ユニバーサルシフトレジスタとその動作とは

デジタル電子機器では、シフトレジスタは、データを一時的に保存し、クロックパルスごとに出力デバイスに向けてデータを転送できるシーケンシャルロジック回路です。これらは、シリアルモードとパラレルモードでデータを右または左に転送/シフトすることができます。入出力動作のモードに基づいて、シフトレジスタはシリアルインパラレルアウトシフトレジスタ、シリアルインシリアルアウトとして使用できます。 シフトレジスタ 、パラレルインパラレルアウトシフトレジスタ、パラレルインパラレルアウトシフトレジスタ。データのシフトに基づいて、ユニバーサルシフトレジスタと双方向シフトレジスタがあります。これがユニバーサルシフトレジスタの完全な説明です。

ユニバーサルシフトレジスタとは何ですか？

定義： データを格納し、並列ロード機能とともにデータを左右に​​シフトできるレジスタは、ユニバーサルシフトレジスタと呼ばれます。シリアルモードとパラレルモードの両方で入出力操作を実行するために使用できます。一方向シフト レジスタ と双方向シフトレジスタを組み合わせて、ユニバーサルシフトレジスタの設計を実現します。これは、パラレルインパラレルアウトシフトレジスタまたはパラレル負荷のあるシフトレジスタとも呼ばれます。

ユニバーサルシフトレジスタは、以下の3つの操作を実行できます。

• 並列ロード操作– データを並列に保存するだけでなく、データを並列に保存します
• 左シフト操作– データを保存し、シリアルパスで左にシフトしてデータを転送します
• 右シフト操作– データを保存し、シリアルパスを右にシフトしてデータを転送します。

したがって、ユニバーサルシフトレジスタは、シリアル負荷とパラレル負荷の両方で入出力操作を実行できます。

ユニバーサルシフトレジスタ図

4ビットユニバーサルシフトレジスタの図を以下に示します。

ユニバーサルシフトレジスタ図

• 右シフト制御用のシリアル入力により、データを右に転送でき、すべてのシリアル入力および出力ラインが右シフトモードに接続されます。入力は、図に示すように、シリアル入力ピンを介してフリップフロップ-1のANDゲート-1に与えられます。
• 左シフトのシリアル入力により、左へのデータ転送が可能になり、すべてのシリアル入力および出力ラインが左シフトモードに接続されます。
• 並列データ転送では、すべての並列入力および出力ラインが並列負荷に関連付けられます。
• クリアピンはレジスタをクリアし、0に設定します。
• CLKピンは、すべての動作を同期させるためのクロックパルスを提供します。
• 制御状態では、クロックパルスが印加されてもレジスタ内の情報やデータは変化しません。
• レジスタが並列負荷で動作し、データを左右に​​シフトする場合、それはユニバーサルシフトレジスタとして機能します。

ユニバーサルシフトレジスタの設計

を使用した4ビットユニバーサルシフトレジスタの設計 マルチプレクサ そして ビーチサンダル 以下に示します。

ユニバーサルシフトレジスタの設計

• S0とS1は、このレジスタの動作モードを選択するために使用される選択されたピンです。左シフト操作、右シフト操作、パラレルモードの場合があります。
• 最初の4×1マルチプレクサのピン0は、最初のフリップフロップの出力ピンに供給されます。図に示すように接続を観察します。
• 最初の4X1MUXのピン1は、右シフト用のシリアル入力に接続されています。このモードでは、レジスタはデータを右にシフトします。
• 同様に、4X1 MUXのピン2は、左シフト用のシリアル入力に接続されています。このモードでは、ユニバーサルシフトレジスタがデータを左にシフトします。
• M1は、最初の4×1 MUXのピン3に与えられるパラレル入力データであり、パラレルモード動作を提供し、データをレジスタに格納します。
• 同様に、残りの個々のパラレル入力データビットは、関連する4X1MUXのピン3に与えられ、パラレルロードを提供します。
• F1、F2、F3、およびF4は、4×1MUXに関連付けられているフリップフロップのパラレル出力です。

ユニバーサルシフトレジスタの動作

• 上の図から、選択されたピンはユニバーサルシフトレジスタの動作モードです。シリアル入力はデータを左右に​​シフトし、レジスタ内にデータを格納します。
• クリアピンとCLKピンはフリップフロップに接続されています。
• M0、M1、M2、M3はパラレル入力であり、F0、F1、F2、F3はフリップフロップのパラレル出力です。
• 入力ピンがアクティブHIGHの場合、ユニバーサルシフトレジスタはデータを並列にロード/取得します。この場合、入力ピンは4×1MUXに直接接続されます。
• 入力ピン（モード）がアクティブLOWの場合、ユニバーサルシフトレジスタはデータをシフトします。この場合、入力ピンはNOTゲートを介して4×1MUXに接続されます。
• 入力ピン（モード）がGND（グランド）に接続されている場合、ユニバーサルシフトレジスタは双方向シフトレジスタとして機能します。
• 右シフト動作を実行するために、入力ピンは、右シフト用のシリアル入力を介して、1番目のフリップフロップの1番目のANDゲートに供給されます。
• 左シフト動作を実行するために、入力ピンは入力Mを介して最後のフリップフロップの8番目のANDゲートに供給されます。
• 選択したピンS0 = 0およびS1 = 0の場合、このレジスタはどのモードでも動作しません。つまり、クロックパルスが適用されていても、ロック状態または変更なしの状態になります。
• 選択したピンS0 = 0およびS1 = 1の場合、このレジスタはデータを左に転送またはシフトし、データを格納します。
• 選択したピンS0 = 1およびS1 = 0の場合、このレジスタはデータを右にシフトするため、右シフト操作を実行します。
• 選択したピンS0 = 1およびS1 = 1の場合、このレジスタはデータを並列にロードします。したがって、並列ロード操作を実行し、データを格納します。

上記の表から、このレジスタは、4×1マルチプレクサとフリップフロップを使用したシリアル/パラレル入力のすべてのモードで動作することがわかります。

利点

ザ・ ユニバーサルシフトレジスタの利点 以下のものが含まれます。

• このレジスタは、左シフト、右シフト、並列ロードの3つの操作を実行できます。
• データを一時的にレジスタに格納します。
• シリアルからパラレル、パラレルからシリアル、パラレルからパラレル、シリアルからシリアルの操作を実行できます。
• シリアルモードとパラレルモードの両方で入出力操作を実行できます。
• 単方向シフトレジスタと双方向シフトレジスタの組み合わせにより、ユニバースシフトレジスタが得られます。
• このレジスタは、データを転送するための1つのデバイスから別のデバイスへのインターフェイスとして機能します。

アプリケーション

ザ・ ユニバーサルシフトレジスタのアプリケーション 以下のものが含まれます。

• で使われる マイクロコントローラー I / O拡張用
• シリアルからシリアルへのコンバーターとして使用
• パラレルからパラレルへのデータコンバーターとして使用
• シリアル-パラレルデータコンバータとして使用されます。
• シリアルからシリアルへのデータ転送で使用されます
• 並列データ転送で使用されます。
• コンピュータのようなデジタル電子機器のメモリ要素として使用されます。
• 時間遅延アプリケーションで使用
• 周波数カウンター、バイナリカウンター、デジタル時計として使用されます
• データ操作アプリケーションで使用されます。

したがって、これはすべて普遍的なものです シフトレジスタ–定義 、図、設計、作業、長所、および短所。 4ビットレジスタには、IC 74291、IC74395などのさまざまな種類があります。 「双方向ユニバーサルシフトレジスタの動作は何ですか？」という質問があります。