5.3. КОМБИНАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА СДВИГА

Сдвиг цифровых данных необходим при нормализации чиссл, при выполнении арифметических операций над ними и т. п. Если за один рабочий такт требуется сдвиг всего лишь на одни разряд влево или вправо, то такую операцию, совместив ее с функцией хранения информации, удобно выполнять с помощью сдвигающих регистров на триггерах.

Таблица 5.12

Таблица 5.13

В случае, когда за один такт выполняется сдвиг на произвольное количество разрядов в любом направлении, удобнее воспользоваться комбинационным логическим устройством на основе мультиплексоров [74]. Количество требуемых мультиплексоров равно разрядности выходного двоичного числа.

Рис. 5.22.

Исходными данными для построения сдвигающего устройства является таблица, устанавливающая связь кода адреса мультиплексора с подключаемым к каждому из его выходов разрядом сдвигаемого числа. Разрядность адреса мультиплексора определяет максимально возможный сдвиг числа за один такт .

Пусть требуется построить комбинационное устройство, реализующее сдвиг согласно табл. 5.12. Для двухразрядного адреса максимальный сдвиг т. е. входное слово должно содержать разрядов. Обычно для простоты управления на все мультиплексоры подаются одинаковые коды адреса (хотя это ограничение не обязательно). В комбинационном устройстве сдвига (КУС) (рис. ) сдвиг числа производится влево и при этом старшие разряды теряются.

Для сдвига числа на разрядов без потерь старших разрядов необходимо дополнительное сдвигающее устройство (рис. 5.23), обеспечивающее сдвиг числа согласно табл. 5.13. Данный вариант сдвигающего устройства на основе мультиплексорной структуры на рис. обеспечивает сдвиг числа влево, как показано в табл. 5.13, либо вправо, если на адресные входы сдвигателя подать сигналы с инверсных выходов регистра (счетчика) адреса.

Рис. 5.23.

При построении арифметико-логических устройств (АЛУ), а также тактовых генераторов и генераторов последовательностей импульсов часто необходимы кольцевые сдвигающие регистры, обеспечивающие циркуляцию некоторого числа и формирование на выходах кольцевого регистра требуемых последовательностей импульсов.

Рис. 5.24.

Эти же функции можно реализовать комбинационным кольцевым сдвигающим устройством, на вход которого подается двоичное число, являющееся операндом АЛУ или программирующее работу тактового генератора.

В качестве примера приведем схему -разрядиого комбинационного кольцевого сдвигателя (рис. 5.24), реализующего таблицу истинности (табл. 5.14).

Таблица 5.14

Помимо высокого быстродействия, определяемого в основном временем срабатывания дешифратора мультиплексора, комбинационное устройство сдвига обеспечивает дополнительные функциональные возможности: одношаговый сдвиг информации в любом направлений на разрядов ();

Возможность переключения входной информации независимо от установки кода адреса, т. е. оперативной смены операндов сдвигателя.