Обзор литературных источников

Рисунок 1. Схема статического регистра (а) и его условное графическое обозначение (б)

Для современной схемотехники характерно построение регистров на триггерах D-типа, преимущественно с динамическим управлением. Многие имеют выходы с третьим состоянием. Некоторые регистры относятся к числу буферных, то есть рассчитаны на работу с большими ёмкостными и / или низкоомными активными нагрузками. Это обеспечивает их работу непосредственно на магистраль (без дополнительных схем интерфейса).

Из статических регистров составляются блоки регистровой памяти – регистровые файлы.
Главные функции регистров:

1. 
   Хранение информации,
   
2. 
   Прием информации,
   
3. 
   Выдача информации,
   
4. 
   Сдвиг информации,
   
5. 
   Преобразование кодов,
   
6. 
   Установление в ноль или в единицу нужного числа,
   
7. 
   Поразрядные логические операции: дизъюнкция, конъюнкция, сложение по модулю 2.
   

2. 
   Общие сведения о триггерах
   

Триггеры – большой класс электрических устройств, позволяющих длительно находится в одном из двух (или более) устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов (в следствии регенеративного процесса (переходной процесс в электрической цепи, охваченной ПОС)).
Триггер – импульсное логическое устройство с памятью (элемент памяти – фиксатор).
Существует более десятка различных интегральных триггеров. В основу их классификации положены:
- функциональный признак,
- способ записи информации в триггер.
По функциональному признаку различают Т-триггеры, JK-триггеры, RS-триггеры, D-триггеры, комбинированные триггеры (TV, DV, E, R) и т.д.
По способу записи (приёма) информации различают:

8. 
   Асинхронные триггеры:
   

а) с внутренней задержкой;
б) управляемые уровнем входного импульса;

9. 
   Синхронные триггеры (тактируемые):
   

а) с внутренней задержкой;
б) управляемые уровнем тактирующего импульса:
- однотактного действия (одноступенчатые);
- многократного действия.
Запись информации в тактируемые триггеры осуществляется только при подаче разрешающего тактирующего импульса. Такие триггеры делят на управляемые уровнем (для срабатывания необходим определённый уровень сигнала) и управляемые фронтом (не зависят от уровня сигнала, важно его присутствие) тактирующего импульса. Тактирующие импульсы иногда ещё называют синхронизирующими, исполнительными, командными сигналами (на схемах обычно обозначают буквой С - Clock).
Д инамический вход может быть прямым и инверсным. Прямое динамическое управление подразумевает разрешение на переключение при изменении тактового сигнала с нулевого значения на единичное ( ). Инверсное динамическое управление – изменение тактового сигнала с единичного на нулевой ( ).
У правление фронтом тактирующего импульса:
У правление спадом тактирующего импульса:
У правление верхним уровнем тактирующего импульса:
Управление нижним уровнем тактирующего импульса:
Тактируемые триггеры с внутренней задержкой (срабатывают по окончании действия сигнала) являются, как правило, однотактными. Многотактные триггеры срабатывают после n-ного импульса.
RS-триггер имеет два информационных входа: S (Set) и R (Reset). Одновременная подача сигналов S и R не допускается. На рисунке 2 изображен синхронный RS-триггер, срабатывающий по фронту тактирующего сигнала.