Кольцевой сдвиговый регистр

Авторы патента:

H03K27 - Счетчики импульсов, в которых импульсы непрерывно циркулируют в замкнутой цепи; аналогичные делители частоты (счетчики с регистром сдвига в цепи обратной связи H03K 23/54)

О П И С А Н И E (932619 изов етения

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалнстичесиик

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 11.02.80(21) 2878984/18-21 (51)М. Кл. с присоединением заявки МН 03 К 27/00

Гесударстевииый кемитет

СССР пв делам иаабретеиий и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 30. 05 ° 82. Бюллетень М 20 (531 УД5(681.332 (088.8) Дата опубликования описания 30.05.82 (72) Автор изобретения

А.Ф.Сотников (71) Заявитель (54.) КОЛЬЦЕВОИ СДВИГОВЫИ РЕГИСТР

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в качестве основных функциональных узлов в различных устройствах измерительной техники, в цифровых вычислительных устройствах.

Известен кольцевой сдвиговый регистр, состоящий из и разрядов, построенных на триггерах, выход каждого из которых соединен с информационным

to входом последующего (1 ).

Недостаток известного устройствавЂ” потеря работоспособности при общем нулевом или единичном состоянии.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее сдвиговый регистр входную шину, соединенную с входами всех разрядов, элемент И-НЕ, входы которого соединены с инверсными выходами D-триггеров, составляющих разряды сдвигового регистра (2).

Недостатком известного устройства яаляются ограниченные функциональные возможности, так как в устройстве при автоматическом выводе из нерабочего нулевого и единичного состояния возможна циркуляция только одной информационной единицы.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при автоматическом выводе из нерабочего нулевого и единичного состояния.

Поставленная цель достигается тем, что в кольцевой сдвиговый регистр, содержащи" п разрядов, построенных на D-триггерах, входную шину, соединенную с входами всех разрядов,ïåðвый элемент И-НЕ, входы которого соединены с инверсными выходами D-триггеров, введены полусумматор, первый вход которого соединен с прямым выходом 0-триггера и-го разряда, второй вход полусумматора через инвертор соединен с выходом первого элемента

И-НЕ, прямые выходы 0"триггеров соединены с входами второго элемента И-НЕ, выход которого через второй инвертор

3 9326 соединен с первым входом третьего эле" мен т а И- НЕ, второй вход которо ro через третий инвертор соединен с входной шиной, а выход соединен с входами установки в нуль триггеров всех разрядов, выход полусумматора соединен с D-входом D-триггера первого разряда.

На чертеже представлена схема кольцевого регистра сдвига.

Устройство содержит D-триггеры 1о

1=1, 1=2,...,l=n, входную шину 2, полусумматор 3, первый и второй входы

4 и 5 полусумматора,.выход 6 полусумматора, первый, второй и третий элементы И-НЕ 7-9, первый, второй и д третий инверторы 10-12.

Устройство работает следующим об. разом.

Автоматический вывод кольцевого сдвигового регистра из общего ."нулевого" или "единичного" состояний осуществляется посредством двух логических цепей управления и управляемого элемента обратной связи, выполненного на основе полусумматора.

Зависимость уровня на выходе 6 полусумматора 3 от уровней сигналов на е,о входах иллюстрирует таблица;

Входы Выход

Оба входа полусумматора равнозначны. Примем условно вход 4 за сигналь- 4 ный, а вход 5 за управляющий. Из таблицы видно, что если на входе 5 установлен уровень 0, то уровень потенциала на выходе 6 повторяет уровни сигнала на входе 4. Если же на входе ©

5 установлен уровень 1, то напряжение на выходе 6 представляет собой инвертированные уровни сигнала на входе 4.

Таким образом, полусумматор в пер- 55 вом случае по входу 4 действует анаI логично повторителю, à во втором случае " аналогично инвертору.

19 ф

Управляющий уровень на входе 5 формируется первой логической цепью управления. При нормальной работе регистра в любое время хотя бы один из (триггеров будет находиться в состоянии, отличающемся от состояния других триггеров, и на прямых и инверсных выходах будет какое-то сочетание единичных и нулевых уровней. При этом на выходах многовходовых элементов

7 первои и второй логических цепей управления устанавливаются уровни 1.

В первой логической цепи управления единичный выходной уровень элемента

7 инвертируется инвертором 10 в нулевой уровень и поступает на вход 5 полусумматора 3, при этом по входу

4 полусумматора действует как повторитель выходных уровней последнего триггера регистра 1=и. Единичный уровень выхода элемента 8 второй цепи после инвертирования инвертором

12 также принимает значения нулевого уровня и поступая на второй вход элемента 9 блокирует действие первого входа этого элемента и устанавливает на выходе элемента 9 уровень 1, который на работу триггеров регистра не оказывает никакого влияния.

