Sinteza registrelor

Registrele sunt elemente functionale secventiale destinate pastrarii informatiei in calculatoarele numerice. In afara de functia de pastrare a informatiei ele mai pot fi folosite si la indeplinirea unor proceduri asupra datelor pastrate in registre. Componenta de baza a oricarui registru este bistabilul. Fiecare bistabil din registru este destinat de a pastra un bit de informatie, iar numarul de bistabile folosit determina numarul de ranguri al registrului.

Registrele pot fi elaborate in baza tuturor tipurilor de bistabile si tipul bistabilului folosit depinde de functiile care trebuie sa le indeplineasca registrul.

Intrarile de ceas a bistabilelor se conecteaza impreuna pentru a sincroniza functionarea tuturor bistabilelor concomitant.

Datele in registre se pot inscrie intr-un tact sau in doua tacte (in timpul a doua impulsuri). In cazul cind datele se inscriu in doua tacte pentru transmiterea datelor se folosesc o magistrala de n - biti care este conectata la intrarile S a tuturor bistabilelor.

Intrarile R a bistabilelor in acest caz se conecteaza impreuna in R. Inscrierea datelor se efectueaza astfel: in primul tact, in toate rangurile magistralei, adica la intrarile S se transmite "0", iar la intrarea R se transmite "1". La intrarile C se aplica impulsul primului tact si in asa fel toate intrarile se instaleaza in "0", adica se reseteaza.

In al doilea tact la intrarea R se aplica se aplica "0", iar la magistrala de date se transmite cuvintul ce trebuie de incarcat, adica "1" la "1" si "0" la rangurile unde trebuie de incarcat "0". La intrarile de ceas se transmite impulsul tactului a doilea. Deci bistabilul la intrarile S ale carora se aplica unitati se vor instala in "1", iar cele la intrarile carora se transmite "0" vor ramine in "0".

Pentru a inscrie informatia in registre intr-un singur tact magistrala de date trebuie sa aiba o marime dubla (2n - biti) si intrarile R nu mai sunt conectate intre dinsele.

In cazul inscrierii informatiei intr-un tact datele se transmit in codul parafazic, adica si codul direct si codul indirect al datelor la S si R. in acest caz va fi sufficient un singur impuls de tact pentru a inscrie informatia. Daca in componenta registrelor se folosesc bistabile de tipul D, atunci in carcarea datelor in registru poate fi efectuata intr-un singur tact folosind o magistrala de n - biti .

Citirea datelor din registre poate fi efectuata sau in cod direct, sau in cod invers, sau in cod parafaza.

Una dintre microoperatiile des folosite in calculatoarele numerice este deplsarea. Aceasta microoperatie poate fi realizata asupra datelor pastrate in registre, insa in acest caz in schema registrelor trebuie sa fie prevazute conexiunile respective si procedurile de realizare a acestor microoperatii. Cea mai simpla varianta a unui astfel de registru este cind iesirile bistabilului sunt conectate la intrarile bistabilelor vecine pentru a asigura transmiterea datelor dintr-un rang in altul la aplicarea impulsului de tact la intrarile tuturor bistabilelor concomitant.

In bitul cel mai putin semnificativ in acest caz cu deplasarea la dreapta se va inscrie "0" sau "1" daca deplasarea este logica. Iar la deplasarea la stinga se conecteaza iesirile bistabilelor din pozitiile mai putin semnificative la intrarile bistabilelor din pozitiile vecine mai semnificative.

Registrele de deplsare pot fi si reversibile, adica in ele in dependenta de necesitati, datele pot fi deplsate atit la stinga cit si la dreapta.

Sarcina lucrarii:

Operatia: S1 S0 Q3 Q2 Q1 Q0

Introducerea 1 1 D3 D2 D1 D0

Mentinere 0 0 Q3 Q2 Q1 Q0

Deplasare dreapta 1 0 Q0 Q3 Q2 Q1

Aducem in forma SI-NU/SI-NU:

Schema logica:

Diagrama temporara:

Concluzii:

In urma efectuarii lucrarii date de laborator am obtinut experienta in domeniul elementelor logice segventiale - registrele. S-au estimat caracteristicile ce prezinta dependenta datelor de iesire de cele de intrare cit si de cele aplicate anterior. Registrele sint aplicate pe larg in memorarea si procesarea cuvintelor binare si nu numai.