Сандық автоматта уақыт диограммасының жұмысы

1.1 Регистрлер

Регистр деп жазуға,сақтауға және информацияның ығысуына арналған көп разрядты екілік кодты түрде көрсетілген, тізбектелген құрылым

  Регистр негізгі анықтаулар бойынша келесі кодтық сөзбен микрооперациялардаорындай алады.

1. Бастапқы күйге орнату (нөлдік кодтың жазылуы)
2. Тізбекті пішінде кіріс информациялардың жазылуы.
3. Параллельдік пішінде кіріс информациялардың жазылуы.
4. Ақпаратты сақтау.
5. Сақталған ақпараттың солға және оңға ығысуы
6. Тізбектелген пішінде сақталған ақпараттардың берілуі.
7. Параллельдік пішінде сақталған ақпараттың берілуі.

Кез келген N- разрядтың регистр N біртипті ұяшықтың- разрядтық

сұлбасынан, шығыс сигналының әрқайсысы екілік кодқа сәйкес келетін  разрядқа салмақтың коэфицентпен ассоциативтенеді. Осыған қарай әр разрядтық сұлба,кез-келген тізбекті құрылым сияқты,триггерлік түпжүйеден (есте сақтау элементі) және кейбір комбинациялық сұлбалардан және триггерлік түпжүйелі қалыптағы регистрдің шығыс сигналынан тұрады.

 

1-сурет. Сандық автоматтың логикалық сұлбасы.

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

            2. Сандық автоматта уақыт диограммасының жұмысы

 

 

 

 

  Регистр әртүрлі қалыпқа қарай классификациялы болуы мүмкін. Олардың негізгілері:

   параллельдік (статикалық)- ақпарат тек параллельдік пішінде жазылып, есептелетін регистр

  тізбекті(қозғалғыштық)- ақпараттың тек тізбекті пішінде жазылуы немесе есептелуі.

   тізбекті-параллельді ақпарат параллельді сол сияқты тізбекті пішінде жазылуы және есептелуі

   Регистр ақпаратты  каналдық беру бойынша келесі түрде жіктеледі:

  жұпфазалық-ақпараттың турасы(Q)және керісі(Q) кодтарымен жазылып, есептелуі.

  бірфазалы- ақпараттың не тура (Q),не кері(Q) кодында жазылуы және есептелуі.

  Тактілеу регистрінде  келесі түрлерге бөлінеді:

  біртактілі-бір басқарушы импульсті тізбектігін басқару.

  көптактілі-бірнеше басқарушы импульстің тізбектігін басқару.

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Әмбебап регистр

    ИС және  БИС (большие интегральные схемы) / СБИС серияларында программалық логикалық регистрдің көп нұсқасы болады. (ТТЛШ сұлба техникасында олар отызға жуық) олардың ішінде көпрежимді (көпфункциялы) немесе әмбебап, микрооперациялық топтарды орындауға жарамды. Берілген уақыттағы операцияны сұрауыш түрі орындайды, сұлбаның керекті бөлігіне қажеттілікті жүзеге асырады.

 

                                                                                                3.1-таблица

режим	кіріс	шығыс
бастапқы күйге келтіру    сақтау   солға қозғалту   оңға қозғалту   параллельдік загрузка	C  R  SO  S1  DSR  DSL  Dn    X   L   X    X    X       X      X               H   L   L     X       X     X          H   H    L    X       L   X        H   H    L    X       H     X          H   L    H    L        X    X        H   L    H    H        X    X          H   H    H    X        X    Dn	Q0    Q1   …   Q6  Q7   L     L    …    L    L       Q0   Q1   ...     Q6 Q7   Q1    Q2   ...     Q7  L Q1    Q2   ...     Q7  H   L     Q0   ...    Q5  Q6   H     Q0   ...    Q5  Q6   D0    D1   ...    D6  D7

 

 

 

  ИР13 сериялы КР1533 және басқа микросұлбалар көпрежимді регистрлердің негізгі көрсеткіштері болып табылады (3-сурет). Бұл сегізразрядты регистр екіжақты қозғалтқышты мүмкіншілігімен 25МГц-ке дейін тактілік жиілікке қатысты және 40мА-ге дейінгі ток көрсеткішінде жұмыс істейді. Сонымен қатар параллельдік кіріс және шығысы,асинхронды бастапқы күйге келтіруі R кірісі және S₀ мен S₁ режимін таңдау кірісі, төртрежимді берушісі (параллельдік загрузка, екі қозғалтқыш және сақтау) бар.Регистрдің функциялауын 1-таблица анықтайды.

 

     

8

 

 

ИР13 регистрінің нұсқаулық белгісі 3.41-суретте көрсетілген.

