Cincuite basculante bistabile

T,:,1j"-,::o^r]*:-9:,=.11:uite basculante. (tligger in t. engl.) au ca:*Tl:il, j":dlT"ljg' circuitu' r."""r,1i"i';l;?*;ii"i s',' i'Ji ;:, ;i::Tlr,f3,:.,::,,:1.,"1 .^...1_:T","t" ,pentiu', ";fir"";;;*ii.' .";p'"*e?iT,:?fi:::.,Ctl"litXi, se*.enliar esti, roimat airi a""i^p"rJi iiNfi' ::;*gT,!q::y*::.:-q;"':ji:14"1:H'ii?;i'ifi:ffi.'Ui:':#t::l..x,iiidr"r{;i'Tifi::il:lili'i;1,:;T-'ii,Xl'l',T'T,'i:::l: i il,'#9,: :il :^9 :.n;:t 1s,ii:'p'i" p" *t i.

"c;r; ili et#;s"11', ;;,li fi ;;i cu Q, p este idenfic r-'o*-" '!r'" vuYrrrrur utr ru'rle i1' !2 norat

rleci rrn errrnmri ,. ,!l i:11-1pt"'"ntl' z1' zzl lt : zt:'Q, i'J ', : Q,deci un automat de tip Moore.Explicarea funclionirii acesto' structu-ri secr-enliale se poate facetinind cont tle taberere de atrer'rr alc'porgilor Non^liiiND. Se pre_supline ci la intrarla principali. (de in^scriere; ;;;;d;'i,'iigr." 3.3, a,se aplici uru togic, s : t, iai Ia intrarei n1i"ria"iilJ"';i..g&.) a portii2 se aplicr R:0. Dupd. o intirzieie-ai"!ir".u Q d"uin"'o't?i"." aplici"Ia poarta Z ca o intrare secundarb" lrry n"ba i";ir* Ol'" i"rlii z, nu esrel^atunci dupr o intirziere r.ie;irei ii a""in" r' (deoaiece'amlele intrdrisint 0)'.Ic;irea o: r sc.apric.d ra iniro."" secuidarb

" poiliir intlrind

;"li{i"iy:Tl:_:: r.- Din accst mom""l-[, l"JJ,""i,r de timp,^i,r^ -oi,l1"pi]:"rca.9

: i) intrarea de rnscrrerc se poate anula S : d,qecr se zirrtornenl rne conranda datil Se obserr'5. c[ prin p"r.urg"rau ,rn,ricontur de circ*it in formir.de..opt se op1in" on r"-nui de rJacfie careXgTl: (sau, poate substitui) ;";;udd datd", starea-circuitului fii'dlJ: t (v : ul. -{ceastl.r'cactie pozitivd" (un defazaj de 360. intre intra-::",1]i,1:,t1,t,1,1oI1ii

si inrrarei secundar.i a porlii_ir,t."r"a de reac!ie)::^::i1ir.,"ra rizic pri' cctc dous

'egafii (poaita i ,21 ;i piin Iesatuiil6rncruclsate.La fel se noate explicl ;i.funclionarea circuitului secvenfiai cup.or{i }i{\rD .]ir figrra i.s, a. bii"r"tf"^.onstd. in faptul cI" fixarea iesi_rii p : I se face pin p.rn"i"u i;arii's : o ip"rri*'.a "

pr"ita NIANTD..a a'ea la iesire totde-au'a 1 ci'd o intrare esie zero). r"J"rec" ra acestcI-S scm'alr'le dr ::rtrare si*t active i".i"r" zero (si'nu ".lirr" in star.ea1 ca la structura cu porti NoR) cere doui intriri'il m"l-rroi."re

"o sFi ,{.

cele dou[ structui'i^de cLS sint 'eprezentate in mod

'zual ca infigurile 3.3, c ;i 3.3, d. in aceste rigoriiint reprezentate 5i tabelele creadevSr corespunzrtoare. Din oc.s t*'tabei;.^ ;f, ;;;;'.J "ul.*a ci dacicuvintul de ilntrare sn, r"sfe.i* sE;;;; valoarea or iir.oiior cu por{i

)_.IOR]'l aYeaiesire Q= 0,Q :l,iar cel cuporfi NAND Q: t,Q : O;dac5. SR, respectir- i-8, are varoarea to circuitui cu porli\oR are iegi_rea Q:1, Q:0, iar cel cu porli NAND Q:0, q: t. C""f"1"i"1"intrare egal cu 00 nu 'a mod-ifica starea ie;iritor ia circuitur cu porliNoR' in schirnb la cel cu porti NAND va reariza o stare nepermisd.

