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Bruno Fadini » 23.Registri a scorrimento - Modulo 4


Reti logiche

Registri a scorrimento

Argomenti

  • Registri a scorrimento binari
    • Struttura ed applicazioni
  • Contatori con registri a scorrimento
    • Contatore ad anello
    • Contatore di Johnson

Registro a scorrimento binario

Descrizione

  • Registro composto di bit (in generale di sottoregistri omogenei)
  • Operazioni fondamentali
    • scorrimento a destra (Shift Right): shr (R,A)
    • scorrimento a sinistra (Shift Left): shl (R,A)
  • Principali applicazioni:
    • Aritmetica (Shift = × 2 a sinistra, : 2 a destra)
    • Serializzazione o parallelizzazione bit
    • Contatori speciali
  • s è il segnale di controllo sul cui fronte (salita/discesa) avviene lo shift

Registro a scorrimento binario

Struttura

  • Supposto realizzato con fli-flop D, un registro a scorrimento binario a sinistra di n bit ha dunque la struttura di figura
  • Può avere una uscita “parallela” (tutti i flipflop del registro, e/o una uscita seriale (Qn-1)
  • Oltre all’ingresso seriale A, può averne anche uno parallelo

Registro a scorrimento binario

Altre operazioni

  • Scorrimento circolare a sinistra (destra): cil o cir
    • cir (R)=shr( R, R0)
  • Scorrimento aritmetico: R contiene un numero relativo, lo shift mantiene le proprietà aritmetiche di moltiplicazione e divisione
  • Scorrimento multiplo:shift di k bit (nel tempo di uno shift semplice)

Registri a scorrimento

Trasformazione serie-parallelo

  • Uno shift register consente di
    • trasferire serialmente un dato caricato in parallelo (Parallel-in/Serial-out)
    • inoltrare in parallelo un gruppo di bit caricati serialmente (Serial-in/Parallel-out)
Parallel-in/Serial-out

Parallel-in/Serial-out

Serial-in/Parallel-out

Serial-in/Parallel-out


Contatori con registri a scorrimento

Contatore ad anello

  • Un registro circolante opera come contatore in modulo se opportunamente inizializzato (dicesi contatore ad anello)
  • Un pattern di inizializzazione per un registro a n bit di tutti 0 ed un 1 (oppure tutti 1 ed uno 0) realizza un contatore mod-n
  • n flip-flop invece di log2 n
  • Uscita decodificata piuttosto che in codice

Contatori con registri a scorrimento

Contatore di Johnson

  • Inizializzazione: tutti 0 (o tutti 1)
  • Dn-1=Q0 (se a destra)
  • Realizza un contatore mod-2n

Esempio

  • Ciclo di conteggio (4 bit → mod-8)
    • 0000 → 0001 → 0011 → 0111 → 1111 → 1110 → 1100 → 1000

Contatori con registri a scorrimento

Altri contatori e sequenze di inizializzazione

  • Si è dimostrato che si possono ottenere contatori mod-k con k=log2n-1, ponendo:
    • Dn-1=k0Q0 ⊕ k1Q1 ⊕ …
  • Esistono contatori che devono ssere inizializzati a particolari pattern di bit e “sequenze di autoinizializzazione”
  • QUESTI ARGOMENTI VANNO APPROFONDITI NEGLI APPOSITI RIFERIMENTI

Prossima lezione

Sistemi complessi e decomposizione

I materiali di supporto della lezione

B. Fadini, A. Esposito, Teoria e Progetto delle Reti Logiche, Napoli Liguori Ed., II ed, 1994. Cap. VIII

U. De Carlini, B. Fadini, Macchine per l'elaborazione delle informazioni, Napoli Liguori Ed., II ed., 1995 (Capitoli III e VII)

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