Регистр принцип работы

Регистры. Устройство, принцип работы

Регистры. Устройство, принцип работы - фотография 1 - изображение 1

Регистрами называют логические устройства, предназначенные для запоминания и хранения цифровых кодов. Построение регистров выполняют на триггерах. Операцию передачи цифрового кода в регистр и из регистра можно осуществлять последовательно и параллельно.

Логические электронные регистры: назначение, применение, устройство, классификация - фото 2 - изображение 2

Рис.10.23. Логическая схема дешифратора

На рис.10.24 изображено условное обозначение и схема четырёхразрядного регистра параллельного действия, построенного на синхронных D – триггерах. Регистр имеет четыре входа D1÷D4 информационных и один синхронизирующий вход С.

B исходное нулевое состояние логических сигналов на всех выходах Q1 ÷ Q4 ,

регистр устанавливается при подаче на синхронизирующий вход С сигнала лог.1 и на все информационные входы D сигнала лог “0”. Запись двоичного числа производится при одновременной подаче на информационные входы D1÷D4 кода числа.

Регистры классифицируются по следующим видам - фото 3 - изображение 3

Накопительный регистр с параллельными вводом и выводом информации - фото 4 - изображение 4

Рис.10.24. Условное обозначение и схема четырёхразрядного регистра параллельного действия

Триггеры, на информационные входы которых подаются сигналы лог. 1 , переводятся в состояния 1, остальные останутся в состоянии 0. Записанное число считывается с выходов Q1÷Q4.

Для запоминания числа и сдвига влево используется схемы сдвигающего регистра. На рис.10.25 приведено условное обозначение и логическая схема сдвигающего регистра. Регистры такого типа используют в качестве преобразователей последовательного кода в параллельный код.

Регистр имеет два входа: на вход С поступают динамические импульсы сдвига, являющимися положительными импульсами, изменяющимися во времени; вход D является информационным входом.

При записи числа в сдвигающий регистр цифровой двоичный код подается на информационный вход D триггера Т1, начинается со старшего разряда. При этом положительные импульсы сдвига поступают на счётные входы С триггеров.

Работу регистра рассмотрим на примере записи числа 1011. С приходом импульса сдвига на вход С и подаче на вход D единицы старшего разряда числа, триггер Т1 переводится в состояние 1 (Q1). В регистре используются элементы задержки ЭЗ, которые осуществляют задержку во времени перемещения сигнала с одного триггера на другой. При подаче очередного импульса сдвига на вход С и подаче на вход D второго разряда (нуля) числа, на выходе Q1 появится 0 , а 1 из триггера Т1 через элемент ЭЗ переместится в триггер Т2. С приходом очередного импульса сдвига на вход С и подаче на вход D третьего разряда (единицы) числа, триггер Т1 установится в 1 и т.д. Путём последовательной подачи кодов чисел на вход D и импульсов сдвига на вход С, число записывается в регистр.

Схема сдвигающего регистра - фото 5 - изображение 5

Регистры памяти (параллельные регистры). Принцип работы - изображение 6 - изображение 6

Рис.10.25. Условное обозначение и логическая схема сдвигающего регистра

Считывание чисел осуществляется параллельным кодом с выходов Q1 ÷ Q4 или последовательным кодом с выхода Q4 путем последовательной подачи импульсов сдвига. На рис.10.26 приведена таблица истинности сдвигающего регистра.

РЕВЕРСИВНЫЙ РЕГИСТР СДВИГА. - изображение 7 - изображение 7

Рис.10.26. Таблица истинности сдвигающего регистра

Логические электронные регистры: назначение, применение, устройство, классификация

Регистр - фотография 8 - изображение 8

Регистр — это последовательностное логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними. Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове. С каждым регистром обычно связано комбинационное цифровое устройство, с помощью которого обеспечивается выполнение некоторых операций над словами. Типичными являются следующие операции: ● прием слова в регистр; ● передача слова из регистра; ● поразрядные логические операции;

● сдвиг слова влево или вправо на заданное число разрядов; ● преобразование последовательного кода слова в параллельный и обратно; ● установка регистра в начальное состояние (сброс). Фактически любое цифровое устройство можно представить в виде совокупности регистров, соединенных друг с другом при помощи комбинационных цифровых устройств.