84

Fig' 3'3. Circuite basculante bistabile: a, b - circuitul basculant bistabil cu porfiNoR, respectiv NAND, ca o structuri. fundanrentali de cLS; c, d - structurd.-fun-damentalS gi tabel de adevdr pentru circuitul basculant bistabil cu porli NoR, res-pectiv NAND'

'' / -ffliTfu#iTjll'l ,ju'""0':si?#;tlil.:"':1o) peitru ,,cur6rarea"

Q: I, Q : t (cele dou5. ie;iri trebuie si fie in opozifie). Un cuvint deintrare egal cu 11 va provoca de data aceasta iegiri ned.eterminate laCLS cu porli NOR Q :0, Q : O;i nu va provoca schirnbare (basculare)la cel cu porfi NAND.

Proprietatea acestui circuit de-a memoia starea inscrisf, de primulimpuls (dintr-o succesiune aplicati pe aceeasi intrare) este utilizatipentru a forma semnalele de comandl date de la contacte mecanice,figura 3.3, e. Semnalul (de tensiune) generat la i*chiclerea sau deschi-derea unui contact mecanic nu este ,,curat" ci este insofit cle oscilafii,ca in figura 3.3,/. Se obline un semnal,,curat" p, Q dacn contactuleste

,i-- --r: ?jg5}=

85

legat^ia intririle ,s, ,E ale unui circuit cil porli NAND (respectivraintri-:ll: t, { p.".',1' porli NoR),.lq1t1u p;,ii {ANij ; ;;H;azi intrd_'le la +JV' lar pentru porli-NoR ra masi., contactirr care genereazlsemnalul fiind legit t"sp"ctir, la mase sau la 45i.

3.1.1. Circuitul basculant bistabil de tipul RS

circuitul basculant bistabir Rs as,incron denumit gi Rs tatctt, (zhvor,i^v3r in ]: "1lgl. 'qau basculs) are o *t;;;";t ;;;;';i; H#G d;;;i3.3' d. Simbolul de reprezentare pentru i*pr"."rt";;;-i;;g."td este,.:ljil jtq:r13.a, a, avind inrrareJ de inscrieie S iS.i-" pr"e, a activa),lnt.r?rea de.gtergere R (Rgset, a anula, a dezactiva), precum ,i ;.i; a;'jr.e9rrl 9ojnplcme'tare 0,q.cere doui intrdri RS'(dau ^gE)'se numesc,,yrKi d"e crate,deoa_reie informalia (datelet;" i;"d;;i"iiiir" ra iesire\9'Q1;e. aplfc-d pe bornete de intraie. fa6erur ae ude"et ei;-;"i""Ji;trgura 3.4, b. (identic cu cel din figura 3.3, c). CuviniU ael";; RS : ggnu. va produce modificarea cui'inturui de iegire; RS : 0i- "a inscrieiesirea in starea unu_(p

=.t,Q:0); RS -'i0 "" irJiii." ie;irea in

:11,i:" zero (Q;0, 0:.1); cuvintui'Rs: rr nu esie;a;i. deoareceresrrea este in starea 00, iar Ia modificarea urmi.toare a intrd.rii, ieFi;;;nu. poate fi determinatd. in ce stare va bascula. o""i, ."-"nda 1r seevit[ prlin realizarea-pentru intrd.rile de date a ."rraiti"i-ns :0.o aiti varianti" de bistabit RS este ."i rl"rro"l. cir."l't"r RS siru_cr.onprezint5, pe lingi intrdrile de dare, R,s 9i " triiiiri'iiiriia"sincro_rLtzare, de ceas, de ctock-abreviati pii"'ct-x;, fig;r;1.;:;". iransferuldatelor de la intrare la ie;ire este. vilidat d" fu;;ril; al'rio.t La uncircuit basculant sincro'' (de,orice tipl starea' g(ri ;tr-;onsideratit^i:|.:i,,ltt_t^.^"t]i

i-p"lr{u3 de clock,'iar starea'urmdtoare Q(t + r);!yra anlcarea impulsului. La circuitul RS asincron starea urm5toareV\t + t) poate fi consideratd. srarea obtinuti dupX timpul t > 2L,(tii"p*J de propagare prin doui porfi) ae ra apricaii; ;;;i';"-nat peintririle de date.

