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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beendigung des Schiebezyklus
bei einem elektronischen Schieberegister. Ein Schieberegister ist eine Einrichtung,
die eine als Signalkombination vorliegende Information aufnimmt und diese innerhalb
des Registers in der einen oder anderen Richtung verschiebt. Schieberegister werden
in Rechenwerken als Parallel-Serien- oder Serien-Parallel-Umsetzer verwendet. Es
sei beispielsweise auf Dual-Dezimal- bzw. Dezimal-Dual-Umsetzer verwiesen, die unter
Verwendung von Schieberegistern eine mehrstellige Dualzahl in eine Dezimalzahl oder
umgekehrt umsetzen.
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Ein Schieberegister besteht je Bit aus einem Haupt-und einem Zwischenspeicherelement.
Der Ausgang einer aus Haupt- und Zwischenspeicherelement bestehenden Schiebestufe
ist entweder mit dem Eingang der nächsthöheren oder nächstniederen Schiebestufe
verbunden. Bei Anwendung von Richtungsbefehlen kann der Ausgang einer Schiebestufe
auch mit den Eingängen der benachbarten Schiebestufen verbunden sein. Die Signalkombination
der zu schiebenden Information kann in der ganzen Bitbreite parallel in das Schieberegister
eingegeben werden. Danach beginnt der Schiebezyklus, indem abwechselnd an den Haupt
und Zwischenspeicherelementen durch einen Taktsignalgenerator erzeugte Taktsignale
auftreten, die die Speicherelemente zur übernahme der gerade anstehenden Signalkombination
vorübergehend öffnen. Durch die Reihenschaltung der Speicherelemente wird dadurch
die eingegebene Signalkombination in einer Richtung Schritt für Schritt um je eine
Stelleneinheit verschoben (deutsche Auslegeschrift 1205148).
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Werden Schieberegister beispielsweise in Verbindung mit Zahlenumsetzern
verwendet, so darf die eingegebene Signalkombination nach rechts oder links nur
um die Stellenzahl dieser Signalkombination verschoben werden, um ein richtiges
Ergebnis zu erhalten.
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Dem Schieberegister muß dementsprechend eine Steuereinrichtung zugeordnet
werden, die dafür sorgt, daß die Verschiebung der eingegebenen Signalkombination
beendet wird, wenn die Signalkombination das Register durchlaufen hat. Hierfür werden
Zähleinrichtungen verwendet (Ringzähler od. dgl.).
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Schieberegister werden mit einer Breite bis zu 20 Bits benötigt. Entsprechend
müssen auch die Steuereinrichtungen ausgelegt sein. Ist die Steuereinrichtung ein
Ringzähler, so stellt dieser einen beträchtlichen technischen Aufwand dar. Bei einem
Schieberegister für 20 Stellen muß die Stellenzahl des zugeordneten Ringzählers
mindestens ebenso groß sein.
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Beim Einsatz von Schieberegister und Ringzähler verwendenden Zahlenumsetzern
ergibt sich ein weiterer folgender Nachteil. Zahlenumsetzer sind für sich selbständige
Baueinheiten und werden auch so betrieben. Der Zahlenumsetzer hat eine Bitbreite
und kann nur in diesem Bereich eingesetzt werden. Liegen Aufgaben vor, bei denen
Bitbreiten vorliegen, die über diesen Bereich hinausgehen, so ist dieser Zahlenwandler
nicht mehr einsetzbar, und es muß ein weiterer Zahlenwandler entsprechender Bitbreite
herangezogen werden, der wieder aus einem Schieberegister entsprechender Stellenzahl
und einer angepaßten Zähleinrichtung besteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schieberegister
den bisher für die Durchführung und Beendigung der Verschiebung benötigten Aufwand
(Ringzähler) zu vermindern und mit ein und derselben Baueinheit einen Einsatz für
Aufgaben zu erreichen, bei denen digitale Informationen mit den verschiedensten
Bitbreiten auftreten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zu verschiebenden,
als Signalkombination vorliegenden Information ein ebenfalls das Register durchlaufendes
Signal zugeordnet ist, welches zur Beendigung des Schiebezyklus herangezogen wird.
Den Stellen des Schieberegisters ist eine Abfrageeinrichtung zugeordnet, durch die
bei einer bestimmten Lage des besonderen Signals im Register die Beendigung des
Schiebezyklus erfolgt.
