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.
- Бастапқы күйге орнату (нөлдік кодтың жазылуы)
- Тізбекті пішінде кіріс информациялардың жазылуы.
- Параллельдік пішінде кіріс информациялардың жазылуы.
- Ақпаратты сақтау.
- Сақталған ақпараттың солға және оңға ығысуы
- Тізбектелген пішінде сақталған ақпараттардың берілуі.
- 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.
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.
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 St жанама старттық импульс, L (Load-загрузка) кірісіндегі параллельдік қабылдау негізінде бірліктік сигналды тудырады, 1-7 разрядты регистрдің жүктелуінен туындайтын D1-7 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
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-
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
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
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.
11
Бұл сұлбада
регистрдің тізбектелген
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:
- Ақпаратты сақтау
- Ақпаратты қабылдау
- Ақпаратты беру
- Ақпаратты жылжыту
- Кодты түрлендіру
- Нөл немесе бір керекті санға келтіру
- Қосразрядты логикалық операциялар:дизъюнкция, конъюнкция, 2 модуль бойынша көбейту
Регистрлердің классификациялық түрлері:
- Параллельдік қабылдау және ақпараттық беру регистрі.
сөз т разрядына тең
Сөз т разрядына тең.
- Параллельдік қабылдау және тізбектелген ақпаратты беру регистрі.
разрядқа қозғалу n+1 тактісінің тізбектелген берілісі
13
- Тізбектелген қабылдау және параллельдік берілісті регистрдің түрінің көрсетілуі.
m- тактісі үшін m-разрядтың сөзі қолданылады.
4.Тізбекті қабылдау және тізбектелген беріліс регистрі
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 .
Сол үшін операциялық элементтер қандай да болмасын ЭВМ блок (құрылым) құрамында түгелімен белгіленеді.Операциялық элементтің ЭВМ –ге қатысты блоктарда құрылымдық сұлбасы екі типті белгімен белгіленеді: құрылымдық сұлбалардағы белгіленуі және структуралық сұлбасындағы белгіленуі. ЭВМ құрылымындағы функционалдық сұлбасында операциялық элементтің барлық шығысы мен кірісіндегі белгіленулері түгелімен қолданылады. Ал структуралық сұлбасына. Заттың (блок немесе бүтін ЭВМ)толығымен белгіленуіне және функционалдық сұлбасының қызмет етуінің жүзеге асуына, операциялық элементтің максималды түрдегі ыңғайлысы қолданылады.
Регистр-бұл қабылдау функцияларын, ақпаратты т-разрядтық екілік код түрінде сақтау және беру қызметін атқарады.
Регистрлердің
ЦЕМ регистрі есептегіш машинада есте сақтауының бір бөлігіндегі машиналық сөзінде,кодтарды есте сақтауға (кейде түрлендіруге) арналған.Әрбір ЦЕМ-де әртүрлі белгіде Р топтары болады, оған біз Р орталық басқару құрылымын (ОБҚ);Р арифметикалық құрылымын (РАҚ);жеке Р.мезгіл және Р жатқыза аламыз.Бұл адрестер барлық есте сақтау құрылымдарында брлады. Олар онда өтпелі жинақтауыш функцияларын,машинадағы керекті уақытша диограммалардың жұмысын қамтамасыз етеді. ЦЕМ-нің үшінші кезеңінде әртүрлі құрылымдарды басқарудағы ақпаратты енгізу мен шығаруды құрылымдық басқарумен жүзеге асырылады,оларды біз канал деп атаймыз, ал оның Р-ін Р-каналы деп атаймыз
ОБҚ-ға жататындар:Р санағыш адрестері команд (РСА),мұнда берілген командадағы адресі келесі команданың адресінде түрленеді, Р команд (РК), өзге командалардан РСА команда адресіне сәйкес командалардың келуі, және сонымен қатар Р., команданы аппараттық өгертуге қажет (Модификация командасы). Көбіне Р.(ИР), индекстік көмегімен модификациялық адрес командаларының сұлбалары таралған. Сонымен қатар модификация белгілері Р-де (РП) белгісінде сақталады. Модификация операциясында команданың адрестік кодтары,сәйкес ИР кодтарымен енгізіледі (есептеледі), одан кейін қорытындысы (РИА) адресі бойынша Р-ге келіп түседі,одан біз келесі операндты (операция) белгілейміз. (РС) сумматорының арифметикалық операциялары Р-да орындалады,көбейткіштік Р-де (РМД)-ге бөлінеді,Р көбейткіште (РМЧ)көбіне болады; логикалық операциялар көбіне РС-те орындалады.
Канал спецификалық, ақпаратты дайындаумен байланысты операцияларды орындайды, оны алып оперативтік есте сақтау бөліміне және шығысын шығарушы құрылымына енгіземіз.Каналдың өзінің жеке программасының, (УС) сөздерін басқаратын, Р (РУС) негізінде жұмыс істейтін, тізбектелген бөлімі бар.ЦЕМ жүйе командасында жұмыс каналында жұмыс істеу үшін белгілі командалар енгізіледі. Командалардың енгізілгені орталық процессордан Р тобына енгізу-шығару командасынан түседі; (ОК) командасының код операциясы РОК-қа беріледі; (НПУ) құрылымының нөмірлік коды РНПУ-да сақталады.