La toate tiourile de circuite basculante bistabile sincrone existd"doui posibilitdli de ttutrri*r "irrri".*.liJi a" pe intririle cle date la iesire

#ffi

Jfu H-{qt. "

=f l':tdtf illd

o) I b)

cl

a) b) c)

Ftg. 3.4. Circuit bascut_ant bistabil RS asincron: a _ simbol deD - tabel de adevdr; c _ diagramb in timp ,

-r".""rf"f",

B6

Fig- 3.5. circuit 'basculant bistabil RS si'cron: a - simbolde reprezentar.e;& - tabeide adevir; c -tabel de excitafie; d -tabel de adevir pentru intrdrile prioritare;a - st.ucturi RS master-slave; / - dia"g.amd,ir tinlp u'r"-rru1"ro.-p""ti" un RS

(mod de comutare sau mod de basculare) : pe frontul impulsului del3l,:1i_p"_ palierul impulsului de tact. t'a ristauitere cu iomwtare peJront rntrdnle de date sint transferate la ie;ire in momentul cind imputsulde tact trece de la 0 la 1 (front pozitiv, front anterior, front crescd"tor;i notat-in scherna bloc cu semnul p la borna de clocK, ca in ligura 3.5,a)saq ciqd impulsul de tact trece de la 1 la 0 (front negativ, froniposteriorlnotat in schema bloc la borna de clocK cu o)"). Inaintea frontuluicare produce bascularea, intrlrile de date trebuie sd. nu igi sct imt"l:i:ltltl (timp de,prestabilire, set-up time, de ordinul 2t

";), iar dupaIront Ia lel rntormatia de date trebuie si fie stabild (timp de'menfine're

2 5 ns, hotd timei.La bistabilele cw comortare pe patier transferul de la intrlrile de datela bornele de iqire se realizeiziin inte^'alui de timp iiti*porrJ a"

t_act are valoarea 1, in tot acest interval schimbirile pe int'rdrile dedate sint transmise Ia ie;ire (con{orm tabejului de adev'ir)- O modali_tate de a realiza transferul la toate tipuriie de circuite baJculante estede a.ie_implementa in structurL rnaiter-slaae, MS lstefi.r.iaav) u;circuit RS master-slave, figura 3.5, e, consti din ao\ra iirtuite bascu-lante. primul {iind stipin Q*, at doilea fiind bistabilul sclavf" I-pJ."-rile de tact sint aplicate direct prirnului bistabil (master)"fi invLrsatecelui de al doilea (slave). Astfel, pentru frontul de crestere ai impulsul.ride tact este permis accesul datelor inQ*, iar bistabilu) p" este nevalidat,

PRESFT CL FAR a o

0

0

1

0

1

0

1

it;olrford

nodif ioft

d)

reprezentare;

87

deoarece cLK : 0. La frontul de sc'dere ar tacturui bistab'ur pnesie blocat, ia'datere sint transferate in p", deci r" iqir","frg,rr" 3.5, J.Datete trebuie nrerrlinute constante p. iri;;;;l;;;;;;i.i palier piniila frontul ale d('screste.e, cind sint t[nsfe."t"-i"i-i1."."6r]r,i bistabileMS-data-lockout care memoreazb" data.in d; il;i;; a1'iope frontulde crejtere fdrl a mai_fi.influenlate pe d,';"['#p;lc"r"i,'iJ, eventuari.rnociificare a se'narurui pe intriril"' a" aui".-er""T"lrir ,-plementdriibistabilul*i sub forma master-srave consti in separarea garvanicd. aintririi de ic.sire pe drrata impuisului-J;";";i. rLvqrqrua t

.r-, l]-,*.""::lll:, r^rti"ntele sincron" d"^$l*:le. (indi{erent de rip)srnl pi'evazute ;r ctr inirdyi byiorifaye pRESDT (:a pune), CLEA'R(: a sterge, a curdii)- Aceste-intrrri prioritarc,irt irii..t#e gi modific[starea (iesireal hislabilului, neulrahlind intrdriie a"-^;"1"' ;i de tact.De reguli, iniririle. prioritar-e slni;;;i;" in stare zero, decisint notateca in tabeiul de adevir din figura Z.S, a.De o foart" *1l"..importanlb. practicd. este tqbelul, d,e excita!,ie albistabilului carc indicdl p'entru't..i"i"" din starea p."r"nii"'ar,i' r"starea viitoare doriti Q$ i_ 1),,r'alorile necesare ale semnalelor ce tre_truie aplicate pc intrii;ie'de'aate (evident cu ""riJ"i""-pril i*;;Lcle t ac t la trtsgerele