Регистры классифицируются по следующим видам

● накопительные (регистры памяти, хранения); ● сдвигающие. В свою очередь сдвигающие регистры делятся: ● по способу ввода-вывода информации на: • параллельные, • последовательные, • комбинированные; ● по направлению передачи информации на: • однонаправленные, • реверсивные.

Накопительный регистр с параллельными вводом и выводом информации

Рассмотрим накопительный регистр с параллельными вводом и выводом информации (рис. 3.72).

Для чего нужны регистры - изображение 9 - изображение 9

рис. 3.72 turion

{xtypo_quote}Основой регистра являются D-триггеры, которые на своих выходах повторяют значения сигналов на входах X1 — Х4 (информационные входы) при логическом сигнале 1 на входе синхронизации (т. е. осуществляется параллельный ввод входной информации в регистр).{/xtypo_quote}

На четырех двухвходовых элементах «И» реализованы схемы совпадения, входные сигналы которых совпадают с выходными сигналами триггеров в том случае, когда на вход Y2 подана логическая единица. Таким образом, осуществляется параллельный вывод информации. В качестве примера рассмотрим микросхему регистра К155ИР15. Приведем условное обозначение и таблицы внутренних и выходных состояний (рис. 3.73).

Регистр принцип работы - фото 10 - изображение 10

рис. 3.73 turion

Схема сдвигающего регистра

На рис. 3.74 представлен сдвигающий регистр.

Регистр принцип работы - изображение 11 - изображение 11

рис. 3.74 turion

В исходном состоянии на выходах всех триггеров логический сигнал «О». При подаче логического сигнала «1» младшего разряда числа на вход 1 − го триггера он запоминается в нем в момент действия положительного перепада тактового импульса. Состояние же остальных триггеров не меняется, так как на их входах были логические сигналы «0». Во время второго тактового импульса на входе первого триггера действует логический сигнал «0», на входе второго триггера — логический сигнал «1», на входе третьего и четвертого — логические сигналы «0». Эти сигналы запоминаются триггерами, на входе которых они действовали, т. е. осуществляется сдвиг единицы вправо и т. д. Таким образом, за четыре такта осуществляется последовательный ввод в регистр 4-разрядного двоичного числа. В качестве примера приведем микросхему сдвигающего регистра К155ИР13 и его таблицу состояний (рис. 3.75).

Регистр принцип работы - фотография 12 - изображение 12

рис. 3.75 turion

Регистры памяти (параллельные регистры). Принцип работы

Регистр принцип работы - фотография 13 - изображение 13

Регистрами называют устройства предназначенные для приема, хранения, передачи и переработки полученной информации в виде чисел двоичного кода. Регистры делят на параллельные, последовательные и последовательно – параллельные. В данной статье мы рассмотрим только параллельные.

Ниже показана схема четырехразрядного параллельного регистра:

Регистр принцип работы - фотография 14 - изображение 14

Костяком его есть четыре триггера (в среднем ряде), которые перед началом работы приводят в нулевое состояние подачей импульса «Установ.нуля» на каждый из них. Рабочие входы триггеров соединены с выходами четырех логических элементов записи типа «И» (нижний ряд). На входы логических элементов подается число, которое подлежит записи (например 1101). Другие входы этих же элементов соединены вместе и на них подается тактовый импульс. Если тактовый импульс отсутствует, то выходе элементов будут нули, а если он появится то выходе этих элементов установится число 1101, которое приведет триггеры среднего ряда в состояние когда на их выходах тоже установится 1101.  Записанное число будет хранится до тех пор, пока элементы записи не пришлют к триггерам нового числа.

