Registrlar va xotiralovchi qurilmalar
Registrlar, ketma-ketli raqamli qurilmalar bo‘lib, ma’lumotlarni qabul qilish, saqlash va uzatish funksiyalarini bajaradi. Registrda ma’lumotlar ikkilik kod ko‘rinishida saqlanadi va mantiqiy 0 va mantiqiy 1 signallar kombinatsiyasi orqali taqdim qilinadi. Registrda yozilgan kodning har bir razryadiga, registrning mos razryadi to‘g‘ri keladi.
Registorlarni ajratadigan asosiy tasnifiy belgilari registrga kodlarni yozish usuli hisoblanadi. Ushbu belgilar bo‘yicha registrlarni quyidagi turlarga ajratsa bo‘ladi:
parallel; ketma-ket; ketma-ket-parallel.
Parellel registrlarga sonlarni yozish parallel kodlar orqali amalga oshiriladi, ya’ni, registorning barcha razryadlariga bir vaqtda.
Ketma-ketli registrlar, son kodini ketma-ket yozish bilan tavsiflanadi. Yozish kichik razryaddan yoki katta razryaddan taktlovchi impulslar kodini ketma-ket surib bajariladi.82
Ketma-ket-parallelli registrlarda ma’lumotni kiritish yoki chiqarish parallel, shuningdek ketma-ket kodlarda amalga oshirilishi mumkin.
Parallel turdagi registrga sonlarni kiritish vaqti, bitta razryadni kiritish vaqtiga teng. Ketma-ket turdagi registrga sonlarni kiritish vaqti m×T teng, bunda, m- kiritiladigan sonlarning razryadlar soni, T- ma’lumotlar kiritishni (chiqarishni) amalga oshiruvchi taktlovchi signallarning o‘tish davri.
Kiritiladigan ma’lumotlarni tasvirlash usuli bo‘yicha registorlar bir fazali va juft fazali turlariga ajratiladi. Bir fazali registrlarda ma’lumotlar bitta (to‘g‘ri yoki inversli) kanal bo‘yicha kiritiladi. Juft fazali registrlarda ma’lumotlarni kiritish ikkita (to‘g‘ri yoki inversli) kanal bo‘yicha bir vaqtda kiritiladi, ya’ni, ma’lumot
82 Chris J. Georgopoulos Interface fundamenentals in Microprocessor-Controlled Systems. A member of the Kluwer academic publishers group. Greece, 2009, 108-112 p.
bir vaqtda to‘g‘ri va teskari kodlarda beriladi. Chiqishda ham ma’lumotlar to‘g‘ri va teskari kodlarda beriladi.
Parallel registr ikkilik parallel kodda berilgan sonlarni qisqa vaqtga saqlash uchun qo‘llaniladi. Shuning uchun, parallel registrlarni xotira registrlari deb ham nomlanadi.
RS-turdagi triggerlarda xotira registrlarini tuzish usullarini ko‘rib chiqamiz. Har bir registr sonning bir razryadini saqlash uchun xizmat qiladi. Demak, m-
razryadli ikkilik sonni saqlash uchun, m RS-triggerlarga ega bo‘lishimiz kerak. Birni yozish uchun, S kirishiga 1 va R kirishiga 0, 0 yozish uchun esa, teskarisi- R kirishiga 1, S kirishiga 0 berishimiz kerak bo‘ladi, ya’ni ma’lumot RS-triggerning ikkala kirishiga berilishi kerak. Parallel registrning har qanday razryadlar soniga strukturasi 83-rasmda keltirilgan.
83-rasm. Parallel registrning struktura sxemasi83
Olingan registr juft fazali bo‘ladi, bunda kirishlar S - to‘g‘ri, R – inversli bo‘ladi. Barcha triggerlarga bir vaqtda sinxron yozish uchun, ularning taktli kirishlari S bitta shinaga birlashtirilgan.
Bir fazali parallel registrning struktur sxemasi 84-rasmda keltirilgan.