:l:.I::_i ;,-f*til;;l; i. t"ri'i"' ilt"Pnr,,r.,on";.Acest tabel de excita-rie, figura'3.5, c, se poate deduce din anatiza tabe_luiui de adevdr sau diagraria in timp'a se'crrenlelor. De exempru, pentruun RS din starea zero (Q(t): 0) se ti"." rot i"^;;;;;";;r;%:i| * ,) : o\dacd pe intrdriie de.d'ai6 .q q.,ti.a s:"o,-^ft':X,1;;tY"t';:Jl;;lin starea Q(t + lj: 1, cracd intiariie de date sint sa i R : 0 (primeledoui linii din tiberul.de excitaf{ bace pe intririle de date exisiiS: X, R: O si bistabilul este in'starea 1,'ta ;pll;;;;I]"ioroi nu vabascula, va remine tot in ,tor";^- i,

-;;" va bascula in starea zero

QQ + 1) :0) pentru intriri ae aaie"cu valorilo s:0; ri: r 1,rttr-mele doux linii din taberur a" *".ii"1i", rig"." s.s,.l. prii, X s-a notatvaloarea indiferenti, adicd poate fi'oiicaie ar" nilii i;;bi", sistemele digitale esie.ese'fiali clistincfia intre: 1 - comenzilece controleazd. momentul in jiTp_ar procesdrii' (ti;;i: ) - comenzirece controleazS" natura, proce.slrii'lcuri) ; 3 - comenzile ce controleazd.

l:::1_p:-":::Frii (unde ) (distinctia h"ir"i"-, cind;i unJe;.-L""uirt.uil"r"aslncrone la care modificarea std"rii (natrrra)-se face 6 "pii;;;"; (momentul)intr5"rilor de date nu existd. o aistiriciiel.ta irrt." cind ;i cum.'In schimb,la circuitele bistabile sincrone "*iiti-".""rta Jirti".ti" i;i;;.r- (cuvin-tul de date aplicat la intrare) ;i cind (momentul basculi-rii), daci nu se

schimbd' datele aplicate la intrare pe intervalul timpului de prestabilire;i de menlinere (fie la comutarea pe front, fie pe durata palier'lui lastructura master-slave). La structurile formate din decodificatoare sicelule bistabile (registre adresabile, memorii etc.) apare ""t Jirri".,iaintre unde, cind ;i cum.

B8

3.1.2. Circuite basculante bistabile de tipul JK, D, T

Starea nepermisl a bistabilului RS pentru un cuvint de intrare 1leste eliminatS. prin modificarea structurii acestuia, oblininCu-se struc-tura de bistabil, JK. Simbolul de reprezentare al bistabilului JK esteredat in figura 3.6, a, iar tatrelul de adevir in figura 3.6, b. IntrS"rilede date sint: rI (intrarea de inscriere), K (intrarea de;tergere); intrS"rileasincrone (prioritale, in general actirre in stare zei'o) sint PRESET,prntru inscriere in starea unu (p : l, Q: 0), ial CLEAR, pentruinscriere in starea zero (Q : g, 0- 1), avind acela;i tabel de adevirca cel din figura 3.5, d. Se observS. c5. primele trei linii ale tabelului deadev5.r, figura 3.6, b sint identice cu primele trei linii din tabelul deadevS-r a1 bistabilului RS, figura 3.5, b. Pentru un cuvint de intrare 11bistabilul JK 1a aplicarea impulsului de clock basculeazS. in stareaopus5, Q(l). Funclionarea bistabilului JK se poate deduce ;i din diagramasecvenlelor in timp, figura 3.6, d pentru o variantS. cu basculare pefrontul anterior, iar in figura 3.6, e pentru o variantS. JK master-slave.

Un alt tip de circuit basculant este tr,iggerul D (Delay : intirziere,in 1. engl.) cu simbolul reprezentat in figura 3.'7 , a. Acest bistabil pre-zint5. numai o intrare de date notatS. cu D, respectiv o intrare de clock,;i are un tabel de adevS"r ca in figura 3.1 , b. Valoarea logicS" ap1icat5. peintrarea de date se transferS" la ie;ire doar la aplicarea semnalului -de

tact, d.eci cu o intirziere de un taci, conform tabelului de adev5"r, iigu-ra 3.7, D. Se observS. c5, acest tabel de ader'5"r corespunde liniilor doi 9itrei din tabelele de adevS,r ale triggerului RS, figura 3.5,b, gi ai trigge-ruiui JK, figura 3.6, b. Aceast5" observalie duce la metoda practicS. detransformare a unui JK sau RS in tip D; intre cele dou5" intr-[ri de datese conecteazil un inversor, oblinindu-se condilia RS : 0, JK : 0,borna comuni a intririlor fiind intrarea D. Tabelul de excitatie este cel