При возникновении нерабочего состояния типа "все триггеры в нулевом состоянии" на прямых выходах всех триггеров регистра устанавливаются уровни 0, а на инверсных выходахвЂ” уровни 1, поэтому на выходе элемента 7 первой цепи управления устанавливается инвертором 10 в уровень 1 и поступает на вход 5 полусумматора

3. В этом случае по входу 4 полусумматор действует как инвертор и преоб.разует выходной нулевой уровень последнего триггера l=n в уровень 1, который и поступает на управляющий вход первого триггера регистра 1=1.

Очередным тактовым импульсом единица заносится в первый триггер 1=1 и он переходит в единичное состояние.

При этом на его инверсном выходе устанавливается уровень 0 и первая цепь управления переходит в нормальное состояние, в результате чего на входе

5 полусумматора 3 снова устанавливается уровень 0 и полусумматор с этого момента опять действует как повторитель, т.е. восстанавливается рабочий режим регистра. В устранении сбоя данного типа вторая цепь логического управления не участвует, так как на5 9326 личие нулевых уровней на всех входах элемента 8 не изменяет его состояния по сравнению с нормальным рабочим режимом.

При возникновении нерабочего состояния типа "все триггеры регистра .в единичном состоянии" на прямых выходах триггеров регистра устанавливаются уровни 1, а на инверсных выходах - уровни О, поэтому действует 10 только вторая цепь управления, связанная с прямыми выходами, а первая цепь управления при появлении на всех ее входах уровней О не изменяет свое го состояния по сравнению с нормальным, 15 рабочим режимом. Наличие единичных

-уровней на всех входах элемента 8 создает на его выходе уровень О. Этот уровень инвертируется элементом 12 в единичный уровень, котоьый поступает 20 на второй вход элемента 9. Очередной тактовый импульс отрицательной полярности инвертируется элементом 11 в уровень 1, который поступает на первый вход элемента 9. В результате 25 на выходе элемента 9 устанавливается уровень О. В момент формирования этого уровня создается отрицательный перепад напряжения, который, поступая на входы установки нуля всех тригге 50 ров регистра, устанавливает их в нулевое состояние, т.е. создается условие сбоя типа "все триггеры в нулевом состоянии". Теперь в действие вступает первая цепь логического управления и восстанавливает нормальную работу регистра в таком же порядке, как это было показано выше.

Таким образом, управляемый эле- 40 мент обратной связи в нормальном рабочем режиме осуществляет как бы непосредственную связь прямого выхода последнего триггера регистра с управляющим входом первого триггера регистра также, как связаны соседние триггеры в обычном кольцевом регистре без дополнительных элементов. В рабочем режиме выходные уровни триггера l=n передаются управляю50 щим элементом без каких-либо изменений. Инвертирование уровней триг19 6 гера 1 п происходит только в момент вывода регистра из общих нерабочих состояний, т,е. при нормальном рабочем режиме регистра устройство позволяет полностью реализовать все функциональные возможности,аналогичные обычному кольцевому регистру с непосредственными связями, может быть применено в кольцевых регистрах, в которых необходимо обеспечить циркуляцию последовательности сигналов с заданным порядком единичных и нулевых уровней.

Формула изобретения

Кольцевой сдвиговый регистр, содержащи" п разрядов, построенных на

D-триггерах, входную шину, соединенную с входами всех разрядов, первый элемент И-НЕ, входы которого соединены с инверсными выходами D-триггеров, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при автоматическом выводе из нерабочего нулевого и единичного состояния, в него введены полусумматор, первый вход которого соединен с прямым выходом D-триггера п-го разряда, второй вход полусумматора через инвертор соединен с выходом первого элемента И-НЕ, прямые выходы D-триггеров соединены с входами второго элемента И-НЕ, выход которого через второй инвертор соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого через третий инвертор соединен с входной шиной, а выход соединен с входами установки в нуль триггеров всех разрядов, выход полусумматора соединен с

D-входом D-триггера первого разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лейнов М.Л. и др. Цифровые делители частоты на логических элементах. Н., "Энергия", с. 69, рис.314 а.

2. Авторское свидетельство СССР

If 541291, кл. H 03 К 27/00, 1974 (прототип).

932619

Составитель Л.Левченко

Редактор А.Иотыль ТехРед T. Иаточка

Корректор О. Билак

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3800/75 Тираж 954