10. Posuvné a kruhové registry

• Popište předurčení a konstrukci kruhových registrů
• Popište funkci posuvného registru SIPO a PISO
• Kde je najdeme a použití

---

Popište předurčení a konstrukci kruhových registrů

• Registry jsou sekvenční logické obvody, které umožňují vložení a uchování informace. Registr sestrojíme vhodným propojením několika klopných obvodů. Jejich počet určuje délku registru a současně počet bitů dvojkové informace, která má být zaznamenána registrem.
• Způsob propojených klopných obvodů určuje funkci, kterou provádí se skupinou bitů

Paralelní register

• PIPO
• Paralelní registr je sestaven ze samostatných klopných obvodů typu D, které jsou vázány pouze společným řízením (otevíráním) hodinovým impulzem. Během jednoho hodinového impulzu se celá informace zaznamená do celého registru až do příchodu dalšího hodinového impulzu.

Sériový register

• SISO
• Sériovým zapojením klopných obvodů vznikne sériový, neboli posuvný registr, který umožňuje sériový záznam a sériový výstup informace.

Popište funkci posuvného registru SIPO a PISO

Serial-Paralel register

• sipo
• Serial IN - Paralel OUT
• Data se vkládají sériově přes jeden vstup
• Po naplnění registru jsou všechna data k dispozici současně na paralelních výstupech
• Využívá se pro převod sériových dat na paralelní formát

Funkce převodu:

1. Data jsou přiváděna sériově (bit po bitu) na vstup prvního klopného obvodu.
2. S každým hodinovým impulzem se data posouvají z jednoho klopného obvodu do následujícího.
3. Po naplnění všech klopných obvodů jsou data k dispozici současně na paralelních výstupech.

Paralel-Serial register

• piso
• Paralel IN - Serial OUT
• Data se vkládají paralelně přes několik vstupů najednou
• Výstup je sériový, data se postupně posouvají a vydávají bit po bitu
• Využívá se pro převod paralelních dat na sériový formát

Funkce převodu:

1. Paralelní data jsou nahrána současně do všech klopných obvodů.
2. Poté se data postupně posouvají a vysílají sériově bit po bitu.

Kruhové registry

• V kruhovém registru, velmi často používaném, data rotují. Výstup z libovolného klopného obvodu na obrázku má kmitočet 1/4 hodinového kmitočtu, protože obsahuje čtyři členy JK. Obecně platí, že kruhový registr děli vstupní kmitočet počtem použitých klopných obvodů, a lze jej proto použit jako dělič kmitočtu.

Použití registrů:

• Různé druhy pamětí pro krátkodobé uložení informace (tzv. lokální paměť).
• Převodník z paralelního způsobu činnosti na sériový a naopak. Při převádění z paralelního způsobu na sériový se informace najednou zaznamená do všech klopných obvodů a postupně se snímá ze sériového výstupu. Při opačném převodu se informace postupně zaznamenává do jednotlivých klopných obvodů a z výstupu se snímá najednou.
• Zpožďovací členy Výstup posledního klopného obvodu je proti vstupu prvního klopného obvodu zpožděn o dobu, která je dána součinem periody hodinových impulzů a počtem klopných obvodů v registru.

Kde je najdeme a použití

1. Komunikace přes sériové linky:

   • SIPO: Používá se pro převod paralelních dat na sériová, aby mohla být odeslána přes sériovou komunikaci (např. UART, SPI, I2C).

   • PISO: Používá se pro převod sériových dat přijatých přes sériovou komunikaci zpět na paralelní formát pro zpracování.

2. Digitální signálová zpracování:

   • SIPO: Používá se pro sekvenční zpracování signálů, kde jsou data zpracovávána po bitu.

   • PISO: Používá se pro paralelní zpracování signálů, kde jsou data zpracovávána najednou.

3. Paměťové systémy:

   • SIPO: Používá se pro sériový zápis dat do paměti.

   • PISO: Používá se pro sériový čtení dat z paměti.

4. Kryptografie a šifrování:

   • SIPO: Používá se pro sekvenční zpracování šifrovacích algoritmů.

   • PISO: Používá se pro paralelní zpracování šifrovacích algoritmů.