Для воспроизведения записанного в триггере числа подается импульс «считывания» на элементы верхнего ряда, которые работают также как и устройство записи. В последствии этого записанное число появится на выходе регистра и может быть использовано для последующих операций. Значение, записанное в триггер при этом хранится и может быть использовано при надобности сколько угодно раз. Только подача на входы триггеров нового числа через элементы записи изменит значение в регистре на новое.

РЕВЕРСИВНЫЙ РЕГИСТР СДВИГА.

Регистр принцип работы - фотография 15 - изображение 15

Лекция № 8

Тема: «Регистры»

Текст лекции по дисциплине: «Цифровые устройства и

микропроцессоры»

Обсуждена на заседании кафедры

КАЛИНИНГРАД

Г

Содержание

Введение.

Учебные вопросы (основная часть):

1. Общие сведения

2. Последовательные регистры

3. Параллельные регистры

Заключение

Л5, Л2

Л1, Л3

Л6

Литература:

Основная литература

Л.1. А.К.Нарышкин «Цифровые устройств и микропроцессоры»: учеб. пособие для студ. Высш. Учебн. Заведений/ А. К. Нарышкин, 2 – е изд. - Издательский центр «Академия», 2008г. с. 206-239

Л.2. Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров «Аналоговая и цифровая электроника», М.-Горячая линия- Телеком, 2000г. с. 580-588

Дополнительная литература

Л.5. Е.П. Угрюмов «Цифровая схемотехника», Санкт-Петербург, 2000г. с. 143-150

Л6. Ю.А. Браммер. И.Н.Пашук «Импульсные и цифровые устройства», М.-Высшая школа, 1999г. с. 256-260

Л9 Б.А.Калабеков «Цифровые устройства и микропроцессорные системы», М.: «Горячая линия - телеком», 2000 г.126-131

Учебно-материальное обеспечение:

1. Полилюкс

2. Слайды

3. Плакаты

Текст лекции

Введение

К функциональным узлам с элементами памяти относятся регистры, счётчики, сумматоры, пересчётные устройства. Отличительной особенностью является наличие элементов памяти, которые хранят результат воздействия на узел входных сигналов в предыдущие моменты времени. Сигналы на выходах такого узла определяются входными сигналами и состоянием элементов памяти, т.е. последовательностью входных сигналов.

1. Общие сведения

Регистр – цифровой автомат, предназначенный для приема, запоминания, хранения информации и выполнения определённых операций.

Назначение регистров.

Основным назначением регистров является:

* временное хранение двоичного числа;

* сдвиг числа (как в микрокалькуляторе);

Классификация регистров.

Регистры классифицируются по следующим основным признакам:

По функциональным свойствам (по виду выполняемых функций):

* накопительные регистры (регистры памяти, хранения);

* сдвигающие регистры (регистры сдвига вправо, влево, реверсивные);

* приёмные регистры;

* передающие регистры;

По способу ввода и вывода информации:

* параллельные регистры (регистры памяти, статические);

* последовательные регистры (регистры сдвига);

* комбинированные регистры (параллельно-последовательные, последовательно-параллельные);

По направлению передачи информации:

* однонаправленные;

* реверсивные.

По количеству разрядов:

* трёхразрядные регистры;

* четырёхразрядные регистры;

* пятиразрядные регистры и т.д.

Устройство регистров.

Элементами структуры регистров являются синхронные триггеры D-типа, либо RS- (JK)-типа с динамическим или статическим управлением.

Количество триггеров в регистре соответствует количеству разрядов числа. Регистры имеют в своём составе комбинационные схемы, которые играют вспомогательную роль.

2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ РЕГИСТРЫ

Ввод и вывод информации в последовательных регистрах (регистрах сдвига) осуществляется последовательно разряд за разрядом (в последовательном коде).

Синтез регистра последовательного типа сводится к нахождению уравнений входов (i+1)-го разряда. Для этого так же, как и при синтезе синхронных счетчиков, необходимо заполнить диаграммы Вейча для уравнений входов с использованием прикладной диаграммы Вейча и характеристической таблицы функционирования используемого триггера. Из диаграмм Вейча и получают уравнения входов (i+1)-го разряда. В дальнейшем определяют тип триггеров, из которых будет строиться регистр.

