Hva er et skiftregister?

Som anvendt på digitale kretsløp, er et skiftregister en serie flip-flops basert på sekvensiell klokketid. Flip-flops gjør det mulig å flytte data fra input til output ved hjelp av sekvensiell logikk. En klokke, i form av en gjentagende bølge i et firkantet mønster, brukes til å synkronisere hvordan data beveger seg gjennom skiftregistre, og skaper en kort forsinkelse i overføringen av et digitalt signal. Oftest blir skiftregistre av ulik lengde brukt til å konvertere parallelle data til seriell, men kan også brukes til dataflyt i mikroprosessorer eller for å covert analoge data til digital og omvendt.

Skiftregistre er høyhastighetskretsløp. Primært flytter et skiftregister biter av data enten til venstre eller høyre langs en krets, avhengig av kretsens spesifikke struktur. I sin enkleste form tar et skiftregister inn data på det første trinnet og forskyver biter ett trinn til venstre eller høyre når klokken signaliserer behovet for en dataforvaltning. Registrene identifiseres med antall midlertidige lagringsplasser som er tilgjengelige etter hvert trinn mellom inngang og utgang. Midlertidige lagringsspor tillater et skiftregister å utsette datasignaler til klokken signaliserer passende data forut. Et 8-bits register har for eksempel åtte trinn og dermed åtte midlertidige lagringsspor for biter i en datastreng.

Strukturelt sett er det fem grunnleggende typer skiftregistre. Seriell inn / serieutgang og universell parallell inn / parallell ut skiftregistre letter inn- og utdata av data i henholdsvis serieform eller parallell form, uten konvertering nødvendig. Parallell inn / serieutgang refererer til skiftregistre som behandler parallelle dataoverføringsinnganger og konverterer slike sendinger til utgang i seriell form. Seriell inn / parallell ut skiftregistre er nesten identiske med parallell inn / serieutgang, med unntak av inngangsdata i seriell form konvertert til parallellformutgang.

En ringteller er en type skiftregisterstruktur som inneholder resirkulerende eller repeterende datamønster. Når et skiftregister fullfører behandlingen av en datastreng og mater det siste trinnet tilbake til det innledende datainngangstrinnet, blir det et sirkulært mønster. Ringeteller brukes når en spesifikk funksjon er nødvendig på et angitt repetisjonsmønster. For eksempel kan et LED-display som er gjentatt for å gjenta valgte skjermer bruke en ringtellerstruktur for skiftregisteret slik at utgangen gjentas ved en forhåndsbestemt klokkepuls.

I løpet av datamaskinens tidlige dager ble et skiftregister med flere hundre stadier brukt til dataminne. Bruk av skiftregistre erstattet kvikksølvforsinkelseslinjer, som øker hastigheten på databehandlingen og muliggjorde mindre datamaskinkomponenter og periferiutstyr. I dag anses skiftregistre som primær datamaskinminne for å være foreldet. Kretskort har imidlertid fortsatt skiftregistre for å redusere mengden ledninger som trengs, spesielt i skjermdrivere, digitale til analoge omformere og seriell dataminne.