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Die Erfindung wird mit weiteren vorteilhaften Ausbildungen an Hand
eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt ein beispielsweise achtstelliges Schieberegister, das
aus den die Signalkombination aufnehmenden taktbaren Speicherelementen So bis ST
und den diesen nachgeschalteten taktbaren Speicherelementen ZO bis Zs besteht. Die
zu schiebende Signalkombination wird an die Leitungen ea bis e7 angeschaltet, und
bei Auftreten eines von einem Taktsignalgenerator TG erzeugten, vorübergehenden
auftretenden Taktsignals t, wird die Signalkombination in die Speicherelemente So
bis S7 übernommen und tritt an deren Ausgängen A0/90 bis A7/97 in bejahter und verneinter
Form auf. Die Ausgänge A, bis A6 sind an die Eingänge der zugeordneten Speicherelemente
Z, bis Z6 geführt. Tritt ein vom Taktsignalgenerator TG erzeugtes Taktsignal
t, vorübergehend auf, so übernehmen die Speicherelemente Z, bis Z8 die an ihren
Eingängen anstehende Signalkombination, die damit an den bejahten Ausgängen A; bis
As dieser Speicherelemente auftritt. Da die Ausgänge Aö bis As der Speicherelemente
Z, bis Z6 mit Eingängen ei bis e7 der Speicherelemente S1 bis S7 verbunden
sind, liegt die mit dem Taktsignal t, eingegebene und mit dem folgenden Taktsignal
t2 in den Speicherelementen Z, bis Z6 stehende Signalkombination um eine Stelleneinheit
nach links verschoben an diesen Eingängen ei bis e7' der Speicherelemente Si bis
S7. Tritt ein vom Taktsignalgenerator TG erzeugtes Taktsignal t1 auf, so wird die
nunmehr an den Eingängen eo*, ei bis e7' der Speicherelemente So bis S7 anstehende
Signalkombination von diesen übernommen. Das Speicherelement So hat bei bekannten
Schieberegistern in diesem Fall den Schaltzustand entsprechend 0 eingenommen, da
an diesem Speicherelement der niedrigsten Stelle nach Abgabe seines ersten aufgenommenen
Signals nur noch Signale entsprechend 0 wirken.
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Tritt nach dem ersten Taktsignal t, wieder ein Taktsignal t., auf,
so übernehmen die Speicherelemente Z, bis Z., die an den AusgängenA" bis As der
Speicherelemente So bis S6 stehende Signalkombination, die damit auch an den Eingängen
ei bis e7 der Speicherelemente S1 bis S7 liegt und bei Auftreten eines folgenden
Taktsignals t, von diesen übernommen wird. Die mit dem einmalig auftretenden Taktsignal
t, eingegebenen Signalkombination ist um eine weitere Stelleneinheit nach links
verschoben. Durch abwechselndes Auftreten der Taktsignale t1, t, wird also die eingegebene
Signalkombination nach links verschoben, wobei die Speicherelemente So bis S7 von
der niedrigsten Stelle ausgehend sukzessive entsprechend
der Verschiebung
der Signalkombination von rechts nach links den Schaltzustand entsprechend 0 einnehmen.
Am Ausgang A7 des Speicherelementes S7 tritt in zeitlich serieller Darstellung die
eingegebene Signalkombination auf. Der AusgangA7 kann beispielsweise an den Eingang
eines ebenfalls mehrstelligen Schieberegisters geschaltet sein, wobei das in der
Zeichnung dargestellte Schieberegister zum Dualteil und das nicht weiter dargestellte
Schieberegister zum Dezimalteil eines Dual-Dezimal-Umsetzers gehören kann.
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Das bisher beschriebene Schieberegister mit dem Taktsignalgenerator
ist bekannt.
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Der Schiebezyklus darf nur so lange erfolgen, wie die Bitbreite der
eingegebenen Signalkombination ist. Wie einleitend bemerkt, sind hierfür bisher
Zähleinrichtungen verwendet worden, die entsprechend der Stellenzahl der eingegebenen
Signalkombination die vom Generator TG erzeugten Taktsignale t1, t2 abzählen
und bei Erreichen der der Stellenzahl der Signalkombination entsprechenden Anzahl
der Schiebetakte die weitere Erzeugung der Taktsignale t1, t2 unterbinden.