Назначение последовательного регистра.

Последовательный регистр предназначен для:

a) выполнения операции временной задержки сигналов (т.е. в качестве цифровых элементов временной задержки).

b) запоминание многоразрядных двоичных чисел;

c) сдвиг хранимого числа на любое число разрядов

Устройство последовательного регистра.

Последовательный регистр состоит из соединённых между собой определённым образом триггеров (D-, JK-, RS-типа).

Условное обозначение последовательного регистра.

Для примера рассмотрим условное обозначение последовательного регистра на микросхеме К155ИР1.

Здесь “И” обозначает, что это элементы дискретных и арифметических устройств, “Р” -регистр.

Регистр принцип работы - фотография 16 - изображение 16

Рис. 1 УГО последовательного регистра

Принцип действия последовательного регистра.

Принцип действия последовательного регистра заключается в следующем:

с приходом каждого тактового импульса происходит перезапись (сдвиг) содержимого каждого разряда в соседний без изменения информации.

Т.е. каждый разряд выдаёт информацию в следующий и одновременно принимает новую информацию из предыдущего разряда. Причём, данное действие (сдвиг) осуществляется с приходом каждого сдвигающего импульса.

Схема последовательного регистра.

Рассмотрим устройство 4-х разрядного последовательного регистра на JK-триггерах. (Рис. 2)

Регистр принцип работы - фотография 17 - изображение 17

Рис. 2 Схема последовательного регистра

Работа последовательного регистра.

Записанное число поступает по одному входу в виде последовательного кода. Т.е. значения разрядов предаются последовательно, подобно тому, как прочитывается многоразрядное число. (Например: 1010).

Перед записью числа регистр обнуляется по входу R.

Разряды двоичного числа, начиная с младшего, в виде “0”и “1” последовательно поступают на вход старшего разряда регистра. Поступление данных происходит с поступлением тактового импульса сдвига. Данные импульсы продвигают вводимое число вдоль регистра, пока младшие разряды n-разрядного числа не окажутся в младших разрядах регистра.

Регистры работающие по такому принципу называются регистрами сдвига вправо.

В случае, если сдвиг осуществляется от младшего разряда к старшему, то регистр называется регистром сдвига влево. Для реализации такого регистра необходимо вход каждого триггера соединить с выходом последующего триггера. Это регистр сдвига последовательности, заданной в прямом коде. Для получения обратного кода числа необходимо воспользоваться инверсными выходами триггеров.

Недостатком последовательного регистра является поразрядный ввод данных. Кроме того возможна потеря крайнего информационного бита информации.

Для устранения первого недостатка применяются параллельные регистры.

Для устранения второго недостатка последовательных регистров (потеря крайнего бита информации) используются кольцевые регистры.

КОЛЬЦЕВЫЕ РЕГИСТРЫ.

Регистр принцип работы - фотография 18 - изображение 18

Рис. 3 Схема кольцевого регистра

Кольцевой регистр строится на основе сдвигающего путём замыкания выхода младшего разряда со входом старшего разряда. В результате, информация движется по кольцу.

Назначение кольцевого регистра.

Кольцевые регистры предназначены для создания схем распределителей импульсов, которые служат для формирования следующих друг за другом импульсных сигналов, появляющихся в различных цепях управления узлами и устройствами. (Для примера можно вспомнить обыкновенную ёлочную гирлянду).

Схема кольцевого регистра.

Схема кольцевого регистра представлена на Рис. 3

Работа схемы кольцевого регистра.

Запишем в один из разрядов регистра единицу. В схеме, эта однажды введённая единица продвигается тактовыми импульсами до конца, а с выхода старшего (n-1)–го разряда через цепь обратной связи снова записывается в нулевой разряд. После этого происходит новый цикл движения указанного кода по регистру.

