Регистры и для чего они нужны

June 27, 2010 by admin Комментировать »

Регистрами называют устройства для хранения одного двоичного числа. Ко­личество разрядов в регистрах, выпускаемых отдельно, обычно не превышает восьми, но в составе других микросхем могут быть и регистры с большей разрядностью— вплоть до 128 или 256 бит в «продвинутых» микропроцес­сорах. Большинство типов электронных запоминающих устройств, вообще говоря, можно рассматривать как совокупность регистров. Но собственно регистры, как входящие в состав процессоров, так и выпускаемые отдельно, отличаются тем, что позволяют не только записывать и считывать информа­цию, но и производить некоторые простейшие операции, например, сдвиг разрядов.

Простейший регистр — это упомянутый ранее статический D-триггер. Четы­ре таких триггера, входящих в микросхему 561ТМЗ, образуют четырехраз­рядный регистр с параллельной записью и считыванием, причем тактовый вход в этой микросхеме у всех четырех разрядов общий. Как и сам триггер, такой регистр называют «защелкой».

Если регистр-защелка позволяет осуществлять только параллельную запись, то последовательный регистр (пример— 561ИР2) наоборот, имеет возмож­ность записи только через один вход, который является D-входом самого младшего разряда. Последовательный регистр является неким обобщением конструкции D-триггера. Работу динамического D-триггера можно рассмат­ривать, как процесс сдвига информации от входа через первый триггер ко второму при поступлении соответствующих перепадов на тактовом входе. В последовательном регистре, который в простейшем случае представляет собой просто последовательное соединение таких триггеров, происходит не­что подобное — с каждым фронтом тактового импульса информация сдвига­ется от младшего разряда к старшему, при этом в младший разряд записыва­ется состояние входа. Считывать информацию при этом можно из каждого разряда в отдельности, как и в случае регистра-защелки. Такие регистры по­лучили еще название сдвиговых. Они широко используются для последова­тельного ввода и вывода информации — скажем, для вывода восьми бит че­рез последовательный порт RS-232 достаточно записать их в такой регистр, а потом подать на него восемь тактовых импульсов с нужной частотой.

Сдвиговый регистр можно закольцевать — соединить выход старшего разря­да со входом младшего и получить нечто подобное.слону из анекдота, кото­рый засунул хобот себе в известное место. Однако в случае одного сдвигово­го регистра такое соединение приведет к тому же результату, что и для слона, то есть довольно бесполезно практически, ибо мы без дополнительных ухищрений запись информации производить уже не сможем. Поэтому ис­пользуют объединение параллельной и последовательной записи/считывания в одном устройстве (пример— четырехразрядный регистр 561ИР9 или вось­миразрядный 561ИР6).

Заметки на полях

Такие сдвиговые регистры с параллельной записью и последовательным счи­тыванием информации — неотъемлемая часть устройств памяти большой ем­кости, без них чтение и запись в большие массивы запоминающих ячеек были бы невозможны. Имеются они, например, в матрицах цифровых камер. Инте­ресное применение таких регистров — организация последовательного ин­терфейса SPI, широко используемого для скоростного обмена информацией ме>кду различными микросхемами (например, ме>кду энергонезависимой памя­тью, вроде флэш-карточек, и микроконтроллером). В SPI наличествуют два восьмибитовых регистра, соединенных в кольцо входами/выходами, но они разделены пространственно: один регистр находится в одном устройстве, дру­гой — в другом. Если подавать тактовые импульсы на оба регистра одновре­менно (это осуществляет одно из устройств — ведущее), то после подачи ров­но 8 импульсов устройства обменяются содержимым своих регистров.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты