Уравнение состояния сдвигового регистра

Одновременное чтение нескольких триггеров

Если новый вход d помещается в бит 0 N-битного сдвигового регистра^{iРегистр хранит многобитное состояние. Синхронные регистры в этом курсе записывают определённый вход на фронте тактового сигнала. Подробнее}, следующее состояние:

Фигурные скобки обозначают конкатенацию^{iКонкатенация соединяет битовые последовательности рядом друг с другом. Ширина результата равна сумме ширин операндов; это не арифметическое сложение чисел. Подробнее} RTL. Все биты читают одно прежнее состояние, поэтому d не проходит весь регистр за один фронт. При enable=0 хранится весь вектор, при reset он заменяется заданным начальным вектором.

Каждый столбец — запись наблюдения одного положительного фронта^{iПоложительный фронт — момент перехода такта из 0 в 1. Его следует отличать от уровня, означающего весь интервал CLK=1. Подробнее}. Входы показаны непосредственно перед фронтом, состояния со словом «после» в имени — сразу после обновления. Выравнивание столбцов обозначает порядок выборок, а не физическую задержку распространения^{iЗадержка распространения — время от изменения входа до установления правильного выхода. Логическая эквивалентность выражений и их временные характеристики — разные вопросы. Подробнее}.
Из q=000 подайте din=1 один раз, затем три нуля. Активный бит проходит q0→q1→q2 и исчезает.

Сделайте один шаг с din=1, затем три с din=0. Получится 001→010→100→000. В момент изменения входа текущее q не меняется: меняется только ожидаемое значение следующего фронта.

Проверьте соединение числовым выражением

При интерпретации как unsigned^{iБеззнаковая интерпретация (unsigned) рассматривает битовую последовательность как неотрицательное целое. Диапазон n бит — от 0 до 2^n−1; знаковая интерпретация тех же битов может дать другое число. Подробнее}-вектора тот же переход записывается:

При N=3, Q=5 (101), d=1 получаем $2\cdot5+1=11$, $11\bmod8=3$, то есть следующее 011. Эта числовая форма отличается от конкатенации и полезна как эталон для проверки реализации.

Что именно хранится

Старые биты перемещаются к наибольшему индексу, новый поступает в наименьший. После достаточного числа действительных входов хранятся «текущий и последние N-1 входов». Та же структура используется для распознавания шаблонов, простых линий задержки и последовательно-параллельного преобразования.

Увеличение длины хранения не увеличивает число обрабатываемых за цикл битов. Структура принимает один бит за действительный фронт. Параллельный вход, многобитный сдвиг и остановка по ready/valid^{iРукопожатие (handshake) — соглашение, по которому передача подтверждается, когда valid передатчика и ready приёмника равны 1 на одном фронте. Оно также задаёт правила удержания данных во время ожидания. Подробнее} требуют отдельных трактов и условий управления.