ЦЕМ-дегі Р санының разрядтық және конструкті негіздері, жүйе командаларына, Р функциялық белгілеуіне және ЦЕМ элемент базасына, ЦЕМ ортақ құрылымына байланысты болады. Р сұлбасының релесін, ферритті жүрекшесін (сақина), феррит-транзисторлы ұяшығын, интегралдық сұлбаларын қолданылатын көптеген түрлері бар. Р.ЦЕМ-біртипті екіпозициялық, есте сақтау элементінен , триггерден, екілік разрядты жазуғ және есте сақтауға болатын қасиеттерінен тұрады.
Регистрда мұндай элементтер
саны (оның разряды) шарт бойынша
Параллель регистр
Параллельдік (статикалық)- ақпарат тек параллельдік пішінде жазылып, есептелетін регистр Қозғалтқыш регистрдің блок-сұлбасы: Т-триггер; ЛЗ-күту линиясы (линия задержки); У-қозғалғыш сигнал.
Бұл суретте триггердегі үшразрядты қозғалғыш регистр түрі.Кіріс сигналы Т1 және ол «1» кодтық күйде болса онда Т1 «1» қалыпта беріледі. Кодты оңға жылжыту үшін, триггерді түгелімен бір уақытта қозғалтқыш у басқару сигналы беріледі. Енді триггердің «1» күйдегі коды «0»-ге айналады, сонымен қатар триггер шығысында ЛЗ-ға сигнал түседі, соған қарай келесі триггерді «1» түрде, т.с.с «1»-лерді жібереді,олар регистрдің оңға бір разрядпен жылжуында сақталады,орналастырады. Регистрдің жұмысы сақталатын элементтердің уақыттық жылдам қосылуында.
16
Регистрдің негізгі құраушысы болып RS-триггері немесе В-триггері жатады.Параллельді т-разрядтырегистрдің принципиалдық сұлбасы көрсетілген (сурет-3 )
Параллельді регистрде кодтың саны сәйкес триггердің D-кірісіне беріледі. Жазылуы С кірісіне логикалық бірліктер берілген кезде жүзеге асырылады. Код Q шығысынан алынады. Параллельдік регистр тек тура кодты қарама-қарсы кодқа және керісінше түрлендіруін жүзеге асырады.
Тізбектелген регистр
Тізбектелген регистрлер, ақпаратты сақтаудан басқа, тізбектелген кодты параллель кодқа және керісінше түрлендіре алады.Тізбектелген регистрді құрған кезде триггерлер Qi шығысы тізбектей қосылған кезде Di кірісіне қосылады, –суретте көрсетілгендей.
Тізбектелген
регистрлерде міндетті түрде жа
17
Параллельдік
екілік код біруақытта
Реверісті регистр
Реверісті регистрлердің логикалық басқару сұлбалары болуы, сигналдың триггердің Qі шығысынан триггердің Dі-1 кірісіне кодтың
оңға қозғалуы
кезінде және осы сигналдың Dі+
Қозғалтқыш
кодтың бағыты керекті
(кіші разрядтар жаққа) анықталады.
530ИР24,КР531ИР24,КР1533ИР24, микросұлбаларындағы (232-сурет) регистрлердің сегізразрядты сөзді сақтауға арналған, сол сияқты параллель кодты тізбектелген кодқа және керісінше түрлендіруге арналған.
18
Регистр келесі синхрондық режимдерді функциялайды: кодтың параллельді енгізілуі, кодтың тізбектелген оңға қозғалтқышымен
енгізілуі, кодтың тізбектелген солға қозғалтқан енгізілуі. Екі разрядты кодты режимді береді.олар S1,S0 кірісінде (35-кестені қарау) қозғалады.
232-сурет (530,КР531,КР1533)
S1 |
S0 |
Режим |
0 |
0 |
Сақтау |
1 |
0 |
Солға қозғалту |
0 |
1 |
Оңға қозғалту |
1 |
1 |
Параллельді енгізу |
Регистрдің ерекшелігі екіжақты сегіз ОЕ және S болып табылады;осымен үшінші Z шығыс қалыптағы режим беріледі (жоғарғы импульсті қалып), шинаның белгіленуі берілген кірістердің қалыптарына тәуелділігі 36-кестеде берілген.
