1. Registers and Counters
יהודה אפק, נתן אינטרטור אוניברסיטת תל אביב
מבוסס על הרצאות של
יורם זינגר, האוניברסיטה העברית י"ם

2. יחידות סטנדרטיות המשמשות לאגירת נתונים בעזרת FF.
Registers
יחידות סטנדרטיות המשמשות לאגירת נתונים בעזרת FF.
מחזיקות את המשתנים אשר צריכים להיות זמינים
(לולאות משתנה לולאה)
מאפשרים "מבחר" פעולות:
הזזות "ימינה" "שמאלה" "מעגליות"
טעינה פשוטה ומהירה
מנייה "מעלה" "מטה"
משמשים ברכיבים המהירים ביותר
אבן היסוד של CPU
אוגרים ל- Integers ובדר"כ אוגרים נוספים ל- Floating Point
ALU CU
Arithmetic Logic Unit
Control Unit
חובר בספטמבר 2001

3. אוגר 4-bit עם טעינה מקבילית
שעון משותף
דורש טעינה כל פעם שהשעון

4. אוגר 4-bit עם טעינה מקבילית ועם בקרה
מימוש בעזרת SRFF
LOAD = 0 אין שינוי ערך
LOAD = 1
CLEAR איפוס אסינכרוני
אוגר 4-bit עם טעינה מקבילית ועם בקרה

5. טעינה מקבילית עם בקרה -מימוש בעזרת DFF
כאשר Load = 0 כניסות DFFs מקבלות את היציאות והערך הקודם נשאר

6. מימוש לוגיקה סדרתית ע"י אוגריםCP
ערך המצב הבא
מעגל צירופי
יציאות
כניסות
load = 1
clear = 1
האוגר משמש כ"זוכר מצב"
המעגל הצירופי יכול להיות ממומש ע"י:
לוגיקה בדידה
רכיבים סטנדרטיים Select, Mux
יחידות זיכרון (ROM)
LOAD ו- CLEAR קבועים כך שאין השפעה חיצונית על האוגר

7. דוגמא: טבלת המצבים שני משתני מצב B, A משתנה כניסה X. משתנה יציאה Y.
נוכחי
הבא
יציאה A B X Y 1 2 3 4 5 6 7
טבלת המצבים

8. מימוש ע"י אוגר ושערים לוגיםA D1 B D2 D3
לא בשימוש Y D4
L=1 C=1 X

9. אוגרי הזזה - Shift Registers
n ביטים – n יחידות של FF
יציאה טורית
כניסה טורית
MSB
LSB
הזזה שמאלה
Serial Output (SO)
Serial Input (SI)
MSB
LSB
הזזה ימינה
(defaults: 0 – pos 1 – neg )
יציאה טורית
כניסה טורית
MSB
LSB
הזזה מעגלית שמאלה
MSB
LSB
הזזה מעגלית ימינה
שימושים:
כפלים/חילוקים פשוטים
קודים (לינאריים) לתיקון שגיאות
הצפנות...

10. אוגרי הזזה - מימוש פשוט אוגרי הזזה - העברה טורית SI CP SOD Q SO
אוגר הזזה 4 ביטים
אוגרי הזזה - העברה טורית
חיבור ה – SI של אוגר "מקבל" אל ה – SO של אוגר "מוסר".
דורש פעימות שעון כאורך האוגרים.
שעון cp
אוגר הזזה A SO SI
אוגר הזזה B
SO(B)
CPI
CPI
בקרת הזזה Shift Control
Word Time זמן מילה
CPI T1 T2 T3 T4 A: B:
SO(B): 1 1 1

11. חיבור טורי ע"י אוגרי הזזה
חיבור טורי ע"י אוגרי הזזה
הזז מינה SI SO
SR-A X FA S OP CP cp Y
כניסה חיצונית Z C SI
SR-B OP SO D FF Q cp
אוגר הזזה - טעינה/בקרה
clear
זמן החיבור כאורך האוגרים (1+).
DFF : שומר על ה Carry מהדרגה הקודמת
יש לאפס את DFF לפני תחילת החיבור הראשון
חיסכון בחומרה
האטה לעומת חיבור מקבילי
אות הבקרה צריך להיות "1" כל משך החיבור

