Praca laboratoryjna 3 TEMAT: PROJEKTOWANIE REJESTRÓW

Praca laboratoryjna 3
TEMAT: PROJEKTOWANIE REJESTRÓW PRZESUWNYCH
Cel pracy: poznanie zasad funkcjonowania rejestrów przesuwnych w oparciu o zadane
przerzutniki
Podstawy teoretyczne
Rejestr zawiera zestaw przerzutników. Ponieważ każdy przerzutnik może zapamiętać
jeden bit informacji, w n-bitowym rejestrze zbudowanym z n przerzutników możemy
przechowywać n bitów informacji binarnej. Zgodnie z nieco szerszą definicją, rejestr składa
się ze zbioru przerzutników wraz z bramkami, które realizują przejścia między stanami.
Powszechnie termin rejestr jest stosowany do określania zestawu przerzutników oraz
ewentualnych bramek kombinacyjnych, które realizują zadania związane z przetwarzaniem
danych.
Zerowanie
D0
D
SET
Q
Zegar
CLR
D1
D
SET
CLR
D2
D
SET
CLR
D3
D
SET
CLR
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Q
Rys. 1. Rejestr 4-bitowy
Najprostszy rejestr składa się tylko z przerzutników bez zewnętrznych bramek. Na Rys.1.
pokazany jest rejestr zbudowany z 4 przerzutników typu D. Wszystkie przerzutniki są
taktowane ze wspólnego wejścia zegarowego. Informacja binarna dostępna na czerech
wejściach D jest przesyłana do 4-bitowego rejestru. Cztery wyjścia Q mogą być próbkowane
w celu uzyskania informacji przechowywanej w rejestrze. Wejście kasowania Zerowanie jest
połączone z wejściami zerującymi wszystkich rejestrów, służy do kasowania zawartości
rejestru, mając priorytet względem operacji taktowanych sygnałem zegarowym.
Duże zastosowanie w technice mają rejestry przesuwające ze sprzężeniem zwrotnym. Przy
ustalonym stanie przerzutników wchodzących w skład rejestru (stan przerzutników ustawiany
jest jednorazowo) rejestr taki pozwala na wygenerowanie ciągu pseudolosowego w oparciu o
liniową funkcję sprzężenia zwrotnego. Przy odpowiednim doborze funkcji, ciąg generowany
przez rejestr ma okres 2n-1. Funkcję sprzężenia zwrotnego realizuję się w oparciu o funktor
XOR.
D
SET
CLR
Q
Q
D
SET
CLR
Q
Q
D
SET
CLR
Q
Q
Zegar
Rys. 2 Rejestr przesuwny z funkcją sprzężenia zwrotnego 11
Kolejność wykonania ćwiczenia:
1. Zaprojektować rejestr przesuwny z zadaną liniową funkcją sprzężenia zwrotnego.
2. Wygenerować ciąg pseudolosowy właściwy dla projektowanego rejestru