CLK

l K l{1.1

0 0 {r)

0 0

0 1

Qlt t

J k i('- 1

0 0 'I 0

0 X 1

1 X 0

X 0 l

o) b) c) e)

Fig. 3.6. Circuit basculant bistabil JK:. a - simbol de reprezentare; b - tabel de adevdr;c - tabel de excitalie; d, e - diagrarrr5, in timp pentru un JK cu basculare pe frontul

pozitiv, respectiv cu basculare pe frontul negati-r (master-slave)

89

ffibl

d)Fig' 3.7' circuit bascurant.b:istabil tip D: a * srrntol dr. reprerientare; b _ taber deadevsr;c-tabel<leexcitafie;r_.8*#:?";:,i.Tr-;;,-,.;:i;i;;';:iiruovaria.ntd.

din figura 3.1, c. Funclionarea triggeru-rui D se reflecti ;i in diagramasecvenfelor de semnalc in timp a'ir-, figur" i.l,- i"1r-"''considerat ovariantS" master-srave, deci coinutaie p?- ttonJ"i ""J"tiurl"'varianta de bistabjr r (roggre j

' il;;;j")"?;;'limborul dinfigura 3.8, a, prezint[ o singuri.'int?ir" a* .r"i" "oi"ii;7,;;;" modific[ie;irea lr gntpg*-" i-p.ti."oioi a; .b.k, ca in taberui de adevir din fi-gura 3.8, b. Tabelul.de exc-itafie este cet din fi;;;;.s, r.*bi" tabelulde adevxr se observx cd. ra fiecar"l*p"ri ae cro8k-ie9ii." ".t" bascuratb.

ili.'."1ii,itTi.0fl"1il'iilitr,i"i;i"f TT,TI*iitldJ:::t#t:gura 3.6, 6. beci'un ri.i"tilc;" p';"i"-obline dintr-u'.JK ra care seleagd, impreuni inrririle de date Jnt,r"i"a"l_* i;i;;;";'1:'In concluzie se pot grupa citeva'indicalii p;;;ii.;;";pre bistabile,Daci unele din bornele n,S,,f, K, D, T, CLACK, FFESEf , CTEARnu sint utilizate este recomaridat a ti r"g"t"-r^ ;";^;g;i"gareu r"masd. a bornelor FRESE-T sau cTtrAR 'a forta iesirea in starea 1.

ffiLll1i1lf_-f.+-I

oJ

Fig. 3.B, Bislabilul tin T: a _ sinrbol dn rep;.ezerrtare; & _ tabel de ade.zir; r _ tabel dcexcitatie; d - diagraind i' ti-f-'" ."il;r:i;';;'timp pentru o varianld. T cu comu_' tare pe frontul pozitiv

90

tE r'4 FIILS lE TACT SAU

SEIINA: !^iRITE

Sl CONTROL DECODIF1CATOR DE ADR ESA

o) bl

F;g. 3.9. Variante de utilizare a circuitelor bistabile: a - fanion pentru intrerupere9i gea':rare de selt in program; b - circuitul RS folosit ca un periferic

C LEAR

cL0cK

D

a

a

r t'spt'ctiv in starea zero. IntrS.rile R ;i S trebuie s[ fie cel putrn una inzcro ([iS:0). IntrS"rlle J, K la valoarea 1 vor produce bascularea laliccare impuls de clock. Comutarea bistabilelor se face, in general, pellontul pozitir', iar cind sint implementate in varianta master-slaverc {ace pe frontul negativ. Existi posibilitatea de a realizacu un tip dgr'ircuit blstabil, de exemplu, cu JK toate celelalte tipuri debistabile [23].

. LIn singur circuit bascCant bistabii este utilizat in structurile cuniicroprocesoare pentru stocarea informaliei sub form5. de cuvint culungimea de 1 bif (memorie temporarl). Iesirea p a unui bistabil Poateintlica, de exemplu, ci o condilie este indeplinitS" cind este logic 1,

lcspectiv condilia neindeplinitS. cind este logic zero. Borna aceasta abislabilului cu condi{ia iogicS. corespunz[toare este denumitl fani,on(flag.) Aceste fanioane pot fi puse (inscrise) de _citre periferice sau dec:itre microprocesor cu posibilitatea de control prin program. In general,fanioanele slnt ;terse (iesetate) de citre microprocesor in urma test5riir-alorii acestui bistabil.

