Регистры и счетчики являются цифровыми узлами последова-тельностного типа: они строятся на основе триггеров и имеют ту особенность, что их состояние оказывается зависимым не только от сигналов, воздействующих на входы в данный момент времени, но также и от предыдущих состояний. Иными словами, регистры и счетчики относятся к цифровым автоматам с памятью. Эти узлы могут быть реализованы на интегральных триггерах, а также в виде микросхемы повышенного уровня интеграции [14, 34, 35, 36, 37].
Регистром называют цифровой узел, предназначенный для записи и хранения числа. Помимо хранения информации некоторые виды регистров могут преобразовывать информацию, например, из последовательной во времени формы представления в параллельную, сдвигать записанную информацию на один или несколько разрядов в сторону младшего разряда (вправо) или старшего разряда (влево), инвертировать код.
В соответствии с назначением различают регистры хранения и регистры сдвига.
Рис. 4.34. Регистр хранения:
а — функциональная схема; б — условное обозначение
По принципу хранения информации регистры делят на статические и динамические. Статические регистры строят на потенциальных элементах памяти (триггерах), которые могут хранить записанную информацию сколь угодно долго (конечно, при наличии напряжения питания). Динамические регистры строят на элементах памяти такого типа, как конденсатор. Практически в таких регистрах используется входная емкость МДП-транзистора. Подобный элемент памяти может хранить информацию лишь в течение некоторого промежутка времени. Поэтому в динамических регистрах записанная информация находится в постоянном движении.
В книге рассмотрены только статические регистры.
Важнейшие характеристики регистров — разрядность и быстродействие. Разрядность определяется количеством триггеров для хранения числа. Быстродействие характеризуется максимальной тактовой, частотой, с которой может производиться запись, чтение и сдвиг информации.