На основе кольцевых регистров строят рекуррентные регистры.

РЕВЕРСИВНЫЙ РЕГИСТР СДВИГА.

Рассмотренные регистры сдвига осуществляли сдвиг информации (кодов чисел) в каком-либо одном направлении в сторону младших или старших разрядов. Реверсивные регистры сдвига могут выполнять сдвиг информации в обе стороны, в зависимости от информационного значения некоторого управляющего сигнала.

В реверсивном сдвигающем регистре, представленном на Рис. 4 Реверсивный сдвигающий регистр, логические связи между триггерами предусматривают возможность управления направлением сдвига записанного в регистр слова посредством управляющего сигнала, отображаемого логической переменной у. Например, при y=0 действие синхроимпульса должно приводить к сдвигу информа­ции влево, а при у=1 — вправо. При отсутствии синхроимпульса информация, записанная в регистр, должна оставаться без изме­нения.

Если регистр выполняется на триггерах типа D, то для реали­зации реверсивного режима работы логический сигнал на входе триггера i-го разряда регистра определяется по формуле:

i(t)i-1(t)i+1(t).

Направление сдвига кода задает логическая схема DD1 Рассмотрим принцип действия регистра.

Регистр принцип работы - изображение 19 - изображение 19

Рис. 4 Реверсивный сдвигающий регистр

Пусть в регистре записан код числа A = an-1…a1a0, тогда, согласно приведённой формулы, при подаче логического сигнала y=1 на входе D i-го триггера действует сигнал с выхода от предыдущего триггера Di = Qi+1. Под действием очередного синхроимпульса сигнал Qi+1 фиксируется на выходе триггера ТTi. Код сдвигается вправо;

при y = 0, согласно того же выражения, Di= Qi-1 и на выходе i-го триггера фи­ксируется сигнал с выхода триггера TTi-1. Код сдвигается влево.

РЕКУРРЕНТНЫЕ РЕГИСТРЫ.

В основе рекуррентных регистров лежат кольцевые регистры.

Назначение рекуррентного регистра.

Рекуррентные регистры служат для получения длинных кодовых комбинаций (рекуррентных последовательностей), приближающихся по своим статическим характеристикам к “белому” шуму.

Используют для кодирующих и декодирующих устройств, широкополосных систем связи, при формировании сигналов фазирования в системах передачи данных.

Устройство рекуррентного регистра.

Выход последнего (старшего) разряда регистра соединяется с входом через простейший элемент И-НЕ. С предыдущего разряда регистра также подаётся сигнал на этот элемент.

Для примера рассмотрим схему рекуррентного регистра на D-триггерах.

Схема рекуррентного регистра.

Рис. 5 Схема рекуррентного регистра

Таким образом рекуррентные регистры позволяют формировать кодовые комбинации различной длины за счёт введения цепи логической обратной связи.

Параметры последовательного регистра.

Время ввода (вывода) m-разрядного двоичного числа в регистрах сдвига равно mТсд, где Тсд — период следования тактирующих сигналов, осуществляющих ввод (вывод) информации.

Таким образом, последовательные регистры – это цифровые автоматы, осуществляющие последовательный сдвиг вправо или влево кода, записанного в его разрядах числа.

3. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕГИСТРЫ.

Ввод и вывод информации (двоичных чисел) в параллельных регистрах (регистрах памяти) осуществляется одновременно во всех разрядах (в параллельном коде).

Синтез регистра памяти.

Поскольку разряды регистра памяти функционируют идентично, то нет необходимости производить синтез каждого разряда отдельно, достаточно провести проектирование одного i-го разряда. Синтез параллельного регистра сводится к выбору типа триггера и определению структуры устройств ввода.

Выбор типа триггера производится из следующих соображений. Если регистр предназначается только для хранения числа, то целесообразно использовать синхронный D-триггер. Применение других типов триггеров возможно, но зачастую не оправдано по причине усложнения схемы регистра или неполного использования логических возможностей триггеров.

