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Dokumentenidentifikation DE3546006C2 19.05.1993
Titel Schieberegister
Anmelder Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Yamada, Tatsuo, Itami, Hyogo, JP
Vertreter ter Meer, N., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Müller, F., Dipl.-Ing., 8000 München; Steinmeister, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 4800 Bielefeld
DE-Anmeldedatum 24.12.1985
DE-Aktenzeichen 3546006
Offenlegungstag 03.07.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 19.05.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1993
IPC-Hauptklasse G11C 19/28

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schieberegister gemäß der im Anspruch 1 genannten Art.

Aus IBM-TDB September 1973, Seiten 1325 und 1326 ist bereits ein Schieberegister bekannt, das mehrere Schieberegisterzellen aufweist, die jeweils einen Datenverriegelungsabschnitt und einen Verschiebesteuerabschnitt besitzen. Bei der Steuerung des Verschiebevorgangs werden hier Zustände von benachbarten Schieberegisterzellen berücksichtigt.

Das bekannte Schieberegister ist taktsynchronisiert und arbeitet als Pufferschieberegister variabler Länge, wobei der Datenhalte FF zur Taktsynchronisation dient.

Zur Erläuterung des Hintergrunds der Erfindung wird nachfolgend auf die Fig. 5 bis 8 Bezug genommen. In der Fig. 5 ist ein konventionelles Schieberegister 1 mit parallelen Eingängen und parallelen Ausgängen dargestellt. Das Schieberegister 1 mit einer Bitlänge l besitzt eine erste, eine zweite, eine dritte, . . . , eine (l-2)te, eine (l-1)te und eine l-te Zelle 2, 3, 4, 5, 6 und 7. Die erste Zelle 2 weist eine Dateneingangsklemme 8 und eine Datenausgangsklemme 14 auf. Die zweite bis l-te Zelle 3 bis 7 besitzen jeweils Dateneingangsklemmen 9 bis 13 und Datenausgangsklemmen 15 bis 19. Mit dem Schieberegister 1 sind eine Dateneingabesteuerklemme 20 zur Steuerung der Dateneingabe über die Dateneingangsklemmen 8 bis 13 in die Zellen 2 bis 7 des Schieberegisters 1, eine Verschiebesteuerklemme 21 zur Steuerung der Verschiebung der in den Zellen 2 bis 7 gespeicherten Daten sowie eine Datenausgabesteuerklemme 22 zum Auslesen der in den Zellen 2 bis 7 gespeicherten Daten aus dem Schieberegister 1 verbunden.

Die Fig. 6 zeigt einen möglichen Aufbau der Zellen 2 bis 7 des Schieberegisters 1, wobei in der Zeichnung für N-Kanal MOSFETs und logische Schaltungen entsprechende Symbole verwendet worden sind. Die dargestellte Zelle gehört zu einem Schieberegister, bei dem eine Datenverschiebung nur in einer Richtung möglich ist.

Das Bezugszeichen 23 bezeichnet eine Zelle zum Aufbau des Schieberegisters 1. Die Zelle 23 besitzt eine den Dateneingangsklemmen 8 bis 13 in Fig. 5 entsprechende Dateneingangsklemme 24 und eine den Datenausgangsklemmen 14 bis 19 in Fig. 5 entsprechende Datenausgangsklemme 25. Weiterhin weist die Zelle 23 eine Verschiebedateneingangsklemme 26 und eine Verschiebedatenausgangsklemme 27 auf. Die Bedeutung der Klemmen 20 und 21 ist bereits anhand der Fig. 5 beschrieben worden. Die Daten von der Verschiebedatenausgangsklemme der Zelle einer vorhergehenden Stufe werden zur Verschiebedateneingangsklemme 26 der in Fig. 6 dargestellten Zelle 23 übertragen, während die Daten von der Verschiebedatenausgangsklemme 27 der gezeigten Zelle 23 zu der Verschiebedateneingangsklemme der Zelle einer nächsten Stufe übertragen werden. Wird die Zelle 23 als eine erste Zelle 2 benutzt, so können beliebige Daten über die Verschiebedateneingangsklemme 26 eingegeben werden. Wird dagegen die Zelle 23 als l-te Zelle 7 benutzt, so ist die Verschiebedatenausgangsklemme 27 als offene Klemme ausgebildet. Ein Inverter 28 empfängt ein Signal, das der Verschiebesteuerklemme 21 zugeführt worden ist und liefert an seinem Ausgang ein verriegeltes bzw. gehaltenes Signal 29.

