Co to jest rejestr zmianowy?
W przypadku obwodów cyfrowych rejestr przesuwny jest serią przerzutników opartych na sekwencyjnym taktowaniu zegara. Przerzutniki ułatwiają przenoszenie danych z wejścia na wyjście przy użyciu logiki sekwencyjnej. Zegar, w postaci powtarzającej się fali o kwadratowym wzorze, służy do synchronizacji sposobu, w jaki dane przemieszczają się przez rejestry przesuwne, tworząc krótkie opóźnienie w transmisji sygnału cyfrowego. Najczęściej rejestry przesuwne o różnej długości są używane do konwersji danych równoległych na szeregowe, ale mogą być również wykorzystywane do przepływu danych w mikroprocesorach lub do ukrywania danych analogowych na cyfrowych i odwrotnie.
Rejestry przesuwne to szybkie obwody. Przede wszystkim rejestr przesuwny przenosi bity danych w lewo lub w prawo wzdłuż obwodu, w zależności od jego specyficznej struktury. W najprostszej postaci rejestr przesuwny pobiera dane na pierwszym etapie i przesuwa bity o jeden stopień w lewo lub w prawo, gdy zegar sygnalizuje potrzebę przesuwania danych. Rejestry są identyfikowane przez liczbę dostępnych tymczasowych miejsc do przechowywania po każdym etapie między wejściem a wyjściem. Tymczasowe miejsca do przechowywania pozwalają rejestrowi przesuwnemu opóźniać sygnały danych, dopóki zegar nie zasygnalizuje odpowiedniego postępu danych. Na przykład 8-bitowy rejestr ma osiem etapów, a zatem osiem tymczasowych miejsc do przechowywania bitów w ciągu danych.
Strukturalnie istnieje pięć podstawowych rodzajów rejestrów przesuwnych. Rejestry przesuwne szeregowe / szeregowe i uniwersalne równoległe / równoległe ułatwiają wprowadzanie i wyprowadzanie danych odpowiednio w postaci szeregowej lub równoległej, bez konieczności konwersji. Parallel-in / serial-out odnosi się do rejestrów przesuwnych, które przetwarzają dane wejściowe równoległej transmisji danych i przekształcają takie transmisje na dane wyjściowe w postaci szeregowej. Rejestry przesuwne szeregowe / równoległe są prawie identyczne jak równoległe / szeregowe, z wyjątkiem danych wejściowych w postaci szeregowej przekonwertowanych na wyjście równoległe.
Licznik pierścieniowy jest rodzajem struktury rejestru przesuwnego, która zawiera powtarzające się lub powtarzające się wzorce danych. Gdy rejestr przesuwny kończy przetwarzanie ciągu danych i przesyła ostatni etap z powrotem do początkowego etapu wprowadzania danych, powstaje kołowy wzór. Liczniki dzwonków są używane, gdy wymagana jest określona funkcja na ustawionym powtarzalnym wzorze. Na przykład, wyświetlacz LED ustawiony do powtarzania wybranych wyświetlaczy może wykorzystywać strukturę licznika pierścieniowego dla rejestru przesuwnego, dzięki czemu wyjście powtarza się z określonym z góry impulsem zegarowym.
We wczesnych czasach komputerów do przechowywania danych w komputerze użyto rejestru przesuwnego z kilkuset etapami. Zastosowanie rejestrów przesuwnych zastąpiło linie opóźniające rtęć, przyspieszając przetwarzanie danych i pozwalając na mniejsze komponenty komputerowe i urządzenia peryferyjne. Obecnie rejestry przesuwne jako podstawowa pamięć komputera są uważane za przestarzałe. Płytki drukowane nadal jednak zawierają rejestry przesuwne, aby zmniejszyć ilość potrzebnego okablowania, szczególnie w sterownikach ekranów, przetwornikach cyfrowo-analogowych i pamięci danych szeregowych.