Foarte frecvent posibilitalea unui microprocesor de a servi o intre-xupere cerut6. de c[tre un periferic este indicati de cltre valoarea 1

:r unui fanion INTE (INTRERUPT ENABLE), valoare ce poate fi inscrisi5i prin program. Un periferic indicS. cererea lui de intrerupere c5"tre Tlcro-procesor prin punerea unui fanion in starea Q: l, ca.in figura 3.9, a.tr'otodatl, prin identificarea perifericului care a emis cererea de in-trerupere, procesorul va putea da o comandS. de salt si va indrumaprogramul la acea adresl unde existS. subrutina pentru servirea.peri-iericului ce a cerut intreruperea. In momentul accept[rii cererii de intre-rupere de citre procesor acesta poate fixa printr-un fanion propriuIN1A (INTRERUPT ACKNOWLEDGEMENT) con{irmarea (accep-tare) intreruperii, care ar putea fi utilizatl pentru resetarea (;tergerea,0 :0) fanionului de intrerupere al perifericului.

.J A6 IS] RAL AADRESARE

f-'T.r-';1

ffib)

alr ) D e{t r)

0 0 0

0 1

0 01

IHilccrrar"r,A I i

rSeUJ I

]'IAG] STRALETE DE ADRESARISI CONTROL

91

variantele de utilizare a bistabilelor intr-un sistem cu rnicroprocesorsint multiple. Sugerdm., de exemplu, un bistabil .i;;;; poate fi utiri-zat pentru intrarea/ie;irea unu.i iuvint a" "n rit p;7;; ;; magistrarade date ^p_riq

conectarea acesteia ta bornei" A, C,-sfj:r:b, iar bornade tact cLK sd" fie selectatl (comanJati) d" p";;gi.i;i;" adresareimpreuni cu un semnal d" pe'mugiitiuia'a" .b"t.r1:a;;^Jira " utirizamagistrala de date, ci doai mag[trara de adresai.;;;" de contro]ca in figura 3.9, b, se. poate .o*Jrrd"

" b;i"t, ;;;i*, ; reteu erc.,prin iegirea.p a unui RS asincronlin acest caz intririle c1e clate sinrprescrise prin-po_rfi SI de citre cuvintul ,1" p. ;;irtr;I" d'e adresare siimpulsul de ciock (sau wRITE de pe *"gr[tr"1;";t".;*-lr. -

3.2. Registre

. sple d.eosebire de bistabile care stocheazb. o informatie de un bitregistrele sint dispozitive ca.re pot sioca cuvinte, deci reiistrele sinrrealizate.prin ariti'r.are dg bistafire, fi;;;.;;;i;;i.. ruiJiluirj 'rernorindun bit al cu'intului ca in figur-ile r.e fi t ri.*'d[i;;;;;; registt,ttrtrieste egal[ cu num5"rul de celule] in figura 3.10 este rJp r:i)'i"i^a o struc_turi de-registru, reatizuln_.o triggeie b, n"i"J .;;;;;;;i;; <le 4 biti,cuvintul de intrare D sD tD rDova fli"nsc.is i" ."toL h ;;lt.;;; il;;r;iljtde clock. Structura pb"1" pr!rg"." ;t ,oma.,da .1";tJ;;;,-ie "r"_piodac5. fiecare celuli are borni erEiR intr-o structuri. de microsistem

l^1 Tg:iir pentru a.fi inscris, pe lingi semnarul a" lu.t, 'tr"brric

sl fieserecrat sr prrntr-o adres5.. pentru aceasta utilizare fiecare celull trebuiesi prezinte si o comandi de.autorizare (ENHBiiy ." f, figura 3.10, D.Cind registrul este adresat (unde) AXiefE: tj h ,_;;ilJul cte tacr

(cind) se rra inscrie bitul Do (cum), prezent la intrarea por{ii,4. PentruENABLE : 0, la intrarea D se aplicS" bitui de la borna poriii B, adic5.ie;irea Q6 (deci informalia in celulS" nu se mai modificS. chiar la aplicareatactului). Simbolul de reprezentare pentru un astfel de registru este dese-rrat in figura 3.L0, c. Registrele, incadrate in structura de principiu arrnui circuit logic secvenfial, ar corespunde unui autornat de tip Moore,rleoarece iegirile sint identice cu stS,rile prezente, Q : Y.

