Układy logiczne

Rejestry (ang. registers) pełnią rolę bardzo szybkiej pamięci dla słowa binarnego. Rejestr to układ elektroniczny (zbudowany z reguły z n przerzutników bistabilnych) przeznaczony do pamiętania 1-go słowa binarnego o ustalonej długości n. Taki rejestr nazywamy rejestrem n-bitowym Długość pamiętanego słowa to długość rejestru. Na ogół rejestr ma typową długość 8, 16, 32, 64, 128 bitów.

Najczęściej rejestr nazywamy w jakiś sposób np. mówimy: rejestr akumulatora, rejestr stanu, rejestr indeksowy, rejestr bazowy, rejestr uniwersalny, rejestr R12 itd.

Rejestry dzielimy na 4 zasadnicze rodzaje:

• rejestry równoległo – równoległe.
• rejestry szeregowo – szeregowe
• rejestry równoległo – szeregowe
• rejestry szeregowo – równoległe

Rys. 1. Typowe oznaczenie rejestru równoległo-równoległego - rysunek a) i sygnał WR wpisujący słowo binarne do rejestru - rysunek b)

 

Rejestr równoległo-równoległy (ang. parallel-in parallel out register) to taki, na którego wejście podajemy równolegle n bitowe słowo. Wpis słowa do rejestru następuje po podaniu na wejście wpisujące prostokątnego sygnału „zapisz” oznaczonego na Rys.1 symbolem WR. Wpisanie informacji do rejestru następuje na narastającym (albo opadającym) zboczu sygnału WR. Na wyjściu układu pojawia się zapisane słowo por Rys. 1. Realizacja rejestru równoległo-równoległego za pomocą przerzutników typu D pokazana jest na Rys. 2.

Rys.2. Realizacja 4 bitowego rejestru równoległo-równoległego za pomocą przerzutników typu D; na narastającym zboczu prostokątnego sygnału WR słowo binarne a₀a₁a₂a₃ podawane na wejście układu wpisywane jest do rejestru

 

Rejestr szeregowo-szeregowy (rejestr przesuwny, ang. serial in - serial out register lub shift register) (por. Rys. 3) ma 1 wejście szeregowe (1-bitowe) i jedno wyjście szeregowe (1-bitowe). W takt sygnału WR (sygnał wpisz) wpisujemy 1 bit z wejścia szeregowego. Rejestr szeregowo – szeregowy jest swego rodzaju układem opóźniającym. Realizacja rejestru szeregowo -szeregowego za pomocą przerzutników typu D pokazana jest na Rys. 4.

Rys. 3. Typowe oznaczenie rejestru szeregowo-szeregowego - rysunek a) i sygnał WR wpisujący pojedynczy bit do rejestru - rysunek b)

 

Rys. 4. Realizacja 4 bitowego rejestru szeregowo -szeregowego za pomocą przerzutników typu D

 

Rejestr szeregowo-równoległy (ang. serial in – parallel out register) to taki rejestr, do którego słowo binarne wpisujemy bit po bicie odczyt natomiast jest równoległy. Schemat rejestru szeregowo-równoległego pokazany jest na Rys. 5. Realizacja rejestru szeregowo-równoległego za pomocą przerzutników typu D pokazana jest na Rys. 6.

Rys. 5. Typowe oznaczenie rejestru szeregowo – równoległego - rysunek a) i sygnał WR wpisujący pojedynczy bit do rejestru - rysunek b)

 

Rejestr równoległo-szeregowy (ang. parallel in - serial out register). Słowo binarne do rejestru wpisujemy równolegle sygnałem WR, odczyt natomiast jest szeregowy bit po bicie. Do przesunięcia zawartości rejestru o jeden bit tak by był widoczny na wyjściu kolejny bit służy sygnał Shift (przesuń). Schemat rejestru równoległo-szeregowego pokazany jest na Rys. 7.

Rys. 6. Realizacja 4 bitowego rejestru szeregowo–równoległego za pomocą przerzutników typu D

 

Rys. 7. Typowe oznaczenie rejestru równoległo-szeregowego - rysunek a) i sygnał WR wpisujący pojedynczy bit do rejestru - rysunek b)