Определение структуры устройств ввода информации осуществляется методами синтеза комбинационных цифровых устройств .

Назначение параллельного регистра.

Параллельные регистры, как правило, используется как регистры памяти.

Устройство параллельного регистра.

Простейший вид параллельного регистра такой же, как и у последовательного. Т.е. в его сосав входят соединённые определённым образом триггеры (D, JK, RSC-типа).

Каждый из триггеров в процессе работы хранит один разряд двоичного числа.

Условное обозначение параллельного регистра.

Примером такого регистра является микросхема К155ИР15.

Регистр принцип работы - фотография 20 - изображение 20

Рис. 6 УГО параллельного регистра

Принцип действия параллельного регистра.

Запись числа осуществляется в параллельном коде по входам “S” триггеров. При этом на входе “С” должен быть разрешающий импульс.

Схема параллельного регистра.

Схема параллельного регистра такая же как и последовательного, но информация подаётся на входы “S” параллельно.

Регистр принцип работы - фото 21 - изображение 21

Рис. 7 Схема параллельного регистра

На схеме: -R - сигнал установки нуля;

з – сигнал записи приёма информации;

су – сигнал считывания хранимой информации.

Работа параллельного регистра.

При однофазной передаче кода сигнал о каждой букве аi слова А= аn-1, …a0 вводится в i-ый разряд регистра по одному проводу через один из элементов DD7…DD8. Информация записывается в регистр в случае наличия разрешающей единицы на шине Zз.

Перед записью кода в регистр подаётся сигнал сброса R=1 при Zз=Zce=0. Тогда на входах всех триггеров действуют сигналы R=1, S=0. Это приводит к установке всех разрядов регистра в нулевое состояние, т.е подготовке их к приёму информации.

После этого на входные схемы И кроме сигналов аi подают сигнал записи Zз.=1 при R= Zce=0. Тогда на входах i-го триггера действуют сигналы R=0, S=аi, что приводит к установке его в состояние Qi=ai. Таким образом, на основных выходах всех триггеров формируется двоичный код А= аn-1, …a0.

Для считывания информации из регистра на его входные схемы И DD1…DD3 подаётся сигнал считывания Zсч=1, что обеспечивает формирование на выходах логических схем сигналов ai

Параметры параллельных регистров.

Применение регистров.

Этот двунаправленный регистр сдвига объединяет в себе все возможные виды рассмотренных регистров.

1. Последовательный ввод через V1.

2. Параллельный ввод по D1-D4.

(Выбор режима последовательного и параллельного ввода определяется сигналом на V2: “0” - для последовательного ввода, “1” - для параллельного ввода).

3. Сдвиг вправо (“0” С1, “1” - С2).

4. Сдвиг влево (“1” С1, “0” - С2).

5. Блокировка (“0” С1, “0” - С2).

Рис. 8 Пример применения регистра

Таким образом, параллельные регистры имеют более высокое быстродействие, чем последовательные. Однако, применение регистров обусловлено функциональным назначением различных схем.

Заключение:

1. Основой любого регистра является триггер (двоичная ячейка памяти).

2. По выполняемым функциям регистры делятся на регистры без сдвига информации и со сдвигом информации.

3. Разновидность сдвигающих регистров - кольцевой и рекуррентный регистр.

Замечания и предложения по содержанию лекции

Регистр

Регистр принцип работы - изображение 22 - изображение 22

I

Реги́стр (позднелат. registrum — список, перечень, от лат. regestum — внесённое, вписанное)

1) ряд занимающих определённое высотное положение звуков певческого голоса, извлекаемых одним и тем же способом и поэтому обладающих единым тембром. В зависимости от доли участия в резонансе грудных и головных полостей различают грудной, головной и смешанный Р. Мужские голоса, в особенности тенора, могут извлекать и звуки т. н. фальцетного регистра (см. Фальцет).

2) Участки диапазона различных музыкальных инструментов, характеризующиеся единым тембром.

