ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ. (c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ17

Transcript

1 ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ

2 Καταχωρητές (ολίσθησης) Είναι κυκλώματα με D FF που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση πληροφοριών. Ανάλογα με τον τρόπο εισόδου και εξόδου των δεδομένων, οι καταχωρητές ολίσθησης διακρίνονται σε: - PIPO (Parallel Input, Parallel Output) - PISO (Parallel Input, Serial Output) - SISO (Serial Input, Serial Output) - SIPO (Serial Input, Parallel Output)

3 Καταχωρητής ολίσθησης PIPO Τα δεδομένα τοποθετούνται παράλληλα (ταυτόχρονα) στις εισόδους και εξέρχονται παράλληλα στις εξόδους, μόλις το κύκλωμα δεχθεί παλμό CLOCK. Τέτοια κυκλώματα συνήθως χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ ψηφιακών συστημάτων.

4 Καταχωρητής ολίσθησης PIPO

5 Καταχωρητής ολίσθησης PISO Τα δεδομένα εισέρχονται παράλληλα και εξέρχονται σειριακά με τη βοήθεια παλμών CLOCK. Χρησιμοποιούνται για τη σειριακή μετατροπή και μεταφορά δεδομένων (σειριακές θύρες).

6 Καταχωρητής ολίσθησης SISO Υπάρχει μία μόνο είσοδος και μία μόνο έξοδος. Η έξοδος κάθε FF συνδέεται στην είσοδο του άλλου. Ο παλμός CLOCK πάει διεγείρει όλα τα FF ταυτόχρονα.

7 Καταχωρητής ολίσθησης SISO Το πρώτο bit που εισάγουμε στον καταχωρητή 4bit θα χρειαστεί 4 παλμούς ρολογιού για να βγει στην έξοδο.

8 Καταχωρητής SISO αριστερής ολίσθησης Εισάγουμε πρώτα το MSB και τελευταίο το LSB. Η είσοδος είναι το δεξιότερο FF.

9 Μνήμη FIFO (First In, First Out) Αποτελείται από πολλούς καταχωρητές SISO παράλληλα συνδεδεμένους. Με κάθε παλμό τα δεδομένα μιας σειράς ολισθαίνουν προς τα κάτω. Εξέρχονται πρώτα τα δεδομένα που καταχωρήθηκαν πρώτα. Στη φωτό φαίνεται μνήμη 4bit με μήκος 5bit.

10 Καταχωρητής ολίσθησης SIPO

11 Καταχωρητής ολίσθησης SIPO Με κάθε παλμό CLOCK ένα νέο bit εισέρχεται στον καταχωρητή και τα δεδομένα ολισθαίνουν προς τις εισόδους των επόμενων FF. Σε ένα καταχωρητή 4bit τα δεδομένα θα έχουν φορτωθεί μετά από 4 παλμούς ρολογιού.

12 Καταχωρητής SIPO κυκλικής ολίσθησης Μόλις φορτωθούν τα δεδομένα στον καταχωρητή, τότε συνδέουμε την έξοδο του τελευταίου FF με την είσοδο του πρώτου FF. Με κάθε παλμό ρολογιού τα δεδομένα ολισθαίνουν κυκλικά.

13 Σειριακή και παράλληλη μεταφορά δεδομένων Τα δεδομένα από παράλληλα μετατρέπονται σε σειριακά και αποστέλλονται μαζί με παλμούς συγχρονισμού για τη σωστή μεταφορά τους.

14 Σειριακή μεταφορά δεδομένων Ο ρυθμός μετάδοσης μετριέται σε bits/sec. Συσκευές σειριακής μετάδοσης: τηλέγραφος με κώδικα Morse, τηλεομοιοτυπία (φαξ), ίντερνετ, δίκτυα υπολογιστών (LAN), οπτικές ίνες, ασύρματες ζεύξεις, σειριακή θύρα PC, θύρα FireWire (IEEE 1394), θύρα USB. (+) λιγότεροι αγωγοί και άρα μικρότερο κόστος (-) μεγαλύτερος χρόνος μετάδοσης

15 Παράλληλη μεταφορά δεδομένων Ο ρυθμός μετάδοσης μετριέται σε Bytes/sec. Συσκευές παράλληλης μετάδοσης: επικοινωνία μεταξύ CPU-μνήμης-περιφερειακών συσκευών (π.χ.σκληρός δίσκος), δίαυλος PCI, παράλληλη θύρα (εκτυπωτή) (-) περισσότεροι αγωγοί και άρα μεγαλύτερο κόστος (+) μικρότερος χρόνος μετάδοσης

16 Καταχωρητής ολίσθησης με το ολοκληρωμένο Ανάλογα με τα bit που θα ορίσουμε στους S1 και S0, ρυθμίζεται και η λειτουργία του ολοκληρωμένου.