Kas yra pamainų registras?

Kalbant apie skaitmenines grandines, poslinkių registras yra apverstų seka, pagrįsta nuosekliu laikrodžio laiku. Flip-flops palengvina duomenų perkėlimą iš įvesties į išvestį naudojant nuoseklią logiką. Laikrodis, pasikartojančios bangos formos kvadratiniu modeliu, naudojamas sinchronizuoti duomenų judėjimą per poslinkių registrus, sukuriant trumpą skaitmeninio signalo perdavimo delsą. Dažniausiai įvairaus ilgio poslinkių registrai naudojami lygiagrečiam duomenims konvertuoti į nuoseklųjį, bet taip pat gali būti naudojami duomenų srautui mikroprocesoriuose arba slaptiems analoginiams duomenims perkelti į skaitmeninius ir atvirkščiai.

Poslinkių registrai yra didelės spartos grandinės. Visų pirma, poslinkio registras perkelia duomenų bitus grandinėje į kairę arba į dešinę, priklausomai nuo konkrečios grandinės struktūros. Paprasčiausia forma poslinkių registras priima duomenis pirmoje pakopoje ir perkelia bitus viena pakopa į kairę arba į dešinę, kai laikrodis signalizuoja, kad reikia perkelti duomenis. Registrai identifikuojami pagal laisvų laikinųjų saugojimo vietų skaičių po kiekvieno etapo tarp įvesties ir išvesties. Laikinosios saugojimo vietos leidžia pamainų registrui atidėti duomenų signalus, kol laikrodžio signalai pajudės atitinkamus duomenis. Pavyzdžiui, 8 bitų registras turi aštuonis etapus, taigi ir aštuonias laikinąsias duomenų eilutės bitų saugojimo vietas.

Struktūriškai yra penki pagrindiniai pamainų registrų tipai. Serijos įvesties / nuosekliosios išvesties ir universalūs lygiagrečiojo įėjimo / lygiagretaus išėjimo poslinkių registrai palengvina duomenų įvedimą ir išvedimą atitinkamai nuoseklia arba lygiagrečia forma, nereikalaujant jokių konvertavimo. Lygiagretus įėjimas / nuoseklusis išėjimas reiškia poslinkių registrus, kurie apdoroja lygiagretus duomenų perdavimo įvestis ir konvertuoja tokius perdavimus į serijos formos išvestį. Serijinio įėjimo / lygiagretaus išėjimo poslinkių registrai yra beveik identiški lygiagrečiojo įėjimo / nuosekliojo išėjimo registrams, išskyrus įvesties duomenis nuoseklia forma, konvertuojamą į lygiagrečiosios formos išvestį.

Žiedo skaitiklis yra pamainų registro struktūros tipas, kuriame yra recirkuliuojančių arba pasikartojančių duomenų šablonų. Kai poslinkių registras baigia apdoroti duomenų eilutę ir grąžina paskutinę etapą į pradinį duomenų įvesties etapą, susidaro apskritas raštas. Skambučių skaitikliai naudojami, kai reikia tam tikros funkcijos pagal nustatytą pasikartojantį modelį. Pavyzdžiui, LED ekranas, nustatytas kartoti pasirinktus ekranus, gali naudoti poslinkio registro žiedo skaitiklio struktūrą, kad išvestis kartotųsi iš anksto nustatytu laikrodžio impulsu.

Pirmaisiais kompiuterių laikais kompiuterio atminčiai buvo naudojamas kelių šimtų pakopų pamainų registras. Pamainų registrų naudojimas pakeitė gyvsidabrio delsos linijas, pagreitino duomenų apdorojimą ir leidžia naudoti mažesnius kompiuterių komponentus ir išorinius įrenginius. Šiandien pamainų registrai, kaip pagrindinė kompiuterio atmintis, laikomi pasenusiais. Tačiau schemos vis dar turi poslinkių registrus, kad sumažintų reikalingų laidų skaičių, ypač ekrano tvarkyklėse, skaitmeniniuose į analoginius keitiklius ir nuosekliąją duomenų atmintį.