 

      Әртүрлі кірісі және шығысы бар регистрлер тізбекті және керісінше түрлендіргіштік параллельдік кодтарда негізгі блок түрінде қызмет етеді. 3.42-суретте SI/HI/SO түріндегі регистрдің сегізразрядтық негізінде тізбектелген параллельдік түрлендіргіштің сұлбасы көрсетілген.

 

Бұл сұлбада S_t жанама старттық импульс, L (Load-загрузка) кірісіндегі параллельдік қабылдау негізінде бірліктік сигналды тудырады, 1-7 разрядты регистрдің жүктелуінен туындайтын D_1-7 сөзі, ал нөлдік разрядта-корстанта 0 болады. Тізбекті кірісінде DSR 1 константасы берілген.

 

        

  3-сурет. Көпрежимді регистр сұлбасы

 

      Соған  байланысты түрленуден кейін  регистрде 0D1D2....D7сөзі пішінделеді. Тактілі импульстер С кірісіне түсетін, сөзді оңға қозңалтуды шақырады (бірліктік белгілеуде бұл төмен қозғалуға сәйкес келеді).

 

Қозғағыш сөзді шығыс  арқылы Q_.7 тізбекті пішінде шығарады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

3.41-сурет.Әмбебап регистрдің негізгі көрінісі.

 

Регистр-процустегі есте сақтау аймағы.

Ендеше регистрлер:

• Операнды логикалық және арифметикалық операциялар
• Адрес компаненті
• Есте сақтау ұяшықтарының көрсеткіштер

        Регистрлер мына өлшеулер мен белгілеулер арқылы классификация-                             ланады:

Регистр өлшемдері

        Регистр әр түрлі өлшемде болады: 8 бит, 16 бит, 32 бит (және одан да көп). Сіз 8 және 16 бит өлшемдерін қолдана аласыздар.Кейбір регистрлер басқалардың бөлімдері болып табылады; мысалы егер EAX 12345678h ұғымынан тұрады, міне, осыдан басқа регистрлерден тұрады

  

FAX	12	34	56	78
AX	12	34	56	78
AH	12	34	56	78
AL	12	34	56	78

  

   ax,ah,al-регистрлері, регистрлер бөлімі eax .EAX бұл 32 биттік регистр, ax 16 биттік (2 байтта) кіші регистрден тұрады-eax, ah үлкен байт регистрінен тұрады-ax және al кіші байт регистрінен тұрады-ax. Ax регистрі-16 битті, ал al және ah 8 битті.

        Осыдан шыңатыны:

   eax=12345678h

   ax=5678h

   ah=56h

   al=78h

10

Регистрлердің белгіленуі

         Әмбебап регистр-көбіне регистрлерді  сіз өз ыңғайыңызға қарай қолдана  аласыз (мысалы, мен өз құжаттарымды ebx-me сақтаймын).Осылар:

    eax/ax/ah/al

    ebx/bx/bh/bl

  edx/dx/dh/dl

   ecx/cx/ch/cl

       Сіздің сұранысыңыз бойынша бұларды қалай өз програмаларыңызға қолдана аласыз?

     mov ex,32-eax 32-те орналастырамыз

     mov ebx,20-ebx 20-да орналастырамыз

sub eax,ebx-eax-тен ebx-ті алып тастаймыз. Осы регистрлердің ішінен кейбіреуін өзімізге қажетті програмаларда қолдана алатынылатын командаларымызға қажетті регистрлердің белгіленуі.

     Қозғалтқышты регистрлер көбіне әмбебап тізбекті-параллельді микросұмбаларды орындайды. Бұл параллельдік кодты тізбектелген түрленгіштертің параллельдік екілік кодты регистрге жазылуымен байланыстылығын міндеттейді.

  Регистрдің параллельдік  режимнен тізбектелген және керісінше  қосылуы мультиплексордың (коммутатор) көмегімен жүзеге асырылады Коммутатордың қолданылуы триггерлік регистрдің кірісіндегі микросұлбаның не сыртқы қорытындысына қосылуына, не алдыңғы триггердің шығысына қосылуына мүмкіндік береді.

     Екі жүрісті мультиплексорды логикалық “2И- 2ИЛИ” элементтер көмегімен жүзеге асыруға болатындығын естен шығармау қажет. “И” элементтері соған байланысты электрондық кілттер түрінде ал “ИЛИ” элементтері олардың шығыстарын біріктіру арқылы жұмыс істейді.

   Әмбебап регистрдің коммутаторды қолданылуымен “2И-2ИЛИ” элементтері арқылы сызылған сұлбасы  5- суретте көрсетілген.

5-сурет. Әмбебап регистрдың сұлбасы.