.3.2.1. Procesarea ;i transferul informaliei cu ajutorul registrelor

Deoarece microprocesorul proceseazS. informalia la nivel de cuvintinscamnS" c5" in structura sa trebuie s[ existe registre ca elemeniecom-ponente; oricare microprocesor trebuie s5. confinS" un num5"r minim dercgistre (cu funcliuni specifice).

Dacl intr-un registru fiecS.rei celule i s-a ata;at un rang (in sistemullrinar de numerafie) o deplasare cu o pozilie spre dreapta a cuvintuluiinscris ar insemna o inmulfire ut 2-1 , iar o deplasare spre stinga o inmul-tire cu 21. O structurS" de reg'istrw de deplasare implementat cu 4 bistabile.f I( este reprezentatl in figura 3.11, a. Celula de intrare po (prin comple-rncntarea intririlor) este in Jond un bistabil D, deci, dup5. aplicareaficclrui tact, in celull va fi memorat bitul de pe intrarea serie X(l).I)coarece intririle fieclrei celule (cu exceplia primei) sint legate la ie;irilecclei anterioare, rezultl c5" dup5. fiecale impuls de tact starea celulei('ste identic5- cu starea celulei anterioare inainte de aplicarea impulsuluitlc tact, ceea ce poate fi exprimat de urmS"toarele relafii:

Q,*,(t * 1) : Q,@ . CLK; Qo(t + 1) : X(t) . CLK, (3.s)

in cale: CLK este impulsul de tact (indicii reflectl numlrul celulei).Funclionarea registrului de deplasare se poate deduce din tabelul

de secvenle, figura 3.11, b. Pe intrarea serial5. se aplici cuvintul de.intrare 1011(X(r) : 1, X(LT):0, X(3f) :1, X(4T) : 1); la alpatrulea impuls de tact la ie;irile paralele ale registrului se obline cuvintul^l/o: 1,Qt:1,Qr:A,Q":1. De la al 5-lea impuls de tact pin5. laal 8-1ea la ie;irea p3 (serie) se poate citi bit cu bit cuvintul introdus seriel:r p6; ia fiecare tact la iesirea serie se pierde cite un bit din cuvint (in,:rt:r,cii;i ordine in care au fost introdu;i). Dar, bilii unui cuvint pot fiintrodu;i gi separat, fiecare intr-o celul5. (intrare paraleli") utilizindintriLrile asincrone de inscriere P-RESE-I' gi apoi cuvintul este deplasatbit cu bit la fiecare tact. Apare deci posibilitatea de utilizare a unuiregistru ca un convertor cu intrarea fie serie, fie paralell, iar iegirea fieserie, fie paralel[, o astfel de reprezentare simbolicd. fiind datl in figu-ra 8.11, c. De exemplu, o conversie paralel-serie ;i apoi serie-paralelapare la transferul unui cuvint (paralel) intre un emilitor ;i un receptorcuplali printr-o magistralS. serie. Modalitatea aceasta de transmisieseriali intre circuitele integrate ale unui sistem (sau mai ales in interiorul

ArL\J

,['4rfI rr'. irr.!

oj b)Fig. 3.1,0. Registre: a - structurd. de registru cu patru celulede registru cu posibilitate de autorizare lfmanifl;', _.i_Uoi

unui circuit de registru

g2

(4de

cjbifi); b - cetulireprezentare al

93

If 5JiII.' PARAL'LA

CtK

l*Rr TAC] i

cLK I iLJi_

SC5El',1M1 DE

COMROL

IESJRE PARALELA

. INTRAiJE PARALFLA U ]

Fig. 3.11. Regist-ru de deplasare: a _ structura unui registru de depla_sare; b - taberul secventelor intimp ra registrur ae aeprasle oinlig.r.r, ,;c- simbolul de reprezenta'". i#l"i;:gi:fi,i; o"pi".u,"; J _11n"-u

*lj1,:trr"it integrat) este denumiti magistrara Ipc (Inter-trntegrated-Lrrcult).