3) Устройства, применяемые на струнных клавишных инструментах, прежде всего на клавесине, для изменения силы и тембра звука. Изменение это может достигаться за счёт защипывания струны в др. месте, ближе к колку, или за счёт применения пера из др. материала и т. п.

4) У органа — ряд труб сходной конструкции и тембра, но различной высоты. См. ст. Голос певческий, Орган.

II

Реги́стр

ЦВМ, часть памяти вычислительной машины обычно ёмкостью в одно Машинное слово, предназначенная для запоминания (а иногда также и для преобразования) Кодов. В каждой ЦВМ имеются наборы Р. различного назначения, например Р. центрального устройства управления (РУУ), Р. арифметического устройства (РАУ); свои Р. числа и Р. адреса имеются практически во всех запоминающих устройствах, где они выполняют функции промежуточных накопителей, обеспечивающих нужную временную диаграмму работы памяти машины. В ЦВМ третьего поколения управление разнообразными устройствами ввода и вывода информации осуществляется специальным устройством управления, которое принято называть каналом, а его Р. — Р. канала.

К РУУ относятся: Р. счётчика адресов команд (См. Команда) (РСчА), в котором адрес текущей команды преобразуется в адрес следующей команды, Р. команд (РК), куда поступает команда из оперативной памяти в соответствии с адресом в РСчА, и, кроме того, Р., предназначенные для аппаратного изменения команд (см. Команд модификация). Наиболее распространена схема модификации адреса команды при помощи индексных Р. (ИР), при этом признаки модификации хранятся в Р. признаков (РП). Обычно операция модификации заключается в том, что код адреса команды складывается (вычитается) с кодом соответствующего ИР, а результат затем заносится на Р. исполнительного адреса (РИА), по которому из оперативной памяти выбирается новый операнд (см. Операция). Арифметические операции выполняются в Р. сумматора (РС), в Р. множимого — делителя (РМД), в Р. множителя — частного (РМЧ); логические операции обычно производятся в РС.

Канал выполняет специфические операции, связанные с подготовкой информации, вводом её из периферийного устройства в оперативную память и выводом на печатающее устройство. Канал имеет свою собственную программу, состоящую из последовательности т. н. управляющих слов (УС), которая перерабатывается в специальные Р. (РУС). Для работы канала в команд систему (См. Команд система) ЦВМ вводится специальный набор команд. Команды пуска канала поступают из центрального Процессора на группу Р. команды ввода — вывода; код операции команды (ОК) передаётся в РОК; код номера периферийного устройства (НПУ) хранится в РНПУ.

Число Р. в ЦВМ, их разрядность и конструктивные особенности зависят от общей структуры ЦВМ, системы команд, функционального назначения Р. и элементной базы ЦВМ. Существует множество различных схем Р. с использованием реле, ферритовых сердечников (колец), феррит-транзисторных ячеек, интегральных схем и т. п. В общем случае Р. ЦВМ представляет собой цепочку из однотипных двухпозиционных запоминающих элементов, обычно Триггеров, для записи и хранения одного двоичного разряда.

Число таких элементов в Р. (его разрядность), как правило, соответствует длине машинного слова или числу разрядов в команде ЦВМ. На рис. в качестве примера показана блок-схема простейшего трёхразрядного сдвигающего Р. на триггерах (Т). Входной сигнал поступает на T1 и, если, допустим, он имеет значение «1», то T1 устанавливается в положение «1». Для сдвига кода вправо на все триггеры (разряды) одновременно подаётся сдвигающий управляющий сигнал у. Те триггеры, которые были в состоянии «1», переходят в состояние «0», при этом с выходов триггеров в линии задержки поступают сигналы, которые переводят следующие за ними триггеры в состояние «1», и, т.о., все «1», записанные в Р., перемещаются (сдвигаются) вправо на один разряд. Работа Р. оценивается главным образом быстродействием — временем переключения его запоминающих элементов.

Лит.: Ричардс Р. К., Элементы и схемы цифровых вычислительных машин, пер. с англ., М., 1961; Каган Б. М., Каневский М. М., Цифровые вычислительные машины и системы 2 изд М., 1973.