Durch N-Kanal-Anreicherungs-MOSFETs werden Übertragungstore 30 bis 34 gebildet. Jeweils ein Ende der Übertragungstore 30 bis 32 ist mit einem Knotenpunkt 35 verbunden, während jeweils ein Ende der Übertragungstore 33 und 34 mit einem Knotenpunkt 37 verbunden ist. Die anderen Enden der Übertragungstore 30 und 31 sind jeweils mit der Dateneingangsklemme 24 und der Verschiebedateneingangsklemme 26 verbunden. Die anderen Enden der Übertragungstore 32 und 33 sind mit einem Knotenpunkt 36 verbunden, während das andere Ende des Übertragungstors 34 mit einem Knotenpunkt 38 verbunden ist.

Das Signal am Knotenpunkt 38 wird sowohl zur Datenausgangsklemme 25 als auch zur Verschiebedatenausgangsklemme 27 übertragen. Das der Dateneingabesteuerklemme 20 zugeführte Signal wird dem Gate-Anschluß des Übertragungstors 30 zugeführt, während das der Verschiebesteuerklemme 21 zugeführte Signal zu den Gateanschlüssen der Übertragungstore 31 und 34 geführt wird. Das verriegelte bzw. gehaltene Signal 29 wird dagegen an die Gate-Anschlüsse der Übertragungstore 32 und 33 gelegt.

Zwei Inverter 39 und 40 sind miteinander elektrisch in Reihe geschaltet. Der Inverter 39 empfängt das am Knotenpunkt 35 liegende Signal und überträgt sein Ausgangssignal zum Eingang des Inverters 40. Der Ausgang des Inverters 40 ist mit dem Knotenpunkt 36 verbunden. Ferner sind zwei weitere Inverter 41 und 42 elektrisch in Reihe miteinander geschaltet. Der Inverter 41 empfängt das Signal vom Knotenpunkt 37 und liefert sein Ausgangssignal zum Eingang des Inverters 42. Der Ausgang des Inverters 42 ist mit dem Knotenpunkt 38 verbunden.

Die Zelle 23 des Schieberegisters vom Doppel-Eingangs-Verriegelungstyp wird somit durch die Übertragungstore 30 bis 34 und die Inverter 39 bis 42 gebildet. Die Dateneingabesteuerklemme 20 führt Dateneingabesteuersignale, die Verschiebesteuerklemme für Verschiebesteuersignale und das verriegelte bzw. gehaltene Signal 29 werden gemeinsam für alle Zellen benutzt.

Im folgenden wird der Betrieb dieses Schieberegisters genauer erläutert. Beim Betrieb wird von der sogenannten positiven Logik Gebrauch gemacht, wobei ein positiver Logikzustand durch "1" und ein nichtpositiver Logikzustand durch "0" repräsentiert wird.

Wird entsprechend der Fig. 6 ein der Verschiebesteuerklemme 21 zugeführtes Signal auf "0" gehalten, so wird die Zelle 23 in einen Verriegelungszustand überführt. Das Schieberegister 1 führt dann keine Verschiebeoperation durch. Wird anschließend das Signal an der Dateneingabesteuerklemme 20 auf "1" gelegt, und werden Daten über die Dateneingangsklemme 24 derart eingegeben, daß sie den Verriegelungszustand ändern können, was durch eine entsprechend große Treiberkraft möglich ist, so werden die angegebenen Daten in der Zelle 23 verriegelt bzw. gehalten. Im Anschluß daran wird das Signal an der Dateneingabesteuerklemme 20 auf den Wert "0" und das Signal an der Verschiebesteuerklemme 21 auf den Wert "1" gelegt, so daß die Daten um 1 Bit verschoben werden.