. -9".registru de deplas.are poate fi transformat intr-un registrw i.ttei..*U.t.^".,l:T^r.:^.11:.1";z, ta inirare ca in figur" 3. it ,-), i"ir_"" registrr::l:l^,t^1?tTafia inscrisb, de exemptu. prin intrarea paraleli poit" tirecrclata. La lrecarc n tacle .(: numirul de celule biitabile) iuvintu-:::::t::,:lg: i: l.S":;i .poziiic dar.nu.se. pierde .iL";;ilii to ;"1i,,,.sene deoarece se rerntroduce la celula do la intrare. Registrul inei, ,. rrtr, celale, po-ate fi utilizat ca num5rb.tar inbazi-rif"-a"f,i7i. Se inscrieun cuvint de lunsime n.biti-cu varori zero, in nr"re J" [iiJi arn piin^,"celuld care este r"loglc,l.ib*+

";ti;;; a n Iucte sc obiine irr rcgisri.uacela;i cuvint ca ia'inscriere, deci numiritor *oorio ,,.'""Registrele realtzate integral pot arrea facilit5tiie: d"pt".or. dreapta,deplasare.stingS (sau ambele), jnirnre .""., i;i;;;;;;;l:;; (:;u ambctc.rerlre.serrc, re;rre. paralera (sau ambere. unccri ce iip TSL), i,rtr.r.-.1.aulorrzare a circuitului pentru inscricre fi p"ntru citire (notaie tr\ABI- g

sau CHIP SELECTI.

,-.^_li l:^.ti:-"it"a.unui prp, transfcrul informaliei intre registreirtnternc care au funcliunca de circuitc de mcmorie temporari,"este ooperafie curentS. De exempru, in figura 3.12, a este r6dat: schema-flo:. pltrt.u transferul cuvintului din" registrui ,q inel ii regist^rr E(R B). Se observ; din_dia gramele de ti*;-lis;;; s.'i),''o,"ie' in{ormatiadin A se inscrie in B pJ fro-nlul negatii al- semnalui"i CLX,^ ,.#;"i:!til"l pfjn 5onj.ulctia^tactului ;i a iomenrii SC (s;;;;"tx J" sisrcmrr-oe conrrol). Acest transler poalc fi reprezentat sim6oiic srrb forma uneirnstructtunl hardware in felul urmltor:

a3lc2l01l0

d)

SC1

SC2

d) REG]STRUL A REGISTRUL B

FiS, 3.12. Trans{eruri intrc registre: a, b - structura deprincipiu 9i diagrama in timp a semnalelor pentru transfe-iu1 intre <1ouf registre;c, zl- exemple de relele combinali-

onale introduse pe calea de trans{er dintre registre

]'e linia de legituri dintre R,4 ;i RB pot fi introduse ;i refele combina-tionale care rializeaz5" procesS.ri 1in timpul transferului) sau transferurii ond.ilionate. intre ceie doui registre, din figura 3.12, c este introdusireteaua combinalionai5. care realizeaz| urmitoarea expresie logici:

DaB, : SC1 1 Qnn,' SCz; 4 : o' l,z' 3 (3.7)

ir:u D este notatl intrarea de date intr-o celull iar cu Q ie;irea - starea,:r.lulei). Cind semnalul de comandi SC1 :1 se realizeazi transferulItB *- 1, l, 1,1 , iar cind SCZ : 1 se inscriu numai bilii 9d in registrul B,ti IJ + Q", Qr,Qr, 0o (SCl ' SCZ : 0).

fri"rtli"ibii'aoua re.qistre sursI" R,4 sau RB in unul de destinafie/iC este reprezentat in figura 3.12-d. Trans{erul RC +- R,4 se {ace la.rpiicarea semnalutui de comandl scl - i in _cgnjuncfie cu semnalul,lc tact, iar transferul RC *- RB Ia comanda SCZ : 1 9i semnalul de

trrct. AceastS" structurS. poate ii cornpletat? ;i cu o refea combinalional5.tlc procesare pe linia detransfer spie-,{C. ln ace.st cal.1l}icind simultanla iccastS. refia combina{ional5" cei doi operanzi ait 44 ;i RB se po3lesl,tirrt,o procesare, pe timpul transferului, rezultatul fiind inscris in RC.' Cirrrl se realizeiz|;- trai.sferuri condifionate, se alege intre mai multe-transfcruri posibile, executatrile la un mome-qt. de_ ttPp a"t in funcfiede realizarei (valoarea) unei variabile Ce ccnCilie S. De exemplu, se potscrie urmiLtoatcle instructiuni:

REGIS]RUL A

(3.8)

95

l1L..l

AEGISlRUL B

REGIST RUL A

ICONTINUTUL REG AESTE IN REG B

b)

REGI STRUL 8

94

RB <,_ RA (3.6) R.4*^9 ,- RC; RB*S ,- RC