Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Устройство быстрого сдвига

(Barrel Shifter)

Устройство быстрого сдвига (Barrel shifter) представляет собой комбинационную логическую схему с n входами данных, n выходами данных и несколькими управляющими входами, сигналы на которых задают сдвиг между данными на входе и данными на выходе.

Параметры устройства сдвига: направление сдвига, (влево или вправо), тип сдвига (циклический, арифметический или логический) и величина сдвига (обычно от 0 до n-1 разрядов, но иногда от 1 до n разрядов).

Предположим, что требуется построить 8-разрядное устройство быстрого сдвига. Самый очевидный подход – построение схемы с помощью восьми 8-входовых мультиплексоров.

Построение схемы циклического сдвига 8-разрядного входного кода вправо на число разрядов 0,1,2,3,4,5,6,7.

Входной код – q7 q6 q5 q4 q3 q2 q1 q0, выходной код - y7 y6 y5 y4 y3 y2 y1 y0.

Таблица истинности (Таб.12)

Таб.12

Схема сдвига приведена на рис.33.

На управляющие входы мультиплексоров (S2,S1, S0) подается трехбитный код, задающий величину сдвига (число разрядов, на которое производится сдвиг кода – от 0 до 7).

Данная схема обеспечивает как сдвиг вправо, так и сдвиг влево.

Для сдвига влево на некоторое число разрядов (например на 5 разрядов), на входы S2,S1,S0 нужно подавать 3 (т.е дополнение до числа 8 константы сдвига).

С увеличением числа разрядов сложность схемы возрастает, т.к. возрастает число входов мультиплексора. Используя каскадное соединение мультиплексоров с числом входов 2 или 4 можно упростить схему, но при этом увеличивается задержка распространения сигнала от входа к выходу.

Рис. 33

Для построения схемы логического сдвига вправо на число разрядов от 0 до 7, требуется реализовать следующую таблицу (Таб.13).

Таб.13

· Мультиплексор MUX7: на входах от 1 до 7 должны быть нули.

· Мультиплексор MUX6: на входах от 2 до 7 должны быть нули.

· Мультиплексор MUX5: на входах от 3 до 7 должны быть нули.

· Мультиплексор MUX4: на входах от 4 до 7 должны быть нули.

· Мультиплексор MUX3: на входах от 5 до 7 должны быть нули.

· Мультиплексор MUX2: на входах 6, 7 должны быть нули.

· Мультиплексор MUX1: на входе 7 должен быть нуль.

·

Для того, чтобы получить схему арифметического сдвига вправо на число разрядов от 0 до 7, требуется реализовать следующую таблицу (Таб.14).

Крайний слева разряд является знаковым разрядом числа (q7).

Таб.14

На все входы мультиплексоров, на которые подаются нули, нужно подать знаковый разряд (в данном случае это q7).

Операция арифметического сдвига вправо некоторого числа A на число рарядов k соответствует операции деления A на 2^к.

Операция арифметического сдвига влево соответствует делению числа A на 2^k.