83 Laund –Ternd Wand, Yao-Wen Chang. Elektronic Design Avtomation Sunthesis, Verification, and Test. Morgan Kaufman Publishers is an imprint of Ilsevier USA, 2009
84-rasm. Bir fazali parallel registrning struktur sxemasi
Registrga kodni yozishdan oldin uni nolga tenglashtirish kerak. Buning uchun, barcha R kirishlarni birlashtirish va S informatsion kirishlarga mantiqiy 0 darajadagi signalni berishda, birlashgan R kirishlarga mantiqiy 1 beriladi. Agar, endi munosib triggerlarning S kirishlariga dastlabki kodning yoziladigan razryadlar qiymatlari berilsa, unda ular triggerlar chiqishida qayd etiladi.
Registr triggerlarini nolga tenglashtirish operatsiyasi har doim ham qulay emas, shuning uchun D-triggerlarda tuzilgan parallel registrlardan foydalaniladi (85-rasm).
85-rasm. D-triggerlarda tuzilgan parallel registrlarni ulanishi
Ularda ma’lumot bitta kirish bo‘yicha o‘rnatilishi mumkin va oldindan nolga o‘rnatmasdan.
Ketma-ket registr, ma’lumotlarni qisqa vaqt saqlashga mo‘ljallangan, lekin parallel registrlarga nisbatan farqi, unda saqlanadigan son kodini har qanday son razryadiga surish mantiqiy operatsiyasi amalga oshiriladi. Ketma-ket registrga ma’lumotni kirgizish, bitta ketma-ket V kanal bo‘yicha amalga oshiriladi. Son
kodini surish, sinxronlashtiruvchi impuls S yordamida bajariladi, natijada kod sonining barcha razryadlarini surilishi kirishdan chiqishga yoki teskarisiga amalga oshiriladi. Ketma-ket registrlarni amalga oshirish uchun eng qulayi D-triggerlardan foydalanish hisoblanadi (86-rasm).
86-rasm. D-triggerlardan ketma-ket ulashda foydalanish84
Ma’lumot birinchi taktli impuls bilan V kirishdan birinchining chiqishi va ikkinchi triggerning kirishiga uzatiladi. Ikkinchi taktlovchi impulsni kelishi bilan, birinchi triggerdagi ma’lumot ikkinchi triggerning chiqishiga qayta yoziladi. Birinchi triggerning chiqishiga, V kirishdan yangi qiymat yoziladi. Shunday qilib, dastlabki kodni o‘ng tomonga surilishi amalga oshiriladi. Bundan, ketma-ketli registrlar surish registrlari deb ham nomlanadi. Ma’lumot triggerdan bitta chiqish Q orqali chiqariladi, ya’ni ketma-ket.
Ketma-ketli registrlar cheklangan qo‘llanishga ega. Ko‘proq tarqalgan registrlar, ketma-ket-parallel registrlar, ularning bazasida kodlarni o‘zgartirgichlar quriladi, ketma-ketdan parallelga, paralleldan ketma-ketga.
Ketma-ket registrda parallel chiqishni amalga oshirish uchun, barcha triggerlarning Qi chiqishlaridan foydalansa yetarli bo‘ladi. Ketma-ket va parallel ko‘rinishda ma’lumotlarni kiritishni amalga oshirish uchun, D-triggerlarni 0 yoki 1 bilan asinxron o‘rnatilishidan foydalanish mumkin. Bunday struktura misoli 87- rasmda keltirilgan.
87-rasm. D-triggerlarni struktura sxemasi85
Ketma-ket registrdagi kabi, ketma-ket kodda ma’lumotni kiritish V kirishi bo‘yicha amalga oshiriladi. Surishni taktlash uchun, barcha triggerlarning sinxronlovchi kirishlari birlashtirilgan.