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Gemäß der Erfindung wird der Signalkombination ein besonderes Signal
P (Pilotbit) zugeordnet, welches das Schieberegister ebenfalls durchläuft. Der Durchlauf
dieses besonderen Signals P wird mittels einer den Stellen des Schieberegisters
zugeordneten Abfrageschaltung F verfolgt, und wenn dieses Signal P im Schieberegister
in einer bestimmten Stelle steht, wird durch die Abfrageschaltung F die weitere
Erzeugung der Taktsignale t1, t2 unterbunden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Speicherelement So
einen Eingang eo* auf, an den das besondere Signal P gelegt wird. Dieses Signal
P übernimmt das Speicherelement So erst mit dem ersten Auftreten eines Taktsignals
ti, also nachdem ein einmaliges übernahmesignal t, aufgetreten ist.
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Wie vorstehend bereits angedeutet ist, wird mit Auftreten des Eingabetaktsignals
t, die an den Eingängen e. bis e7 anstehende Information in die Speicherelemente
So bis S7 eingegeben. Am Ausgang A7 des Speicherelementes S7 steht zu diesem Zeitpunkt
das höchstwertigste Signal der eingegebenen Information zwecks Weiterverarbeitung
zur Verfügung.
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Mit dem Eingabetaktsignal t, wird das am Eingang ep eines Speicherelementes
Sp liegende besondere Signal P (beispielsweise entsprechend L) in dieses übernommen.
Mit Auftreten eines Taktsignals t2 wird der Inhalt der Speicherelemente So bis So
sowie das am Ausgang Ap des Speicherelementes Sp stehende Signal P entsprechend
L in die Speicherelemente Z, bis Z, und das Speicherelement Zp übernommen. Nunmehr
beginnt der eigentliche Schiebezyklus durch abwechselndes Takten der Speicherelemente
Sp, So
bis S7 und Zp, ZO bis Zo mit den gegeneinander lükkend auftretenden
Taktsignalen t1, t2. Mit dem ersten auftretenden Taktsignal t1 wird die in den Speicherelementen
So bis S6 enthaltene Information in die Speicherelemente Sibis S7verschoben. AmAusgang
A7 des Speicherelementes S7 steht dann das dem höchstwertigsten Signal folgende
Signal zur Weiterverarbeitung an.
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Da an dem Eingang en' des im Aufbau den Speicherelementen So bis S7
entsprechenden Speicherelementes Sp ständig ein Signal entsprechend 0 liegt, wird
das Signal am Ausgang Ap des Speicherelementes Sp mit dem ersten Taktsignal t1 entsprechend
0, und das am Eingang eo* des Speicherelementes So liegende Signal P entsprechend
L des Speicherelementes Zp wird vom Speicherelement So übernommen. Die Verschiebung
dieses Signals P erfolgt weiter mit dem abwechselnden Auftreten der Taktsignale
t,, t2.
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Das Signal P folgt also der letzten Stelle der eingegebenen zu verschiebenden
Information und, um das Ende des Schiebevorganges zu signalisieren, sind beispielsweise
an die AusgängeAp, A, bis A5 ODER-Dioden Dp, Da bis D5 geschaltet, deren Anoden
an eine gemeinsame Nichtstufe N geführt sind. Am Ausgang A dieser Nichtstufe
N tritt ein Signal entsprechend 0 auf, wenn mit Auftreten des Eingabetaktsignals
t, am Ausgang Ap des Speicherelementes Sp das besondere Signal P entsprechend L
auftritt. Mit einem Signal entsprechend 0 am AusgangA der Nichtstufe wird die Erzeugung
der Taktsignale ti, t2 durch den Taktsignalgenerator TG freigegeben. Am Ausgang
A der Nichtstufe N wird ein Signal entsprechend 0 so lange bestehenbleiben,
wie irgendeines der mit den Dioden Dp, Do bis D5 verbundenen Speicherelementes So
bis S5 ein Signal entsprechend L enthält.
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Im dargestellten Beispiel wird das Signal L am Ausgang A der Nichtstufe
in dem Moment entsprechend L, in welchem mit dem siebenten Taktsignal t, das Signal
P entsprechend L in das Speicherelement So übernommen wird und damit am Ausgang
A7 des Speicherelementes S7 das niederwertigste Signal der eingegebenen Information
steht.
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Das Signal entsprechend L am Ausgang A der Nichtstufe N bewirkt die
Unterbrechung der Erzeugung der Taktsignale t1, t2 beispielsweise mit dem nachfolgenden
Taktsignal t2.
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Die Erfindung gewährleistet, daß der Schiebezyklus auch dann nicht
abgebrochen wird, wenn in keiner oder nur in den höherwertigen Stellen der zu verschiebenden
Information ein Signal entsprechend L steht. Eine beispielsweise eingegebene Information
0000 0000 wird genau ihrer Stellenzahl entsprechend verschoben.
