Регистры, Виды регистров RG, Параллельный , Последовательный кратко

Сразу хочу сказать, что здесь никакой воды про регистры, и только нужная информация. Для того чтобы лучше понимать что такое регистры, виды регистров, троичные регистры , регистры процессора , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база.

регистры

Регистр – цифровое устройство, предназначенное для временного хранения числового кода и его преобразования.

Регистр — устройство для записи, хранения и считывания n-разрядных двоичных данных и выполнения других операций над ними

Регистр представляет собой упорядоченный набор триггеров, обычно D-триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове. С регистром может быть связано комбинационное цифровое устройство, с помощью которого обеспечивается выполнение некоторых операций над словами.

Условное обозначение четырехразрядного регистра

L1&L2 – запись;
E1∨E2 – отключение выходов;

Рис 4-х разрядный сдвиговый регистр, преобразователь последовательного кода в параллельный и обратно

Основой построения регистров являются: D-триггеры, RS-триггеры, JK-триггеры.
Основные элементы регистра являются двоичные ячейки, которыми являются D-триггеры.
Регистры можно строить на синхронных RS- триггерах и JK-триггерах.
Чтобы создать 8-разрядное число надо иметь 8 триггеров

Классификация регистров

Регистры классифицируются по следующим видам:

• накопительные (регистры памяти, хранения)
• сдвигающие или сдвиговые

В свою очередь сдвигающие регистры делятся:

• по способу ввода-вывода информации:
  • параллельные: запись и считывание информации происходит одновременно на все входы и со всех выходов[16];
  • последовательные: запись и считывание информации происходит в первый триггер, а та информация, которая была в этом триггере, перезаписывается в следующий — то же самое происходит и с остальными триггерами[17][18];
  • комбинированные;

• по направлению передачи информации:
  • однонаправленные;
  • реверсивные

виды регистров RG

Регистры различают по типу ввода (загрузки, приема) и вывода (выгрузки, выдачи) информации:

1. С последовательным вводом и выводом информации
2. С параллельным вводом и выводом информации
3. С параллельным вводом и последовательным выводом.
4. С последовательным вводом и параллельным выводом.

Использование триггеров с защелками с тремя состояниями на выходе, увеличенная (по сравнению со стандартными микросхемами серии) нагрузочная способность позволяют использовать (в микропроцессорных системах с магистральной организацией) регистры непосредственно на магистраль в качестве регистров, буферных регистров, регистров ввода-вывода, магистрального передатчика и т. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . д. без дополнительных схем интерфейса.

Помимо вышеописанных двоичных регистров, регистр может основываться и на иной системе счисления, например троичной[⇨] или десятичной.

Сдвиговые регистры Последовательный RG

• Регистры последовательного сдвига это регистр, в котором данные вводятся поразрядно.
• Например, последовательная загрузка 4-х битовой комбинации 0111 в последовательный регистр сдвига, осуществляется за 5 тактов.

Сдвиговые регистры (или последовательные (сдвигающие) регистры) представляют собою цепочку разрядных схем, связанных цепями переноса. Основной режим работы — сдвиг разрядов кода от одного триггера к другому на каждый импульс тактового сигнала. В однотактных регистрах со сдвигом на один разряд вправо слово сдвигается при поступлении тактового сигнала. Вход и выход последовательные (англ. Data Serial Right, DSR).

Согласно требованиям синхронизации в сдвигающих регистрах, не имеющих логических элементов в межразрядных связях, нельзя применять одноступенчатые триггеры, управляемые уровнем, поскольку некоторые триггеры могут за время действия разрешающего уровня синхросигнала переключиться неоднократно, что недопустимо. Появление в межразрядных связях логических элементов, и тем более, логических схем неединичной глубины упрощает выполнение условий работоспособности регистров и расширяет спектр типов триггеров, пригодных для этих схем. Многотактные сдвигающие регистры управляются несколькими синхропоследовательностями. Из их числа наиболее известны двухтактные с основным и дополнительным регистрами, построенными на простых одноступенчатых триггерах, управляемых уровнем. По такту С1 содержимое основного регистра переписывается в дополнительный, а по такту С2 возвращается в основной, но уже в соседние разряды, что соответствует сдвигу слова. По затратам оборудования и быстродействию этот вариант близок к однотактному регистру с двухступенчатыми триггерами.

Последовательный регистр – сдвига Временные диаграммы

Параллельный RG

Параллельный регистр осуществляет параллельную загрузку данных, при которой все информационные биты (разряды) вводятся в регистр одновременно по команде одного тактового импульса. Из параллельного регистра можно сделать кольцевой, тогда информация при перемещении не теряется.
В параллельных (статических) регистрах схемы разрядов не обмениваются данными между собой. Общими для разрядов обычно являются цепи тактирования, сброса/установки, разрешения выхода или приема, то есть цепи управления. Пример схемы статического регистра, построенного на триггерах типа D с прямыми динамическими входами, имеющего входы сброса и выходы с третьим состоянием, управляемые сигналом EZ.

Запись при С=1 Qi = Di C = 0

Qi хранится, пока не запишется новое число
Для записи нового числа нужно подать на С «1»

Операции в регистрах

Типичными являются следующие операции:

• прием слова в регистр (установка состояния);
• передача слова из регистра;
• сдвиг слова влево или вправо на заданное число разрядов в сдвиговых регистрах;
• преобразование последовательного кода слова в параллельный и обратно;
• установка регистра в начальное состояние (сброс).

регистры процессора

По назначению регистры процессора различаются на:

• аккумулятор — используется для хранения промежуточных результатов арифметических и логических операций и инструкций ввода-вывода;
• флаговые — хранят признаки результатов арифметических и логических операций;
• общего назначения — хранят операнды арифметических и логических выражений, индексы и адреса;
• индексные — хранят индексы исходных и целевых элементов массива;
• указательные — хранят указатели на специальные области памяти (указатель текущей операции, указатель базы, указатель стека);
• сегментные — хранят адреса и селекторы сегментов памяти;
• управляющие — хранят информацию, управляющую состоянием процессора, а также адреса системных таблиц.

Таблица x86-регистров.

троичные регистры

Троичные регистры строятся на троичных триггерах. Как и троичные триггеры, троичные регистры могут быть разных троичных систем кодирования троичных данных (троичных разрядов): трехуровневая однопроводная, двухуровневая двухразрядная двухпроводная, двухуровневая трехразрядная одноединичная трехпроводная, двухуровневая трехразрядная однонулевая трехпроводная и др.

На рисунке справа приведена схема девятиразрядного параллельного статического стробируемого троичного регистра данных на трех трехразрядных параллельных статических стробируемых троичных регистрах данных в трехбитной одноединичной системе троичных логических элементов (линии с обозначением 3В: трехпроводные), имеющего емкость в показательной позиционной троичной системе счисления чисел (кодов).

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• Триггер
• Счетчик
• Сумматор
• Полусумматор
• Шифратор
• Дешифратор
• Мультиплексор
• Демультиплексор
• Цифровой компаратор
• Логические элементы
• Процессор

Статью про регистры я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развитие теории и практики, ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты. Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое регистры, виды регистров, троичные регистры , регистры процессора и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Электроника, Микроэлектроника , Элементная база

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про регистры