Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

OB21-OP-EL-CT-JANC-M-3-004 Registry OB21-OP-EL-CT-JANC-M-3-004

Registry Registry jsou zařízení, která slouží k zapamatování více jak jednoho bitu informace. Můžeme je rozdělit do dvou skupin, na registry paměťové a registry posuvné. V paměťových registrech jsou jednotlivé stupně navzájem nezávislé, tyto registry slouží k zapamatování informace v paralelním kódu. Registry posuvné slouží k uložení informace v sériovém kódu a k převodu sériového kódu do paralelního.

Paměťové registry Paměťové registry mohou být realizovány pomocí RS, D i JK klopných obvodů. Vyrábějí se integrované paměťové registry (integrované obvody) a používají se jako dočasné a vyrovnávací paměti mezi procesorem a vstupně/výstupními jednotkami, případně jako oddělovací členy v budičích sběrnic. Uvedeme si pro ilustraci realizaci čtyřbitového paměťového registru na D klopných obvodech.

Obr.1 Paměťové registry na D klopných obvodech

Paměťové registry V integrovaném provedení se vyrábí čtyřbitové a osmibitové registry, které jsou tvořené D nebo JK klopnými obvody. Například paralelní registr typu 7475 je tvořen D klopnými obvody. Každý integrovaný obvod 7475 obsahuje dva D klopné obvody.

Obr.2 Paralelní registr typu 7475 Paměťové registry Obr.2 Paralelní registr typu 7475

Posuvné registry Posuvné registry jsou systémy, které jsou schopny zapisovat informace do paměti a posouvat je. Posuvné registry je možné konstruovat pomocí RS, D i JK klopných obvodů.

Obr.3 Posuvné registry realizované na D klopných obvodech

Posuvné registry Z integrovaných registrů se vyrábí například: posuvné registry 74164 (osmibitový posuvný registr se sériovým vstupem a paralelním, příp. sériovým výstupem, který reaguje na náběžnou hranu hodinového impulsu), a 7496 (pětibitový posuvný registr se sériovým vstupem SER a paralelními vstupy A, B, C, D, E).

Posuvné registry a kruhový registr Obr.4 Posuvný registr se sériovým i paralelním vstupem dat a se sériovým i paralelním výstupem dat realizovaný pomocí JK klopných obvodů

Posuvné registry a kruhový registr Posuvné registry mohou být provedeny jako: statické, kdy se jako aktivní spínací prvky v klopných obvodech používají bipolární tranzistory(např. technologie TTL), dynamické a v tomto případě se jako aktivní spínací prvky používají bipolární tranzistory (technologie MOS).

Registry posouvající vpravo i vlevo Směr posuvu informace v posuvných registrech je určován hodnotou signálu na jednom ze vstupů. Logika přepínání směru posuvu může být realizována pomocí členu AND - OR – INVERT např. integrovaným obvodem typu 7451. Posuvné registry s posuvem vpravo i vlevo jsou užívány např. v sériových aritmetických jednotkách nebo v počítačích a mikropočítačích k provádění instrukcí posuvu. Řízení směru posuvu je pak prováděno pomocí instrukcí.

Registry posouvající vpravo i vlevo Jako příklady posuvných registrů posouvajících informaci vpravo i vlevo lze uvést integrované obvody: 7495 je to čtyřbitový registr s paralelním i sériovým vstupem a s paralelním i sériovým výstupem. Je vybaven dvěma taktovacími vstupy pro taktování vpřed i zpět. 74194 je čtyřbitový posuvný registr s paralelním vstupem a sériovým výstupem posouvající vpravo i vlevo.

Kruhový registr Spojíme-li výstup Q0 se sériovým vstupem registru (viz obrázek výše), opakuje se na výstupech Q0 - Q4 táž informace vždy po pěti hodinových impulsech. Takovému uspořádání říkáme kruhový registr. Lze si např. představit desetibitový kruhový regitr,do jehož MSB byla na počátku uložena jednička a jinak byl registr vynulován. Je zřejmé, že vždy po deseti hodinových impulsech bude na MSB opět jednička a podle toho, na kterém bitu je právě jednička poznáme, kolik impulsů (v rozmezí od 0 do 9) přijal hodinový vstup registru.

Kruhový registr Takový registr tedy tvoří dekadický čítač (dělič deseti), kde není nutný dekodér binární informace na dekadickou; komplikaci však tvoří skutečnost, že je třeba vždy po zapnutí přístroje vložit do registru jedničku, která pak v registru "obíhá". Pro dělení větším číslem potřebujeme rovněž značný počet klopných obvodů, takže cena zařízení neúměrně stoupá.

Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík

Literatura Antošová M, Davídek V.: Číslicová technika, KOPP České Budějovice 2008 Bernard J., Hugon J., Le Covec R.: Od logických obvodů k mikroprocesorům I, SNTL Praha 1982