12. מונים - Counters מעגלים סדרתיים העוברים דרך סדרת מצבים נתונה מראש
Count Pulse – דופק מנייה
שעון או מקור חיצוני גורמים למעבר
טבלת המעברים: n מצבים
שורה i  שורה i+1
שורה n  שורה 1
דוגמא: מונה 3 סיביות בינאריות
000
111
001
אין כניסות ויציאות
מעבר מתבצע כל דופק שעון
משמשים לתזמון, חלוק תדר וכו'...
110
010
101
011
100

13. טבלת עירור עבור מונה 3 ביט בינארי
טבלת עירור – מימוש בעזרת TFF
עבור מונים בינאריים כדאי להשתמש ב – TFF היות והפעולה הבסיסית הינה היפוך מצב. לדוגמא - עבור סיבית ה- least מתבצע היפוך כל פעימה
טבלת עירור עבור מונה 3 ביט בינארי
סדרת מנייה
כניסות FF X3 X2 X1
TX3
TX2
TX1 1

14. באינדוקציה - עבור מונה בינארי בן i סיביות:
TX1 = 1
TX2 = X1
TX3 = X1X2 X3 1 X2 X3 X1
TXi = Txi-1Xi-1 1 X2
מסקנה X1
באינדוקציה - עבור מונה בינארי בן i סיביות:
Count Pulse
TX3
TX2
TX1 T T T
TX3
TX21
TX1 Q Q Q X3 X2 X1
“1” O3 O2 O1

15. מונים בינאריים - ניתוח שני1 1
Count Down
מעברים 1  0 או 0  1 מתבצעים כאשר כל הביטים "הקודמים" הינם 00…0
Count Up
מעברים 1  0 או 0  1 מתבצעים כאשר כל הביטים "הקודמים" הינם 11…1

16. מונים בינאריים - ספירה מעלה/מטה
Count Up
Count Down
Ti = Ti-1Qi-1 Count Up
Ti = Ti-1Q'i-1 Count Down
T1 = 1 בכל "פעימה" -

17. Up Counter

18. Down Counter

19. Up-Down Counter

20. 1
1 0
0 0
1 1
0 0

21. מונה כללי – דוגמא בעזרת JKFF
000001 010 100 101 110
6 מצבים
3 דלגלגים
סדרת מנייה
כניסות ה - FF A B C JA KA JB KB JC KC  1
לא מנוצל A B C 1
פירוט לשורה ראשונה :
J K
C: 0 1 (Set OR Flip) 1 
B: 0 0 (Reset OR Stay) 0 
A: 0 0 (Reset OR Stay) 0 

22. מימוש: JA JA = B KA = B KA JB = C KB = 1 JC = B’ KC = 1  1  B A C B00 01 11 10  1 JA A
JA = B KA = B C B 00 01 11 10  1 KA A
JB = C KB = 1
JC = B’ KC = 1 C A B C Q’ Q Q’ Q Q’ Q K J K J K J cp
“1”
“1”

23. דיאגרמת מצבים מצב JA JB JC KA KB KC 011 1 111 100 000 000 111 001 110
010
101
100
011
מצב JA JB JC KA KB KC
011 1
111
100
000

24. חיבור טורי – מימוש בעזרת JKFF
נתייחס אל הנשא מהדרגה הקודמת כאל מצב ונסתכל על טבלת העירור/מעברים
מצב נוכחי Carry – Q
כניסות
מצב הבא Q
יציאה S
בקרה X Y JQ KQ  1 Cn an bn
Cn+1 Sn
JQ = XY KQ = X’Y’ = (X+Y)’ S = XYQ
נוכל לממש את המחבר הטורי ע"י 2 אוגרי הזזה + JKFF + שערים בדידים

25. מימוש מסכם טורי ע"י JKFF SR - A SR - BSI
הזז ימינה S
SR - A
SO=X CP J Q
כניסה חיצונית K
SR - B
SO=Y
Clear
בקרות J,K של JKFF תלויות רק ביציאות אוגרי ההזזה.