Registros electrónicos

La información digital se manipula en forma de configuraciones o palabras binarias. Así, un registro para el almacenamiento de una configuración binaria de ocho bits (un byte), estará constituido por un conjunto de ocho biestables capaces, cada uno de ellos, de retener un bit o elemento de información binaria.

Tipos de registros

Atendiendo a su especialización, cabe diferenciar entre los siguientes tipos de registros:
* Registros de almacenamiento simple.
* Registros de desplazamiento.
* Registros de conversión paralelo-serie.
* Registros de conversión serie-paralelo.
* Registros contadores.
Todos obedecen al apelativo de registros, debido a que su función primaria es la de almacenar información binaria.

Registro de almacenamiento controlado para palabras binarias de cuatro bits. Está constituido por la asociación de cuatro biestables de tipo D (Delay), y dispone de señales de control para la entrada (L) y salida (OUT) de información.

Registro de almacenamiento controlado para palabras binarias de cuatro bits. Está constituido por la asociación de cuatro biestables de tipo D (Delay), y dispone de señales de control para la entrada (L) y salida (OUT) de información.

Registros de almacenamiento simple

La misión encomendada a este tipo de registros se limita al almacenamiento temporal de información binaria.

Todo intercambio de información entre circuitos y sistemas digitales exige el oportuno control y sincronización, y este gobier no es precisamente el que puede aportar un registro o dispositivo para el almacenamiento temporal de información binaria.

Registro de almacenamiento controlado para palabras binarias de cuatro bits. Está constituido por la asociación de cuatro biestables de tipo D (Delay), y dispone de señales de control para la entrada (L) y salida (OUT) de información.

Registro de almacenamiento controlado para palabras binarias de cuatro bits. Está constituido por la asociación de cuatro biestables de tipo D (Delay), y dispone de señales de control para la entrada (L) y salida (OUT) de información.

Al efecto, los registros suelen incorporar ciertas señales de control.

Por ejemplo, el acceso de la información al interior del regisro es controlado por una señal de autorización que cabe designar abreviadamente por L (Load: carga).

De igual forma, la salida de la información almacenada en un registro puede controlarse por medio de un conjunto de puertas lógicas AND gobernadas por una señal de control (OUT en el caso que ilustra la figura).

El acceso de los bits de entrada al interior de los biestables sólo será efectivo bajo la autorización de la señal de entrada L.

El registro de la figura sólo es capaz de almacenar palabras de información binaria de cuatro bits. Para ampliar su capacidad basta con asociar en paralelo cuantos biestables sea preciso.

El control de salida corre a cargo de la señal OUT. Al aplicar un 1 lógico a la línea OUT, la salida de cada operador AND entregará la información presente en la correspondiente salida Q, ya que:
S = OUT · Q = 1 · Q = Q
Por el contrario, si OUT = 0, todas las salidas estarán posicionadas a estado lógico 0.
S = OUT · Q = 0 · Q = 0
Se trata, pues, de un registro que permite almacenar la información binaria deseada y cederla en el momento preciso en el que vaya a utilizarse.

Registro de desplazamiento

Dentro de esta categoría caben diversos tipos de registros clasificados de acuerdo a la operación de desplazamiento que permiten realizar sobre la información binaria.

Registro de desplazamiento

Registro de desplazamiento


* Operaciones de desplazamiento.
– Desplazamiento Lógico o Aritmético.
Lógico (L): Los bits que componen la palabra de información se desplazan conjuntamente con el bit de signo almacenado en un biestable exterior al registro.
Desplazamiento lógico o aritmético

Desplazamiento lógico o aritmético


Aritmética (A): El desplazamiento de los bits de información no afecta a ningún biestable ajeno al propio registro.
– Desplazamiento Simple o Doble
Simple (S): El desplazamiento afecta a cada registro implicado de forma independiente.
Doble (D): El desplazamiento tiene lugar de forma sincronizada, afectando a la información presente en dos registros, y exis tiendo propagación entre ambas informaciones.
Desplazamiento Simple o Doble
– Desplazamiento Abierto o Cerrado.
Abierto (A): La información se desplaza a través del registro entrando y saliendo del mismo.
Cerrado (C): La información permanece en el interior del registro debido a que el último biestable está enlazado cíclicamente con el primero.
Desplazamiento abierto o cerrado

Desplazamiento abierto o cerrado


– Desplazamiento a Derecha o Izquierda.
A Derecha (D): Los bits almacenados se desplazan saltando posiciones hacia la derecha.
A izquierda (I): Los bits almacenados se desplazan saltando de biestable en biestable hacia la izquierda.
Desplazamiento a izquierda

Desplazamiento a izquierda


* Definición de los desplazamientos
La definición de una operación de desplazamiento supone la descripción de cada una de sus características, atendiendo a las cuatro clasificaciones relacionadas.
Entran bits

Entran bits


La nomenclatura utilizada consta de un conjunto de cuatro letras que identifican el tipo de desplazamiento de acuerdo a cada clasificación:
1ª Clasif. 2ª Clasif. 3ª Clasif. 4ª Clasif.
L o A S o D A o C D o I
Así, por ejemplo, una operación ASAI equivale a un desplazamiento con las siguientes características:
A S A I
¯ ¯ ¯ ¯
Aritmético Simple Abierto a Izquierda
Tomando como soporte físico un registro de cuatro bits, la secuencia que define un desplazamiento ASAI aparece reflejada en la siguiente figura:
Definición de los desplazamientos

Definición de los desplazamientos


* Circuitos prácticos
La figura siguiente muestra el diseño de un registro apropiado para realizar operaciones de desplazamiento de tipo LSCD:
Circuito electrónico práctico
L S C D
¯ ¯ ¯ ¯
Lógico Simple Cerrado a Derecha
Según se observa, además del propio registro de información -formado por cuatro biestables-, aparece un biestable exterior Bs (para el bit de signo) el cual caracteriza al desplazamiento como Lógico.