Agar, oxirgi triggerning chiqishini birinchining kirish bilan ulansa, unda, aylanma surish registri hosil bo‘ladi. Unga yozilgan ma’lumot razryadi, surish impulslarining ta’siri ostida yopiq aylana bo‘yicha aylanib yuradi. Aylanma registni boshqacha nom bilan aylanma hisoblagich deb ataladi. Uning qayta hisoblash koeffitsiyenti, n ketma-ket kodning razryadlari soniga teng. Registrlarning prinsipial sxemalarida ular «RG» bilan belgilanadi.
Xotira elementlari katta massivdagi ma’lumotlarni saqlashga mo‘ljallangan va xotira qurilmalarini (XE) asosi bo‘lib xizmat qiladi. Har xil turdagi triggerlar XE ning asosi hisoblanadi va katta integral sxemalarda bajariladi. Xotiraning xohlagan yacheykasiga mustaqil ravishda murojaat qilishi mumkin bo‘lgan XE larni, ixtiyoriy ko’ra oladigan xotira deb nomlanadi, masalan, yarim o‘tkazgichlar kompanentlari bazasidagi xotira. Ketma-ketli kirish mumkin bo‘lgan xotira, xotira yacheykalariga faqat ketma-ket murojaat qilishga ruxsat etadi, masalan, magnit lentasi yoki diskiga yozilgan ma’lumotga murojaat etishda.
Bajaradigan funksiyalari bo‘yicha quyidagi turdagi yarim o‘tkazgichli XE larga ajratiladi:
Operativ xotirlovchi qurilma (OXQ); Doimiy xotirlovchi qurilma (DXQ);
Dasturlanuvchi doimiy xotirlovchi qurilma (DDXQ).
OXQ, xotiradagi ma’lumotlarni tanlab olish va yangilash kerak bo‘lgan sharoitlarda ishlatishga mo‘ljallangan. Shu sababli OXQ da uchta ishlash tartibi ko‘zda tutilgan: XE ga murojaat bo‘lmaganda saqlash tartibi, ma’lumotni o‘qish tartibi va yangi ma’lumotni yozish tartibi. Raqamli hisoblash qurilmalarida OXQ, ishlov berilgan oraliq va oxirgi natijalarni saqlash uchun qo‘llaniladi. Ta’minot manbai uzilganda OXQ dagi ma’lumotlar yo‘qotiladi. OXQ larni tuzish uchun element bazalari sifatida statistik, hamda dinamik turdagi mikrosxemalardan foydalanish mumkin. Statistik OXQ mikrosxemalarda har bir xotira yacheykasi trigger asosida tuzilgan, ularning holati saqlanadigan ma’lumotlarning bit qiymatlari (0 yoki 1) bilan aniqlanadi. Dinamik OXQ mikrosxemalarda xotira yacheykasi kondensatorlar asosida tuzilgan, ma’lumotlarning bit qiymatlari kondensatorda zaryadlarni borligi yoki yo‘qligi bilan aniqlanadi.
DXQ, bir paytlar unga yozib qo‘yilgan ma’lumotlarni saqlash uchun mo‘ljallangan, bu ma’lumotlar ta’minot manbai o‘chirilganda ham buzilmaydi. DXQ da ikkita ishlash tartibi ko‘zda tutilgan: saqlash tartibi va o‘qish tartibi. Yozish tartibi ko‘zda tutilmagan. DXQ dasturlarni yoki konstantalarni saqlash uchun qo‘llaniladi. Ular bilan raqamli qurilmalar, turli dastlabki ma’lumotlarda bitta algoritm bo‘yicha amallarni ko‘p marotaba bajaradi va uzoq vaqt ishlaydi.
DDXQ raqamli qurilmalarni ishlash jarayonida DXQ dek foydalaniladi. U DXQ dan shunisi bilan farq qiladiki, bir paytlar yozilgan ma’lumotlarni yangilash imkonini beradi, ya’ni, unda yozish tartibi ko‘zda tutilgan. Lekin, OXQ ga nisbatan ma’lumotni yozishda DDXQ o‘zi ishlaydigan qurilmadan o‘chirilishini talab etadi, va yozish uchun maxsus mo‘ljallangan qurilma - programmatorlardan foydalaniladi.
|