ОЕ1 |
ОЕ2 |
S1 |
S0 |
режим |
0 0 |
0 0 |
x 0 |
0 x |
Қорытынды Q1-Q8-шығыс |
x |
x |
1 |
1 |
Енгізу Q1-Q8-кіріс |
x 1 |
1 x |
x x |
x x |
Q1-Q8=Z
|
19
Кодтың қозғалуы мен фикцасиясы (фонтимпульсі бойынша болады.) инверсті С кірісіне түсетін, сонымен қоса инверісті R кірісіне логикалық бір кернеуі әсер етуі керек. Регистрдің нөлге айналуы кезінде асинхронды берілістен R инверісті кірісінде 0 логикалық кернеуі шығарылады. Режимде (S1=S0=логикалық 0) жазылудың сақталуында, кодтың қозғалысы және регистрдің нөлдік күйге келуі мүмкін емес.
Жоғарғы импеданс (ОЕ1=логикалық 1;кіріс қалпы ОЕ2,S1,S2-міндетті емес) режимін қосқанда параллельдік жазуды,оңға және солға қозғалыста, ақпаратты сақтау және регистрдің нөлднуіненшығаруға болады.
Қосымша Q1 және Q8 шығыстары тізбектелген кодтың немесе солға қозғалуына арналған.Кодтың Q1-шығысынан солға қозғалу кезінде кіші разрядтың алдын-ала есептеледі
Параллельдік, қозғалтқышты және реверсті регистрлердің шартты-графикалық көрінісі 211-суретте көрсетілген.
211-сурет. Регистрлердің шартты-графикалық көріністері
211-ші суреттегі D-триггерінің микросұлбалар қорытындысы келесідей: D1-DN кірістері ақпаратты параллель кодта сақтауға сәйкес разрядтары; Q1-QN Q –триггерінің тура шығыстары; С-тактілік импульс кірістері; R-нөлдік кіріс; S0,S1-қозғалтқыш бағытындағы кіріс басқарулары; VR-тізбектелген кодтың оңға (R-ағылшын тілінде Right) кодты солға қозғалту кезінде VL-(Left) белгісі қолданылады.
Практикада
қолданылатын регистрлер
Регистрлердің типтері және кейбір параметрлері, негізгі
қолданылатын микросұлбалар сериялары 31-кестеде көрсетілген.
20
Қозғалтқыш регистрлер
Аспап типі |
Орындалатын функция |
Р потр мВт |
Время задержки макс..нс |
|
133ИР1
134ИР1
К155ИР1
КМ155ИР1 |
Төртразрядты әмбебап қозғалтқыш регистр -дің параллельдік шығысы мен бөлгіш синхронизацияның тізбектелген және параллельдік есептеуі |
315
60
410
410 |
35
250
35
35 |
133ИР1,К155ИР1,КМ155ИР1(212-
Ақпараттың параллель кодпен L=1 кезінде жүзеге асырылады. Тактілік импульстар С2 кірісіне беріледі. Тактілік импульс кесуі кезінде ақпарат D1-D4 кірісінен сәйкес Q1-Q4 шығысына жазылады,көшеді. VR және С1 кірістер қалыптары ескерілмейді.
L=1 болғанда тізбектелген кодты параллельдік кодтың солға қозғалуымен түрлендіруге болады. Ол үшін Q4,Q3,Q2 шығыстарын D3,D2,D1 кірістерімен сәйкес біріктіру қажет, ал ақпаратты регистрге D4 кірісі арқылы енгіземіз. Кодтың солға бір разрядқа жылжуы, әрбір тактілік импульсі кесу кезінде жүзеге асады. Ол С2 синхрокіріске беріледі
212-сурет 213-сурет
(133,К155,КМ155,)
21
Жұмыстың тоқталмауы үшін L кіріс қалпының өзгеруі С1=С2=0 болуы керек. Одан басқа ақпараттың кірісте сигналдар тактілік импульстің фронтының келуіне дейін жаңартылуы керек.
Әмбебап қозғалтқыш ИР1 типті регистрді қолданып, көпразрядты регистрлерді құруға болады. Ол үшін бір әмбебап регистрдің соңғы шығыс разрядын VR кірісіне енетін әмбебап регистрге қосылуы керек. Оны біз 12-разрядты қозғалтқыш регистрден көруге болады.
Қосымша сыртқы инверторды қолданып, анықтауларды бөлуге болады. 249-суретте анықтауларды 2,3,4,5,6,7-ге бөлуі көрсетілген. Мұнда сигнал шығысында L=0.
Анықтауларда қайталанып бөлінетінге жататын импульстер С1 синхронизация кірісіне түседі, ал шығыс импульстары Q жоғары разрядты шығысынан алынады, инвертор арқылы жалғанған VR кірісімен қарсы байланыста.

- Сандық жасау техналогиясы
- Сандық жүйе
- Сандық өлшеу аспабының жалпы құрылымдық схемасы
- Сандық өлшеуіш аспаптар
- Сан есімді оқыту
- Санирование коммерческого банка
- Санитария воды
- Санаційна спроможність підприємства
- Сандакан
- Сандар теориясы
- Сандинистский фронт национального освобождения
- Сандино, Аугусто Сесар
- Сандро Баттичелли
- Сандро Боттічеллі