11

    Бұл сұлбада  регистрдің тізбектелген режимдегі  жұмысынан параллельдік режимге  ауысуына Vқорытынды қолданылады. Бұл кіріске бірліктік потенциалдық берілуінен сұлба параллельдік регистрге айналады. Сонымен қатар ақпараттық Д кірісіне қосылған кілттің кірісіне бірліктік потенциал беріледі. Бұл параллельдік кірісіндегі берілген жазбалардың сигналының логикалық “ИЛИ” элементінің кірісіне түсетіндігін байқаймыз, ал кілттің кірісіне, алдыңғы триггердің шығысына қосылған нөлдік потенциалдары беріледі. Осыған қарай осы кілттердің шығысына нөлдік потенциалдар болатынын білеміз және олар жұмысқа кесірін тигізбейді. Триггердің кірісінен алынған параллельдік кірістегі берілгендердің өшуіне алып келеді. Алдыңғы триггердің шығысындағы сигналы сигналы логикалық “И” элементінің жоғарғысынан келесі триггерге оңай өтеді. Себебі оның екінші кірісіне бірлік потенциалы беріледі.

   V және С кірістердегі инверторлар, токтағы кіріс сигналын күшейтуге қолданылған. Соған байланысты микросұлбаның кіріс тогы, төрт “И” логикалық элементінің суммарланған емес, ал инвертордың кіріс тогына тең болады.

    Әмбебап регистрдің негізгі – графикалық түрі 6-суретте көрсетілген. Тізбектелген кірісте берілгендерді енгізу бұл суретте ДІ сияқты берілген және басқа кіріс топтарына сызықпен ерекшеленген. Тура сол сияқты жеке топтарға V кіріс басқару және С синхонизациялауы белгіленген.

 

 6-сурет.  Әмбебап регистрдің принципиалдық схемасы

 

 

 

 

 

12

  

Регистрлер тізбектелген сұлбаға немесе есте сақтау сұлбасына жатады.

 

Регистрлер функциясы:

1. Ақпаратты сақтау
2. Ақпаратты қабылдау
3. Ақпаратты беру
4. Ақпаратты жылжыту
5. Кодты түрлендіру
6. Нөл немесе бір керекті санға келтіру
7. Қосразрядты логикалық операциялар:дизъюнкция, конъюнкция, 2 модуль бойынша көбейту

 

 

  Регистрлердің классификациялық түрлері:

1. Параллельдік қабылдау және ақпараттық беру регистрі.

сөз  т разрядына  тең 

  Сөз т разрядына тең.

2. Параллельдік қабылдау және тізбектелген ақпаратты беру регистрі.

разрядқа қозғалу n+1 тактісінің тізбектелген берілісі

13

 

3. Тізбектелген қабылдау және параллельдік берілісті регистрдің түрінің көрсетілуі.

m- тактісі үшін m-разрядтың сөзі қолданылады.

 

 

4.Тізбекті қабылдау және тізбектелген беріліс регистрі

5.сұлба

 

 

 

М1	М2	Ақпаратты қабылдау түрі	Ақпаратты беру түрі
0	0	Параллельді	Параллельді
0	1	Параллельді	Тізбекті
1	0	Тізбекті	Параллельді
1	1	тізбекті	Тізбекті

  

14

 

      

     Тізбектелген және параллельдік енгізуге және есептеуге мүмкіндік

беретін әмбебап регистрін қолдану өте ыңғайлы. Мұндай регистрлерді тізбектелген параллельді кодтың түрлендіргіш ретінде қолдануға болады.

  Оны біз К155 ИР1 төрт разрядтық әмбебап қозғалғыш регистрді 3-суреттегі микросұлбаларынан көре аламыз.бұл регистр тактілік қозғалтқыш режимінде жұмыс істейді және С1 кірісіне түседі, егер оның кірісінде төменгі деңгейдегі кернеуі болса V1 кірісі, бұл режимдегі бірінші разряд ақпаратты Д1-Д4 кірістерімен импульстік синхронизация арқылы шығысқа түсуімен жазылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

Кіріспе

 

      Регистр операциялық элементтер құрамына кіреді.Операциялық элемент,басқаша ЭВМ түріне жатқызамыз,сандық кодтарды сақтауға,олардың түрленуіне және олармен микрооперацияларды орындауға қолданыламыз.Негізгі операциялық элементтерге жататындар: регистрлер, санағыштар, дешифраторлар, шифраторлар, сумматорлар, қозғауыштар, мультиплексорлар мен демультиплексорлар, салыстырмалы сұлбалар және т.б.

      Операциялық элементтер логикалық және есте сақтау элементінен ,негізгі қаралатын 3 элементтен құрылады.Операциялық элементтің графикалық белгісі, логикалық және есте сақтау элементінен құралған, осы элементті функционалдық сұлбасы деп атайды.Операциялық элементтер сонымен қатар күрделі ЭВМ түрлерін құруға қызмет етеді,олар, АЛУ,ЗУ, және т.б. Әрбір операциялық элемнттің бөлшектік түрлерін логикалық және есте сақтау элементтері арқылы қолданған ыңғайсыз.Себебі ол сұлбаны қиындатып,оның қолдануын қиындатады .