Vad är ett skiftregister?
Som tillämpat på digitala kretsar är ett skiftregister en serie flip-flops baserade på sekventiell klocktiming. Flip-flops underlättar att flytta data från inmatning till utgång med hjälp av sekventiell logik. En klocka, i form av en upprepande våg i ett kvadratiskt mönster, används för att synkronisera hur data rör sig genom skiftregister, vilket skapar en kort fördröjning i överföringen av en digital signal. Oftast används skiftregister av varierande längd för att konvertera parallella data till seriella, men kan också användas för dataflöde i mikroprocessorer eller för att omvandla analoga data till digitala och vice versa.
Skiftregister är höghastighetskretsar. Primärt flyttar ett skiftregister bitar av data antingen åt vänster eller höger längs en krets, beroende på kretsens specifika struktur. I sin enklaste form tar ett skiftregister in data i det första steget och skifter bitar ett steg åt vänster eller höger när klockan signalerar behovet av en dataförbättring. Register identifieras med antalet tillfälliga lagringsplatser som är tillgängliga efter varje steg mellan ingång och utgång. Tillfälliga lagringsplatser tillåter ett skiftregister att försena datasignaler tills klockan signalerar lämplig data framåt. Ett 8-bitars register har till exempel åtta steg och därmed åtta tillfälliga lagringsplatser för bitar i en datasträng.
Strukturellt sett finns det fem grundläggande typer av skiftregister. Serial-in / serial-out och universal parallell-in / parallel-out shift-register underlättar inmatning och utmatning av data i seriell form respektive parallellform, utan omvandlingar krävs. Parallell in / serial-out hänvisar till skiftregister som bearbetar ingångar för dataöverföring och konverterar sådana sändningar till utgång i serieform. Serial-in / parallel-out shift-register är nästan identiska med parallel-in / serial-out, med undantag för inmatningsdata i serieform som konverteras till parallellformutgång.
En ringräknare är en typ av skiftregisterstruktur som har återcirkulerande eller upprepande datamönster. När ett skiftregister slutför behandlingen av en datasträng och matar det sista steget tillbaka till det inledande datainmatningssteget, resulterar ett cirkulärt mönster. Ringräknare används när en specifik funktion krävs på ett uppsatt upprepande mönster. Till exempel kan en LED-display inställd för att upprepa valda skärmar använda en ringräknarstruktur för skiftregistret så att utgången upprepas vid en förutbestämd klockpuls.
Under datorns tidiga dagar användes ett skiftregister med flera hundra steg för datorminne. Användning av skiftregister ersatte kvicksilverfördröjningslinjer, påskyndar databehandlingen och möjliggör mindre datorkomponenter och kringutrustning. I dag anses skiftregister som primärt datorminne vara föråldrade. Kretskort har emellertid fortfarande skiftregister för att minska mängden ledningar som behövs, speciellt i skärmdrivrutiner, digitala till analoga omvandlare och seriellt dataminne.