De Flip-Flop en registers

Terug

Flip-Flops

Een flipflop is een digitale schakeling die in staat is een logische "1" of een logische "0" op te slaan en te bewaren in de tijd.

Een flipflop moet bijgevolg over de volgende mogelijkheden beschikken:
 • de informatie moet kunnen ingeschreven worden;
 • de informatie moet kunnen bewaard worden;
 • en de informatie moet kunnen uitgelezen worden.
Voor het uitlezen van de informatie beschikt een flipflop over twee uitgangen die aangeduid worden met Q en Q.
Belangrijk is dat de twee uitgangen altijd de tegengestelde toestand aannemen (Q = 1 en Q+1 = 0 of omgekeerd).
De toestand van een flipflop wordt altijd beoordeeld naar de toestand van de Q-uitgang. Om informatie in te schrijven zijn twee ingangen nodig, een SET- en een RESET-ingang. We spreken van het "SETTEN" van een flipflop als we de Q-uitgang naar "1" brengen. het "RESETTEN" van een flipflop als we de Q-uitgang naar "0' brengen.

Type Flipflops 

De T-flipflop of Toggle-flipflop heeft geen data-ingang.
Hij wordt gebruikt in binaire tellers, omdat hij de klokfrequentie door 2 deelt.
 

Gestuurde T-flipflop of Gestuurde Toggle-flipflop. Er is één data-ingang T. Alleen als de T=1,
verandert de uitgang bij elke actieve flank.
 

De D-flipflop of Dataflipflop heeft één data-ingang D. De toestand van D wordt bij iedere actieve flank,
overgenomen door de uitgang.
 

De JK-flipflop heeft data-ingangen J en K.
 

SR-flipflop: Deze flipflop heeft data-ingangen Set (S) en Reset (R) met overheersende reset.

Registers.

Bouwsteen van een register.

Eerst element voor maken data flipflop.
Hier zijn twee NAND-poorten met hun uitgangen verbonden met één ingang op elk.

Data flipflop.
Het is een RS-vergrendeling met extra NAND-poorten die het eenvoudig te bedienen maken.


Een element van een Register.
In deze configuratie worden twee transparante D-type vergrendelingen in tandem verbonden. De inschakelinvoer zorgt ervoor dat de eerste flip-flop zich in de transparante status bevindt en de tweede flip-flop wordt vergrendeld.

Een Data register met 4 bits.
Het belangrijkste gebruik van de edge triggered flip-flop is in het dataregister.

Voorbeeld van Data register in de CPU.
Het edge-triggered flip-flop register is cruciaal voor de computermachinecyclus. De machinecyclus kan worden gekenmerkt door het volgende (zeer verkorte) diagram.


De computerklok zorgt voor een continue stroom pulsen naar de computerprocessor. Bij elke opwaartse zwaai van de spanning op de klokuitgang, laadt het register alle waarden die op de ingangen aanwezig zijn. Zodra de gegevens zijn geladen, verschijnt deze op de uitgangen en blijft daar stabiel gedurende de rest van de klokcyclus. De gegevens op de registeruitgangen worden gebruikt als invoer voor de computercircuits die de gewenste bewerkingen uitvoeren.

Type Registers in een Cpu

- Accumulator (AC)
- Flag Register
- Address Register (AR)
- Data Register (DR)
- Program Counter (PC)
- Instruction Register (IR)
- Stack Control Register (SCR)
- Memory Buffer Register (MBR)
- Index register (IR)

1. Accumulator (Accumulator (AC))
Accumulatorregister maakt deel uit van ALU, wat afgekort is tot Arithmetic Logical Unit (Rekenprocessor) en zoals de naam al doet vermoeden, is het verantwoordelijk voor het uitvoeren van rekenkundige bewerkingen en ook voor logische bewerkingen. De besturingseenheid zal de gegevenswaarden die uit het hoofdgeheugen worden opgehaald, opslaan in de accumulator voor rekenkundige of andere logische bewerkingen. Dit register bevat de begingegevens, tussenresultaten en tevens het eindresultaat van de instructie. Het eindresultaat van de bewerkingen die rekenkundig of logisch kunnen zijn, wordt via MBR . naar het hoofdgeheugen overgebracht

2. Markeer register (Flag Register)
Dit register valideert of controleert de verschillende gevallen van een voorwaarde in de CPU en wordt afgehandeld door dit speciale register dat vlagregister wordt genoemd. De grootte van dit register is één of twee bytes omdat het alleen vlaginformatie zal bevatten. Dit registerhoofd komt in beeld wanneer een voorwaarde wordt bediend.

3. Gegevensregister (Data Register (DR))
Dit register wordt gebruikt om de gegevens die worden verzonden vanaf de andere betrokken randapparatuur tijdelijk op te slaan.

4. Adresregister (Address Register (AR))
Dit adres het register, ook wel geheugenadresregister MAR genoemd, is een geheugeneenheid die de adreslocatie van gegevens of instructies opslaat in het hoofdgeheugen. Ze bevatten een deel van het adres dat kan worden gebruikt om het volledige adres te berekenen.

5. Programmateller (Program Counter (PC))
Dit register wordt in de volksmond ook wel een instructiewijzerregister genoemd. Dit register zal, zoals de naam doet vermoeden, het adres bevatten van de volgende instructie die moet worden opgehaald en uitgevoerd of uitgevoerd. Wanneer de instructie wordt opgehaald, wordt de waarde verhoogd en zal daarom altijd het adres bevatten van de volgende instructie die moet worden uitgevoerd.

6. Instructieregister (Instruction Register (IR))
Zodra de instructie uit het hoofdgeheugen is opgehaald, wordt deze opgeslagen in het instructieregister IR. De regeleenheden nemen de instructies van hier over, decoderen het en voeren het uit door de vereiste signalen naar de vereiste component te sturen.

7. Stack Control Register SCR (Stack Control Register (SCR))
Omdat de werkstapel in de naam van dit register een blok vertegenwoordigt, vertegenwoordigt het hier een set geheugenblokken waarin de gegevens worden opgeslagen en opgehaald. FILO dat First IN en Last Out is, wordt gevolgd voor het opslaan en ophalen van de gegevens.

8. Geheugenbufferregister (Memory Buffer Register (MBR))
Dit register bevat de informatie of de gegevens die worden gelezen uit of geschreven in het geheugen. De inhoud of de instructies die in dit register zijn opgeslagen, worden overgebracht naar het instructieregister IR, terwijl de inhoud van de gegevens wordt overgedragen naar de accumulator of het I/O-register.

9. Indexregister (Index register (IR))
Het indexregister is een integraal onderdeel van de computer-CPU en zal helpen bij het wijzigen van het adres van de geheugenoperand tijdens de uitvoering van het programma. In principe wordt de inhoud van het indexregister toegevoegd aan het directe adres om de resulterende het effectieve adres van gegevens of instructies in het geheugen te krijgen.

Waarom hebben we een CPU-register nodig?
Voor de snelle bewerkingen van een instructie is het CPU-register zeer nuttig. Zonder stellingen is CPU-werking ondenkbaar. Dit zijn de snelste geheugens als we naar de verschillende geheugens kijken en Laos zal de toppositie in de geheugenhiërarchie innemen. Een register kan een instructie, adres of ander soort gegevens bevatten. Er zijn verschillende soorten registers beschikbaar en we hebben gezien dat ze het meest worden gebruikt in het bovenstaande deel van het artikel. Dus met register, maakt het de operaties van de CPU soepel, efficiënt en zinvol. Een register moet volgens de eisen en specificaties groot genoeg zijn.

Terug