Register là một thành phần quan trọng trong Thiết kế Logic Kỹ thuật số (DLD). Bài viết này sẽ đi sâu vào tìm hiểu về registers, các loại registers phổ biến, và ứng dụng của chúng trong hệ thống số.
Registers là gì?
Register là một tập hợp các flip-flops được kết nối với nhau để lưu trữ nhiều bit dữ liệu. Mỗi flip-flop lưu trữ một bit, và một register n-bit sẽ cần n flip-flops. Dữ liệu được lưu trữ trong registers có thể được truyền đi bằng cách sử dụng shift registers.
Phân loại Registers
Có nhiều loại shift registers khác nhau, mỗi loại có chức năng và cấu trúc riêng biệt. Dưới đây là một số loại phổ biến:
Serial-In Serial-Out (SISO)
Register SISO nhận dữ liệu tuần tự ( từng bit một) và xuất dữ liệu theo cách tương tự. Chức năng chính của SISO là tạo ra độ trễ trong mạch kỹ thuật số.
Serial-In Parallel-Out (SIPO)
Register SIPO nhận dữ liệu tuần tự và xuất dữ liệu song song (tất cả các bit cùng một lúc). Chúng được sử dụng trong các đường truyền thông, nơi cần giải mã dữ liệu từ một đường truyền tuần tự thành nhiều đường truyền song song.
Parallel-In Serial-Out (PISO)
Ngược lại với SIPO, register PISO nhận dữ liệu song song và xuất dữ liệu tuần tự. PISO được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu song song thành dữ liệu tuần tự.
Parallel-In Parallel-Out (PIPO)
Register PIPO nhận và xuất dữ liệu song song. Chúng hoạt động như một bộ nhớ tạm thời và cũng có thể tạo ra độ trễ cho mạch kỹ thuật số.
Bidirectional Shift Register
Loại register này có thể dịch chuyển dữ liệu sang trái hoặc phải tùy thuộc vào chế độ được chọn. Việc dịch chuyển bit sang trái tương đương với phép nhân với 2, và dịch chuyển sang phải tương đương với phép chia cho 2.
Universal Shift Register
Universal Shift Register kết hợp khả năng dịch chuyển dữ liệu sang cả hai hướng (trái và phải) và khả năng nạp dữ liệu song song.
Shift Register Counter
Đây là loại register đặc biệt, trong đó đầu ra được kết nối ngược lại với đầu vào để tạo ra chuỗi tuần tự. Hai loại phổ biến là Ring Counter và Johnson Counter.
Ứng dụng của Registers trong DLD
Registers đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng DLD, bao gồm:
- Lưu trữ dữ liệu tạm thời.
- Truyền và xử lý dữ liệu.
- Tạo độ trễ trong mạch kỹ thuật số.
- Chuyển đổi dữ liệu giữa dạng tuần tự và song song.
Kết luận
Registers là thành phần cơ bản trong DLD, cung cấp khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu. Hiểu rõ về các loại registers và chức năng của chúng là điều cần thiết cho việc thiết kế và phân tích các hệ thống kỹ thuật số. Việc lựa chọn loại register phù hợp phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể và yêu cầu của hệ thống.
