GELE2442 Chapitre 7 : Registres et compteurs

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Patrice Truchon
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1 GELE2442 Chapitre 7 : Registres et compteurs Gabriel Cormier, Ph.D., ing. Université de Moncton Hiver 2015 Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

2 Contenu 1 Registres et compteurs 2 Registre à décalage 3 Compteurs 4 Compteurs synchrones Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

3 Registres et compteurs Registres et compteurs Registre: groupe de bascules qui partagent une horloge commune Un registre à n bits est un groupe de n bascules qui peuvent stocker n bits Compteur: registre qui passe à travers une séquence ordonnée d états binaires Le compteur produit toujours la même séquence d états Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

4 Registre à décalage Registre à décalage Permet de décaler de l information binaire d une cellule à une autre dans une direction spécifique Constitué d une série de bascules en cascade, où la sortie d une bascule est branchée à l entrée de la bascule suivante Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

5 Registre à décalage Registre à décalage: exemple Entrée Série D D D D Sortie Série C C C C CLK Figure 1 : Registre à décalage de 4 bits unidirectionnel Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

6 Registre à décalage Transfert sériel Transfert sériel Un système numérique est dit sériel si l information est transformée et manipulée 1 bit à la fois. L information est transférée un bit à la fois du registre source au registre de destination Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

7 Registre à décalage Transfert sériel Transfert sériel: exemple Registre A Registre B SO B Horloge CTRL CLK CLK Horloge CTRL CLK T 1 T 2 T 3 T 4 Figure 2 : Transfert sériel Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

8 Registre à décalage Transfert sériel Transfert sériel: exemple Système pour contrôler quand l information est transférée: on a une entrée d activation L entrée CTRL permet de contrôler quand l horloge globale est passée aux registres Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

9 Registre à décalage Transfert sériel Transfert sériel: exemple À chaque pulse T 1, T 2, T 3 et T 4, un bit est transféré du registre A au registre B La valeur initiale du registre A est 1011 et la valeur initiale du registre B est 0010 Pulse Registre A Registre B Valeur initiale Après T Après T Après T Après T Figure 3 : Exemple de transfert sériel Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

10 Registre à décalage Addition sérielle Addition sérielle La plupart des opérations dans un ordinateur sont effectuées en parallèle, parce que les calculs sont plus rapides. Nécessite des circuits plus complexes et plus gros Dans des circuits où la taille est importante, on utilise parfois des opérations sérielles plutôt que parallèle Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

11 Registre à décalage Addition sérielle Addition sérielle CTRL Horloge SI Registre A x S Entrée série SI Registre B y z FA C D C Clear Figure 4 : Additionneur sériel Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

12 Compteurs Compteurs Compteur: registre qui passe à travers une séquence prédéfinie d états suite à l application d un pulse d entrée L entrée peut être un pulse d horloge, ou provenir d une source externe La séquence d états n a pas besoin d être une séquence numérique (0-1-2-etc) Un compteur qui suit une séquence numérique est un compteur binaire Un compteur binaire à n bits est constitué de n bascules et peut compter de 0 à 2 n 1. Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

13 Compteurs Compteurs Deux types principaux: Compteur en cascade (ripple counter): les entrées d horloge CLK ne sont pas activées par une horloge commune, mais par la sortie des autres bascules Compteur synchrone: une horloge commune est branchée aux entrées CLK de toutes les bascules. Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

14 Compteurs Compteur binaire en cascade Compteur binaire en cascade La sortie d une bascule est branchée à l entrée CLK de la bascule suivante La bascule qui contient le bit le moins significatif reçoit les pulses d entrée Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

15 Compteurs Compteur binaire en cascade Compteur binaire en cascade Compte D C R A 0 D C R A 1 D C R A 2 Reset D C R Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21 A 3

16 Compteurs Compteur DCB en cascade Compteur DCB en cascade Passe à travers la séquence de 0 à 9 puis recommence à 0 Il faut 4 bascules pour créer ce circuit, puisque le DCB nécessite 4 bits Figure 6 : Diagramme d état d un compteur DCB Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

17 Compteurs Compteur DCB en cascade Compteur DCB en cascade On peut combiner des compteurs DCB pour réaliser des compteurs de plus de 10 Les entrées des décades supérieures sont le bit 8 de l étage précédent. Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

18 Compteurs Compteur DCB en cascade Compteur DCB en cascade Compteur DCB Compteur DCB Compteur DCB Compte Figure 7 : Compteur DCB à trois décades Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

19 Compteurs synchrones Compteurs synchrones Différents des compteurs en cascade: l horloge est appliquée à toutes les bascules Une horloge commune active toutes les bascules simultanément, plutôt qu une à la fois. Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

20 Compteurs synchrones Compteur synchrone: exemple CNTEN T 0 CLK C T 1 C T 2 C T 3 C Figure 8 : Compteur binaire synchrone à 4 bits Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

21 Compteurs synchrones Compteur synchrone: exemple Le circuit de la figure 8 possède aussi une entrée d activation globale (CNTEN) Chaque bascule T va seulement inverser si CNTEN = 1 Attention à la vitesse de l horloge: si l horloge est trop rapide, il est possible qu un changement au LSB n ait pas le temps de se propager au MSB Gabriel Cormier (UdeM) GELE2442 Chapitre 7 Hiver / 21

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