації відповідних зв’язків між ними.
Паралельним регістром називається такий регістр, який реалізує всі перечислені операціі з n-розрядними словами, за виключенням зсуву і перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки. Якщо в паралельному регістрі на вхід кожного розряду інформації поступає по двох каналах в парафазному коді, то такий регістр називають парафазним. Якщо в наявності тільки один канал (прямий або інверсний) поступлення інформації в кожному розряді регістр називають однофазним. Парофазні регістри будують, як правило, на тригерах з роздільними входами, а однофазні – на тригерах з одним входом. Розрізняють також однотактові і багатотактові регістри. В однотактових регістрах запис інформації відбувається парафазним кодом без попереднього встановлення тригерів в „0”, причому самі тригери виконують по схемі з внутрішньою затримкою. В багатотактових регістрах, що реалізуються на основі тактованих тригерів, мікро операції виконуються при подачі двох або більше тактових сигналів.
Зсувним регістром називають такий регістр, який виконує мікрооперацію зсуву, а також мікрооперації прийому і видачі слів. Якщо дві останні мікрооперації реалізуються тільки в крайніх розрядах регістра (1-м або n-м), то зсувний регістр називають також послідовним регістром. При зсуві слова в регістрі, розряди слова, що вийшли за границі розрядної сітки регістра втрачаються, а розряди, що звільнилися заповнюються нулями.
Регістр, котрий може здійснювати зсув слів як вліво, так і вправо, прийнято називати реверсним. Зсувний регістр реалізує і перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки.
При перетворенні послідовного коду в паралельний, запис слова в регістр відбувається синхронно із зсувом його вмістимого вліво, якщо послідовний код поступає зі старших розрядів, або вправо, якщо код поступає з молодших розрядів. Після заповнення всіх розрядів регістра слідує паралельна видача слова через елементи І, що підключені до виходів тригерів регістра.
При перетворенні паралельного коду в послідовний інформація заноситься в регістр паралельним кодом, а потім слідує серія із n зсувних сигналів. Послідовний код зчитується з тригера Т1 (з молодших розрядів) при зсуві вправо або ж з тригера Тn (із старших розрядів) при зсуві вліво.
Схеми яз зсувних, так і паралельних регістрів значно спрощуються при використанні синхронних тригерів, в яких елементи, що не входять в бістабільну схему , мають більше, ніж два входи. В такому випадку всі функції збудження реалізуються на самих тригерах.
2. Підготовка до лабора...
