Методичка - Проектирование и исследование регистров - файл n1.doc

приобрести
Методичка - Проектирование и исследование регистров
скачать (482.9 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc989kb.16.11.2002 01:47скачать

n1.doc

  1   2   3
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГИСТРОВ

1 Цель работы

Изучение схемных разновидностей регистров, выполняемых на них микроопераций и овладение методами проектирования регистров.

2 Основные положения

Регистром называется упорядоченная последовательность триггеров, предназначенная для хранения слов и выполнения микроопераций над ними.

Микрооперация - это элементарное машинное действие, в результате которого изменяется значение слова или осуществляется его пересылка.

Обобщенная структура регистра представлена на рис. 1, где КС - комбинационная схема; - выходы i-х триггеров (i=1,…,n); - функции возбуждения триггеров (например, , , , , , и т. д.); С и Т - тактирующие входы соответственно триггеров и регистра, которые в конкретных схемах могут отсутствовать. Число разрядов (триггеров) называют длиной регистра. Регистр может находиться в состояниях, т. е. в него можно записать различных слов.

Рис. 1


Различают синхронные и асинхронные регистры. В синхронных регистрах микрооперации выполняются по тактирующему сигналу Т. Настройка регистра на соответствующую микрооперацию осуществляется предварительной установкой на управляющих входах кода микрооперации . Число разрядов в коде определяется из соотношения , где k - количество микроопераций.

В асинхронных регистрах тактирующий вход Т отсутствует. Каждая i-я микрооперация выполняется под действием собственного управляющего сигнала . Количество таких сигналов равно числу микроопераций k, т. е. в общем случае больше, чем разрядов в коде микрооперации синхронного регистра.

При выполнении микроопераций в каждом разряде регистра осуществляется одинаковое преобразование информации. Характер микрооперации можно описать через состояния сигналов в момент времени, предшествующий выполнению микрооперации (), и в момент завершения микрооперации ().

Наиболее часто на регистрах выполняют микрооперации занесения (приема, записи) слова параллельным кодом, сдвига слова, а также установки исходного (обычно нулевого) состояния.

Занесение слова осуществляется через информационные входы (i=1,…,n). Для i-го разряда регистра можно записать =, т. е. при выполнении этой микрооперации в i-й разряд регистра записывается значение сигнала на входе .

Регистры, на которых выполняются микрооперации сдвига, называются сдвиговыми. Сдвиг слова может быть осуществлен влево (в сторону старших разрядов) или вправо (в сторону младших разрядов) на i разрядов одновременно, где i=1,…,n-1. Регистры, имеющие цепи как левого, так и правого сдвига, называются реверсивными. Сдвиг слова влево и вправо, например, на один разряд можно описать соответственно как и .

Установка нулевого состояния регистра () осуществляется, как правило, через асинхронные установочные входы триггеров.

С помощью регистров можно выполнять и другие преобразования информации, например, поразрядные логические операции: конъюнкция (); дизъюнкция (); неравнозначность (); инвертирование разрядов () и т. д.

Выходами регистра бывают непосредственно выходы триггеров, но в ряде случаев КС (рис. 1) включает элементы, которые осуществляют выдачу информации. Выдача слова может быть осуществлена в прямом коде, и обратном коде или в парафазном коде. Кроме того, регистр может иметь выходы с тремя состояниями (состояние логического нуля, логической единицы и высокоомное состояние). Для выдачи слова в прямом коде к выходам регистра подключают прямые выходы триггеров ; в обратном коде - инверсные выходы , а в парафазном коде - прямые и инверсные.

В качестве примера на рис. 2, а показана организация цепей выдачи прямого и обратного кода на элементах И-ИЛИ-НЕ. Для выдачи прямого кода подается управляющий сигнал , а для выдачи обратного - . Если , то на всех выходах регистра будут присутствовать единицы. Цепи выдачи прямого и обратного кода можно реализовать и на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (рис. 2, б). В этом случае при из регистра выдаются значения , при - значения , a запрет выдачи информации не обеспечивается. Проектирование регистров сводится к выбору типа триггеров и синтезу КС.


  1   2   3


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации