Thanh ghi dịch là một nhóm các flip-flop được sử dụng để lưu trữ nhiều bit dữ liệu. Các bit được lưu trữ trong các thanh ghi này có thể được di chuyển bên trong thanh ghi và vào/ra khỏi thanh ghi bằng cách áp dụng các xung nhịp. Một thanh ghi dịch n-bit có thể được hình thành bằng cách kết nối n flip-flop, mỗi flip-flop lưu trữ một bit dữ liệu. Các thanh ghi dịch bit sang trái được gọi là “Thanh ghi dịch trái”. Các thanh ghi dịch bit sang phải được gọi là “Thanh ghi dịch phải”. Có nhiều loại thanh ghi dịch khác nhau.
Các loại thanh ghi dịch
- Thanh ghi dịch nối tiếp vào nối tiếp ra (Serial In Serial Out – SISO)
- Thanh ghi dịch nối tiếp vào song song ra (Serial In Parallel Out – SIPO)
- Thanh ghi dịch song song vào nối tiếp ra (Parallel In Serial Out – PISO)
- Thanh ghi dịch song song vào song song ra (Parallel In Parallel Out – PIPO)
- Thanh ghi dịch hai chiều (Bidirectional Shift Register)
- Thanh ghi dịch vạn năng (Universal Shift Register)
- Bộ đếm thanh ghi dịch (Shift Register Counter)
Thanh ghi SISO cho phép nhập nối tiếp (một bit sau một bit khác thông qua một dòng dữ liệu duy nhất) và tạo ra đầu ra nối tiếp. Vì chỉ có một đầu ra, dữ liệu rời khỏi thanh ghi dịch từng bit một theo kiểu nối tiếp.
Sau đoạn văn này là hình ảnh minh họa cho thanh ghi SIPO.
Thanh ghi SIPO cho phép nhập nối tiếp và tạo ra đầu ra song song. Chúng được sử dụng trong các đường truyền thông, nơi cần giải mã một đường truyền dữ liệu thành một số đường truyền song song vì mục đích chính của thanh ghi SIPO là chuyển đổi dữ liệu nối tiếp thành dữ liệu song song.
Thanh ghi PISO cho phép nhập song song (dữ liệu được cung cấp riêng cho mỗi flip-flop đồng thời) và tạo ra đầu ra nối tiếp. Một thanh ghi PISO được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu song song thành dữ liệu nối tiếp.
Hình minh họa cho thanh ghi PIPO.
Thanh ghi PIPO cho phép nhập song song và cũng tạo ra đầu ra song song. Nó được sử dụng như một thiết bị lưu trữ tạm thời và giống như thanh ghi dịch SISO, nó hoạt động như một phần tử trễ.
Thanh ghi dịch hai chiều có khả năng dịch chuyển dữ liệu sang phải hoặc sang trái tùy thuộc vào chế độ được chọn.
Hình ảnh minh họa cho thanh ghi dịch vạn năng.
Thanh ghi dịch vạn năng là loại thanh ghi có cả dịch chuyển phải và dịch chuyển trái. Nó cũng có khả năng tải song song.
Bộ đếm thanh ghi dịch là các thanh ghi dịch trong đó các đầu ra được kết nối trở lại đầu vào để tạo ra các chuỗi cụ thể. Có hai loại chính: Bộ đếm vòng (Ring Counter) và Bộ đếm Johnson (Johnson Counter).
Bảng chân lý shift register (bảng chân lý thanh ghi dịch) mô tả trạng thái đầu ra của thanh ghi dịch dựa trên đầu vào và trạng thái hiện tại. Mỗi loại thanh ghi dịch sẽ có một bảng chân lý riêng biệt phản ánh hoạt động của nó. Ví dụ, bảng chân lý cho bộ đếm vòng sẽ thể hiện sự tuần hoàn của dữ liệu qua các flip-flop.
Hình ảnh minh họa cho bộ đếm vòng.
Hình minh họa cuối cùng cho bộ đếm Johnson.
Ứng dụng của thanh ghi dịch bao gồm lưu trữ dữ liệu tạm thời, truyền dữ liệu, thao tác dữ liệu, tạo độ trễ thời gian và chuyển đổi giữa dữ liệu nối tiếp và song song.