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Durch eine entsprechende Beschaltung der Ausgänge Ap, A, bis A, kann
in einfacher Weise die Länge des Schiebezyklus beeinflußt werden. Durch Verwendung
von beispielsweise UND-ODER-Stufen an Stelle der im Beispiel verwendeten reinen
ODER-Stufe kann auch eine Umschaltung auf verschiedene Längen des Schiebezyklus
durch diese Stufen ansteuernde Signale erreicht werden.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß aufwendige Zähleinrichtungen vollkommen entfallen und dafür nur eine einfache
Abfrageschaltung benötigt wird. Die Speicherelemente des Schieberegisters können
nunmehr zu Gruppen zusammengefaßt werden, denen eine Abfrageschaltung zugeordnet
ist, so daß sich Bausteine ergeben. Ein Baustein besteht beispielsweise aus den
Speicherlementen So bis S3 und ZO bis Z3 und den Dioden D, bis D3; der andere Baustein
besteht aus den Speicherelementen S4 bis S7 und Z4 bis Z6 und den Dioden D4 bis
D7. Sind Schieberegister größerer Stellenzahl erforderlich, so sind lediglich entsprechend
mehrer untereinander gleiche Bausteine zusammenzuschalten. Durch Verwendung gleichstromgekoppelter
Speicherelemente kann der Baustein zweckmäßig als Festkörperschaltkreis ausgebildet
werden. Es ergibt sich so ein Einheitsbaustein. Je nach vorliegender Aufgabe wird
einfach eine bestimmte Zahl solcher Bausteine zu einem kompletten Schieberegister
zusammengeschaltet. Die F i g. 2 zeigt ein aus fünf Festkörperschaltkreisen
F,
bis F5 bestehendes Schieberegister. Jeder Schaltkreis ist gleich ausgebildet und
hat die Eingänge 1 bis 5 für die Eingabe der zu schiebenden Information und das
Sondersignal bzw. Ausgangssignal der nächstniederen Stelle, die Eingänge 6 bis 8
für die Taktsignale te, t1, t2, ein Registerausgang 9 und Abfrageausgänge
10 bis 13. Die Ausgänge 10 bis 13 der Abfrageschaltungen werden
entsprechend dem jeweils vorliegenden Fall parallel geschaltet und an den Eingang
ers der Nichtstufe N geführt. Der Baustein kann ein weiteres, dem Speicherelement
ST (Fig. 1) nachgeschaltetes Speicherelement enthalten, wie es vielfach auch wirklich
benötigt wird. Der Baustein kann ferner weitere Anschlüsse aufweisen, an die bestimmte
Punkte des Schieberegisters nach F i g.1 geführt sind.
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In der Praxis tritt bei Zahlenumsetzern der Fall auf, daß in einem
Fall eine Information von 20 Bits, in einem anderen Fall von nur 16 Bits umgesetzt
werden soll. In einem Fall soll eine Information mit 5 Dezimalen und im anderen
Fall mit 4 Dezimalen ausgegeben werden. Bisher mußte für jeden Fall ein entsprechend
angepaßtes Gerät bereitgestellt werden.
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Durch die Einführung des Signals P in Verbindung mit der Abfrageschaltung
F ist es nunmehr möglich, bei ein und demselben Gerät einfach den Schiebezyklus
an die Stellenzahl der vorliegenden Information anzupassen, indem die Zahl der Bausteine
entsprechend gewählt wird. Bei einer zu verarbeitenden Information von 20 Bits werden
fünf Bausteine nach F i g. 2 und bei einer Information von 16 Bits vier Bausteine
nach F i g. 2 und bei Informationen mit kleinerer Bitbreite entsprechend weniger
Bausteine verwendet. Je nach der Stellenzahl des aus den Bausteinen zusammengesetzten
Schieberegisters wird die Beendigung des Schiebezyklus durch die entsprechend zusammengesetzte
Abfrageschaltung früher oder später erfolgen. Damit ist ohne irgendwelche Änderung
an der Schaltungsanordnung des Schieberegisters eine selbsttätige Anpassung des
Schiebetaktablaufes an die Stellenzahl der jeweilig umzusetzenden Information erreicht.
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Als Speicherelemente S, Z können beispielsweise solche nach der deutschen
Auslegeschrift 1290697
verwendet werden, und der Taktsignalgenerator
TG
kann vom Prinzip des Taktsignalgenerators nach Patent 1222 972 Gebrauch
machen unter Verwendung einer modifizierten Ausblendschaltung für die Taktsignale.