Registros de conversión paralelo-serie

La transmisión de la información binaria puede efectuarse según dos formatos convencionales: paralelo o serie.

Ambos formatos se asocian a la transferencia de un bloque elemental de información; comúnmente, a la transferencia de una palabra binaria.
Para ilustrar ambos formatos de transmisión se tomará como referencia una palabra binaria de cuatro bits:
½ b3 ½ b2 ½ b1 ½ b0 ½
(Palabra de información de cuatro bits.)
* Transmisión Paralelo:
Todos los bits que constituyen la palabra de información binaria son transferidos simultáneamente, por lo que el canal de transmisión poseerá un número de líneas igual al número de bits:

Transmisión paralelo

Transmisión paralelo


* Transmisión Serie:
La transferencia se produce sobre una sola línea de comunicación que canaliza uno a uno y secuencialmente la totalidad de bits que componen cada palabra binaria.
Los registros para la conversión paralelo-serie son ampliamente utilizados en las
unidades de Entrada/Salida de los ordenadores.

Transmisión en serie

Transmisión en serie

La estructura de los registros de conversión paralelo-serie es muy simple.

Adjuntamente se reproduce el diseño de un registro de este tipo capacitado para manipular palabras binarias de cuatro bits.

Registro de conversión paralelo serie para palabras binarias de cuatro bits.

Registro de conversión paralelo serie para palabras binarias de cuatro bits.

El registro en cuestión acepta la entrada de configuraciones binarias de cuatro bits presentes en las líneas de datos. La entrada de los cuatro bits se efectúa en formato paralelo, en el instante en el que el posicionamiento a 1 lógico de la señal L abre las puertas AND inferiores y activa la entrada de reloj (Clock).

El primer biestable admite una sola entrada de información: la procedente de las líneas de datos. Por el contrario, los restantes biestables brindan una doble posibilidad: entrada de información en paralelo y entrada de información en serie procedente del biestable anterior. El paso de una u otra información a través de las puertas OR depende de las señales de control L y CPS.

Al llegar un pulso L, la información binaria presente en el bus de datos pasa a través de los operadores AND y accede a los biestables en virtud de la actuación simultánea de L sobre la entrada clock. Durante este intervalo las puertas AND que propagan la información procedente del biestable anterior se hallan desactivadas al estar CPS a nivel bajo.

La conversión paralelo-serie se produce al aplicar una secuencia de cuatro pulsos a la línea de control CPS. En tal situación la entrada paralelo es inhibida por el posicionamiento de L a nivel bajo.

El primer pulso CPS desplaza la información binaria un biestable hacia la derecha. El bit almacenado en el biestable B0 pasará a la salida serie S.

Los tres pulsos siguientes desplazarán la información hasta que la palabra binaria haya sido transferida en su totalidad a través de la línea S (salida serie).

Registros de conversión serie-paralelo

Este tipo de registros efectúa la operación inversa a la estudiada en el apartado precedente. Esto es: convierte información binaria canalizada en formato serie a formato paralelo.

La estructura de un registro típico de esta categoría es la que aparece en la figura.

Registro de conversión serie-paralelo para configuraciones binarias de cuatro bits.

Registro de conversión serie-paralelo para configuraciones binarias de cuatro bits.

La entrada de información en serie es controlada por la línea CSP, cuyos pulsos abren las puertas AND de acceso a los biestables y autorizan la línea de sincronización (clock).

La salida de la palabra binaria en formato paralelo hacia las líneas de datos es gobernada por la orden E-BUS.

La conversión completa de una palabra de cuatro bits requiere la aplicación de cuatro pulsos a la línea CPS, para dar entrada a la palabra serie a los biestables del registro, y un pulso a la línea E-BUS para el transporte de la salida de los biestables a las líneas de datos.

Registros contadores

Un contador digital es un circuito que genera una secuencia de configuraciones lógicas al ser activado por impulsos periódicos.

La estructura circuital de un contador binario coincide esencialmente con la de un registro: asociación de dispositivos biestables capaces de retener información binaria.

Contador generador de 16 configuraciones en código binario natural.

Contador generador de 16 configuraciones en código binario natural.

En el tema que nos ocupa -estudio de los registros-, la posibilidad de contaje es contemplada como una operación adicional que puede llevar a cabo el registro.
A partir de lo expuesto es fácil deducir que un registro de esta categoría sintetizará dos funciones básicas:
– Almacenamiento temporal de información binaria.
– Generación de una secuencia progresiva de configuraciones lógicas a partir de palabra binaria almacenada.

Existe una gran variedad de registros contadores diferenciados por su capacidad y secuencia de contaje. El reproducido en la figura coincide con un registro contador capaz de generar las 16 configuraciones del código binario natural de cuatro bits.

Con cada impulso aplicado a la entrada INCR (incrementación), el circuito evolucionará entregando a través de las líneas de salida Q la configuración binaria inmediatamente superior a la actual.

Mas informacion sobre este tema

  • Deja tu comentario

    • Responsable: Octavio Ortega Esteban
    • Fin del tratamiento: Controlar el spam, gestión de comentarios
    • Legitimación: Tu consentimiento
    • Comunicación de datos: No se comunicarán los datos a terceros salvo por obligación legal
    • Derechos: Acceso, rectificación, portabilidad, olvido.
    • Contacto: Octavio[arroba]kerchak.com
    • Información adicional: Más información en nuestra política de privacidad