Altifigence Academy

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Ecuaciones de estado del registro de desplazamiento

Exprese el movimiento como transición vectorial y relacione longitud de almacenamiento con latencia.

Lea varios flip-flops a la vez

Al introducir d en el bit 0 de un registroRegistro Circuito que almacena varios bits de estado. Los registros síncronos de este curso capturan la entrada especificada en el flanco de reloj. Más información de N bits:

Qk+1={Qk[N−2:0],dk}Q_{k+1}=\{Q_k[N-2:0],d_k\}

Las llaves representan concatenaciónConcatenación Operación que une secuencias de bits una junto a otra. El ancho resultante es la suma de sus anchos; no es una suma numérica. Más información RTL. Todos los bits leen el mismo estado anterior; d no recorre todo el registro en un flanco. Con enable=0 se conserva el vector entero; reset lo sustituye por el vector inicial especificado.

Cada columna siguiente registra un flanco ascendenteFlanco ascendente Instante en que el reloj pasa de 0 a 1. Se distingue del nivel alto, que abarca todo el intervalo con CLK=1. Más información, con entrada previa y estado «después» actualizado. No se dibuja retardo físico de propagaciónRetardo de propagación Tiempo desde un cambio de entrada hasta que la salida se estabiliza en el valor correcto. La equivalencia lógica y el comportamiento temporal son propiedades distintas. Más información. Desde q=000, introduzca un 1 y luego tres ceros: el bit activo avanza q0→q1→q2 y desaparece.

Verifique la concatenación desplazando un único bit
Ver los datos de la forma de onda
Datos de la forma de onda: cada carácter es un intervalo; un punto conserva el estado anterior; p representa un ciclo de reloj.
SeñalForma de ondaValores del bus
din10..
q2 después0.10
q1 después010.
q0 después10..
q después2345001 → 010 → 100 → 000

Avance una vez con din=1 y otras tres con din=0: 001→010→100→000. Cambiar la entrada solo modifica la predicción del próximo flanco, no la q almacenada actual.

En qué flip-flop se almacena cada bit

El reset síncrono tiene prioridad sobre enable. Con enable=0, se conserva el valor almacenado. q=000; q_next = (2q + din) mod 8

Compruebe la concatenación con una ecuación numérica

Interpretando el vector como unsignedunsigned Interpretación de una secuencia de bits como entero no negativo. Con n bits, el rango es de 0 a 2^n−1; puede diferir de la interpretación signed de los mismos bits. Más información:

Qk+1=(2Qk+dk) mod 2NQ_{k+1}=(2Q_k+d_k)\bmod2^N

Para N=3, Q=5 (101) y d=1, 2⋅5+1=112\cdot5+1=11 y 11 mod 8=311\bmod8=3: resulta 011. Esta forma distinta de la concatenación sirve como referencia independiente.

Qué se almacena

Los bits antiguos avanzan a índices mayores y el nuevo entra en el menor. Tras suficientes entradas válidas, se conservan «la actual y las N−1 anteriores». La misma estructura sirve para detectar patrones, crear líneas de retardo simples o convertir serie a paralelo.

Más almacenamiento no aumenta los bits aceptados por ciclo: aquí se acepta uno por flanco válido. Entrada paralela, desplazamiento de varios bits y pausas ready/validHandshake Contrato que confirma una transferencia cuando valid del emisor y ready del receptor valen 1 en el mismo flanco. Incluye las reglas para conservar los datos durante la espera. Más información requieren sus propios caminos de datos y controles.

Inténtalo tú

Para N=4, Q=1101 y d=0, calcule la siguiente Q mediante concatenación y mediante una expresión numérica.

Leer la explicación

La concatenación es {101,0}=1010. Numéricamente, (2⋅13+0) mod 16=10(2\cdot13+0)\bmod16=10: el mismo resultado. El antiguo bit superior 1 sale del ancho almacenado.

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