Л. Н. Столяров.

Регистр принцип работы - изображение 23 - изображение 23

Блок-схема регистра сдвига: Т — триггер; ЛЗ — линия задержки; у — сдвигающий сигнал.

III

Реги́стр

в электросвязи, устройство для полного или частичного приёма и записи в цифровой форме адресной абонентской информации на автоматических телефонных и телеграфных станциях и узлах связи. Записанная информация используется при установлении соединений, а также при начислении оплаты за услуги связи. После установления требуемого соединения Р. освобождается и снова готов к приёму адресной информации. Наличие Р. повышает коэффициент использования коммутационного оборудования, соединительных линий и каналов связи, т. к. во время набора номера вызываемого абонента линия связи остаётся свободной для др. абонентов.

Большая советская энциклопедия

Для чего нужны регистры

Регистр принцип работы - фотография 24 - изображение 24

Регистры процессора – это ячейки сверхбыстрой оперативной памяти, которые предназначены для временного хранения промежуточных данных. Различные регистры содержат информацию в различном виде: адреса и указатели сегментов памяти или системных таблиц, индексы элементов массива и пр.

В процессоре находится большое количество регистров, которые можно разделить на несколько основных групп: аккумуляторы, флаги, указатели, индексные, сегментные и регистры управления. Регистры процессора представляют собой ячейки памяти для приема, хранения и последующей передачи промежуточных результатов выполнения программ.

Любой регистр процессора – это цифровая электронная схема, содержащая последовательность двоичных чисел различной разрядности (16, 32 или 64) и результаты выполнения преобразований между ними. По типу приема и передачи информации могут быть последовательными (сдвиговыми) и параллельными.

Регистры-аккумуляторы универсальны, в них содержится большая часть промежуточных результатов выполнения различных команд (логических, арифметических, ввода/вывод и пр.). Процессор может содержать более одного аккумулятора. Разработчики программного обеспечения используют аккумуляторы для сокращения разрядности команд, упрощения программного кода.

Регистры-флаги известны также как регистры условий. Они показывают определенный результат выполнения операции, который может быть нулевым, положительным, отрицательным, или указывать на переполнение. Обычно коды условий объединяются в группы и образуют регистр другого типа – управляющий. Менять регистры-флаги возможно, но нежелательно, чтобы не исказить цельный результат.

Регистры, содержащие указатели на особые области памяти (стек, базу, команду), называются регистрами-указателями. Самый главный из них – указатель стека. Стек – это часть памяти, состоящая из ячеек, следующих друг за другом, т.е. взять из стека можно только ту ячейку, которая лежит сверху. Именно на эту вершину и указывает регистр стека.

Указатель базы обычно содержит адрес определенной ячейки стека, которая может быть любой. Как правило, регистр стека и регистр базы используют одновременно при работе в текущей процедуре для указания необходимого состояния стека.

Регистр-указатель команд иногда называют счетчиком команд, он содержит указатели на команды рабочего цикла. Когда команда выполняется, его значение увеличивается на 1 и цикл продолжается со следующей команды. Т.е. счетчик команд всегда указывает на команду, следующую за выполняемой в настоящий момент.

Индексных регистров два – это индекс источника и индекс приемника. Они используются для получения адреса данных стека в сочетании с регистрами-указателями.

Сегментные регистры используются при сегментной адресации памяти. При этом память делится на блоки (сегменты) различной длины. Адрес нужной ячейки памяти определяется адресом начала блока и величиной сдвига относительно него. Всего сегментных регистров четыре: для кодового сегмента, сегмента данных, сегмента стека и дополнительного сегмента.

Регистры управления контролируют работу процессора и недоступны пользователю. Их выполнение, в-основном, контролируют машинные программы. В них содержится информация о текущей выполняемой команде, состоянии процессора, а также они локализуют управляющие структуры при работе процессора в защищенном режиме.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 636)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты