Thanh ghi (Register) là một thiết bị được sử dụng để lưu trữ thông tin nhị phân. Nó là một nhóm các flip-flop được kết nối nối tiếp để lưu trữ nhiều bit dữ liệu. Thông tin được lưu trữ trong các thanh ghi này có thể được truyền đi với sự trợ giúp của thanh ghi dịch (shift register).
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 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. Thanh ghi dịch bit sang trái được gọi là “Thanh ghi dịch trái”. Thanh ghi dịch bit sang phải được gọi là “Thanh ghi dịch phải”.
Có nhiều loại thanh ghi dịch, bao gồm: Serial In Serial Out (SISO), Serial In Parallel Out (SIPO), Parallel In Serial Out (PISO), Parallel In Parallel Out (PIPO), Bidirectional Shift Register và Universal Shift Register.
Thanh ghi dịch Serial-In Serial-Out (SISO) cho phép nhập liệu nối tiếp (một bit sau bit khác thông qua một đường dữ liệu duy nhất) và tạo ra đầu ra nối tiếp. Mạch logic của SISO bao gồm các flip-flop D được kết nối nối tiếp và đồng bộ với nhau bằng cùng một tín hiệu xung nhịp.
Mạch trên là một ví dụ về sơ đồ mạch thanh ghi dịch phải, nhận dữ liệu đầu vào nối tiếp từ phía bên trái của flip-flop. Công dụng chính của SISO là hoạt động như một phần tử trễ.
Thanh ghi dịch Serial-In Parallel-Out (SIPO) cho phép nhập liệu nối tiếp và tạo ra đầu ra song song. Chúng được sử dụng trong các đường truyền thông nơi cần giải mã một đường dữ liệu thành nhiều đường song song vì công dụng chính của thanh ghi SIPO là chuyển đổi dữ liệu nối tiếp thành dữ liệu song song.
Mạch trên là một ví dụ về sơ đồ mạch thanh ghi dịch phải, nhận dữ liệu đầu vào nối tiếp từ phía bên trái của flip-flop và tạo ra đầu ra song song.
Thanh ghi dịch Parallel-In Serial-Out (PISO) cho phép nhập liệu song song (dữ liệu được cung cấp riêng cho mỗi flip-flop đồng thời) và tạo ra đầu ra nối tiếp. PISO được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu song song thành dữ liệu nối tiếp.
Thanh ghi dịch Parallel-In Parallel-Out (PIPO) cho phép nhập liệu song song và tạo ra đầu ra song song. Trong loại thanh ghi này, không có kết nối giữa các flip-flop riêng lẻ vì không cần dịch chuyển dữ liệu nối tiếp.
PIPO được sử dụng như một thiết bị lưu trữ tạm thời và hoạt động như một phần tử trễ, tương tự như thanh ghi dịch SISO.
Thanh ghi dịch hai chiều (Bidirectional Shift Register) có khả năng dịch chuyển dữ liệu sang phải hoặc sang trái tùy thuộc vào chế độ được chọn.
Thanh ghi dịch vạn năng (Universal Shift Register) là loại thanh ghi có cả khả năng dịch phải và dịch trái. Nó cũng có khả năng tải song song.
Bộ đếm thanh ghi dịch (Shift Register Counter) là các thanh ghi dịch trong đó đầu ra được kết nối trở lại đầu vào để tạo ra các chuỗi cụ thể. Có hai loại chính: Ring Counter và Johnson Counter.
Thanh ghi dịch có nhiều ứng dụng, bao gồm lưu trữ dữ liệu tạm thời, truyền dữ liệu, thao tác dữ liệu, tạo độ trễ thời gian cho mạch kỹ thuật số và chuyển đổi giữa dữ liệu nối tiếp và song song.