Die Wirkungsweise des in Fig. 6 dargestellten Schieberregisters wird anhand der Fig. 7 noch deutlicher. Insbesondere ist klar zu erkennen, in welcher Weise die Daten verschoben werden. Die Fig. 7(a) zeigt ein 6-Bit-Schieberegister 43 mit insgesamt sechs Zellen, die in der Figur von links nach rechts angeordnet sind. Dabei ist ein Zustand gezeigt, bei dem Daten A, B, . . . , F in das 6-Bit- Schieberegister 43 von links nach rechts eingegeben worden sind. Wenn ein Signal "1" an die Verschiebedateneingangsklemme 26 der ersten Zelle gelegt und 2 Bits zur rechten Seite verschoben werden, so ergibt sich ein Zustand, wie er in Fig. 7(b) dargestellt ist.

Um die oben beschriebene Verschiebung um 2 Bit durchführen zu können, ist es erforderlich, zweimal eine "1" an die Verschiebesteuerklemme 21 anzulegen. Entsprechend ist es bei einer Verschiebung um n Bit notwendig, ein Verschiebesteuersignal n-mal einzugeben, und zwar über die Verschiebesteuerklemme 21. Die Verschiebenummer bzw. Anzahl der Verschiebungen muß dabei gesteuert bzw. kontrolliert werden.

Sollen darüber hinaus nur drei Bits B, C und D der insgesamt sechs Bits A bis F nach rechts um ein Bit verschoben werden, ohne daß der Zustand der Bits A bis F bzw. der Bits A und F verändert wird, so müssen an alle Zellen Verschiebesteuersignale angelegt werden, da sonst der Inhalt aller Zellen durch die Verschiebeoperation verändert wird. In jedem Fall besteht jedoch nur die Möglichkeit, eine schrittweise Verschiebung um jeweils ein Bit durchzuführen, so daß mit einem derartigen Schieberegister kein Hochgeschwindigkeitsbetrieb insbesondere bei einer großen Bitzahl durchgeführt werden kann.

Die Fig. 8 zeigt ein sogenanntes Trommelschieberegister, bei dem das Problem, daß n Verschiebesteuersignale bei einer Verschiebung um n Bit erzeugt werden müssen, in gewisser Weise beseitigt worden ist. Bei diesem Trommelschieberegister werden alle Bits zur selben Zeit bzw. auf einmal übertragen.

In der Fig. 8 ist ein Beispiel eines 4-Bit-Trommelschieberegisters dargestellt, das aus n-Kanal-Anreicherungs- MOSFETs aufgebaut ist. Bei diesem Trommelschieberegister ist eine Verschiebung nur in einer Richtung möglich. Es besitzt keine Rotationsfunktion. Der Schaltungsabschnitt zur Verriegelung der eingegebenen Daten und der Steuerabschnitt für das Verschiebesteuersignal sind nicht dargestellt.

Das Trommelschieberegister besitzt erste bis vierte Dateneingangsklemmen 44 bis 47 sowie erste bis vierte Datenausgangsklemmen 48 bis 51. Darüber hinaus sind Verschiebesteuerklemmen 52 bis 55 für ein 0tes Bit, ein erstes Bit, ein zweites Bit und ein drittes Bit sowie Übertragungstore 56 bis 65 vorhanden.

Das Übertragungstor 56 liegt zwischen der ersten Dateneingangsklemme 44 und der ersten Datenausgangsklemme 48. In ähnlicher Weise sind die Übertragungstore 57, 58, 59, 60,61, 62, 63, 64 und 65 jeweils zwischen den Klemmen 45 und 49, 46 und 50, 47 und 51, 44 und 49, 45 und 50, 46 und 51, 44 und 50, 45 und 51 sowie 44 und 51 angeordnet.

Die Verschiebesteuerklemme 52 für das 0te Bit ist mit dem Gate-Anschluß der Übertragungstore 56 bis 59 verbunden, während die Verschiebesteuerklemmen 53, 54 und 55 für das erste Bit, das zweite Bit und das dritte Bit jeweils mit den Gate-Anschlüssen der Übertragungstore 60 bis 62, 63 und 64, und 65 verbunden sind.

Im folgenden wird die Betriebsweise des Trommelschieberegisters nach Fig. 8 näher beschrieben.

Die Daten von vier zu verschiebenden Bits werden an die Dateneingangsklemmen 44 bis 47 gegeben. Dann wird an jede der Bit-Verschiebesteuerklemmen 52 bis 55 eine "0" angelegt. Soll beispielsweise eine Verschiebung um 2 Bit durchgeführt werden, so wird danach an die 2-Bit-Verschiebesteuerklemme 54 eine "1" angelegt. Die an die erste Dateneingangsklemme 44 angelegten Daten werden daher durch das Übertragungstor 63 zur dritten Datenausgangsklemme 50 geleitet und von dieser ausgegeben. Die an die zweite Dateneingangsklemme 45 angelegten Daten werden durch das Übertragungstor 64 zur vierten Datenausgangsklemme 51 übertragen und von dieser ausgegeben. Die Zustände der ersten Datenausgangsklemme 48 und der zweiten Datenausgangsklemme 49 sind daher nicht bestimmt. Wie oben beschrieben, ist es beim Trommelschieberegister nach Fig. 8 möglich, eine Verschiebung um n Bit durchzuführen, wenn nur einmal ein Verschiebesteuersignal eingegeben wird. Allerdings erhöhen sich bei diesem Trommelschieberegister mit steigender Bitzahl sowohl die Anzahl der Übertragungstore als auch die Anzahl der Bit-Verschiebesteuerleitungen, so daß eine Miniaturisierung schwierig ist, da sich die Dateneingangsleitungen, die Datenausgangsleitungen, die Bit-Verschiebesteuerleitungen und die Übertragungstore kreuzen. Um darüber hinaus eine Verschiebung entsprechend der Fig. 7(c) vornehmen zu können, ist es erforderlich, die Anzahl der Übertragungstore zu erhöhen und zusätzlich weitere Bitleitungs-Steuerleitungen vorzusehen, so daß die Schaltung noch umfangreicher wird.

Ein anderes zum Stand der Technik gehörendes Trommelschieberegister ist in dem Aufsatz "Introduction of VLSI Systems" von Carver Mead, Lynn Conway, Addison Wesley Publishing Company, 2nd Printing, Oktober 1980, beschrieben. Das in der Fig. 5, 14 dieses Artikels abgebildete Trommelschieberegister besitzt vier Eingänge, vier Ausgänge und matrixförmig angeordnete Schalter, um jeden Eingang mit jedem Ausgang zu verbinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schieberegister zu schaffen, bei dem eine gewünschte Anzahl von Bits in einem Schieberegisterzellenbereich gewünschter Länge verschoben werden kann, wobei die Daten außerhalb dieses Bereichs unverschoben bzw. aufrechterhalten bleiben.

Als Lösung schlägt die Erfindung ein Schieberegister mit mehreren Schieberegisterzellen vor, die jeweils einen Datenverriegelungsabschnitt und einen Verschiebesteuerabschnitt aufweisen, wobei jeder Verschiebesteuerabschnitt folgende Einrichtungen enthält:

  • - eine Verschiebesperrsteuerklemme zum Empfang eines Verschiebesperrsignals, um durch Anlegen des Verschiebesperrsignals an die jeweilige Verschiebesperrsteuerklemme zweier unterschiedlicher Schieberegisterzellen einen zwischen diesen liegenden Schieberegisterzellenbereich zu bestimmen, in welchem Daten verschoben werden sollen,
  • - eine Verschiebestartsteuerklemme zum Empfang eines Verschiebestartsteuersignals zwecks Ansteuerung einer im Schieberegisterzellenbereich liegenden Schieberegisterzelle, von der an eine Verschiebung der Daten erfolgen soll,
  • - eine Verschiebesteuerschaltung zum Empfang des Verschiebestartsteuersignals sowie zur Ansteuerung des zu ihr gehörenden Datenverriegelungabschnitts, mit der in Antwort auf das Verschiebestartsteuersignal Daten aus einem benachbarten Datenverriegelungsabschnitt in den zu ihr gehörenden Datenverriegelungsabschnitt verschiebbar sind,
  • - eine die Verschiebesteuerschaltung ansteuernde Verschiebefreigabesteuerschaltung, die nach der Verschiebung der Daten in den zu ihr gehörenden Datenverriegelungsabschnitt die Verschiebesteuerschaltungen benachbarter Schieberegisterzellen zur Datenverschiebung ansteuert, und
  • - eine die Verschiebesteuerschaltung ansteuernde Verschiebestoppsteuerschaltung, die ein Verschiebestoppsteuersignal zur Verschiebesteuerschaltung liefert, wenn die zugehörige Schieberegisterzelle außerhalb des bestimmten Schieberegisterzellenbereichs liegt und durch die vorhergehende Verschiebefreigabesteuerschaltung angesteuert worden ist, und die die Grenze des Schieberegisterzellenbereichs jeweils um eine Schieberegisterzelle zurücksetzt.


Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Verschiebestartsteuerklemme und die Verschiebesperrsteuerklemme nur an wenigen bzw. gewünschten der Schieberegisterzellen vorhanden. Darüber hinaus kann zur Steuerung der Verschieberichtung ein Richtungssteuersignal über eine Richtungssteuerklemme an eine Datenverriegelungsschaltung des Datenverriegelungsabschnitts sowie an die Verschiebestoppsteuerschaltung angelegt werden.

Mit dem Schieberegister nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Datenblock von gewünschter Bitlänge um eine gewünschte Anzahl von Bits mit hoher Geschwindigkeit zu verschieben, wobei diejenigen Daten in einem Datenabschnitt, der nicht verschoben werden soll, aufrechterhalten werden.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfndung dar. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Schieberegisters nach der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 2 einen detaillierten Aufbau des Schieberegisters,

Fig. 3 einen Datenblock, in dem Daten verschoben werden,

Fig. 4 den Aufbau einer Zelle im Schieberegister nach der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 5 den Aufbau eines konventionellen Schieberegisters,

Fig. 6 den Aufbau einer Zelle des konventionellen Schieberegisters nach Fig. 5,

Fig. 7 den Zustand verschobener Daten im konventionellen Schieberegister nach Fig. 5 und

Fig. 8 den Aufbau eines konventionellen Trommelschieberegisters.

Zur Erläuterung des Aufbaus des Schieberegisters nach der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend auf Fig. 1 Bezug genommen. Das Schieberegister 66 mit einer Länge l besitzt einen ersten, zweiten . . . , (l-1)ten und l-ten Datenverriegelungsabschnitt 67, 68, 69 und 70 sowie einen ersten, zweiten . . . , (l-1)ten und l-ten Verschiebesteuerabschnitt 71, 72, 73 und 74. Die Datenverriegelungsabschnitte 67, 68, 69 und 70 besitzen jeweils Dateneingangsklemmen 75, 76, 77 und 78 sowie Datenausgangsklemmen 79, 80, 81, und 82. Dagegen besitzen die Verschiebesteuerabschnitte 71, 72, 73 und 74 jeweils Verschiebestartsteuerklemmen 83, 84, 85 und 86 sowie Verschiebesperrsteuerklemmen 87, 88, 89 und 90 (Verschiebehemmklemmen). Eine Dateneingabesteuerklemme 91 dient zur Steuerung der Dateneingabe in das Schieberegister 66, während eine Datenausgabesteuerklemme 92 zur Steuerung von Daten dient, die aus dem Schieberegister 66 ausgegeben werden. Über eine Rücksetzklemme 93 kann das Schieberegister 66 in einen Ausgangszustand zurückgesetzt werden, während über eine Richtungssteuerklemme 94 die Richtung der Datenverschiebung bestimmt werden kann.

Im folgenden wird die Betriebsweise des in Fig. 1 dargestellten Schieberegisters näher erläutert. Zuerst wird das Schieberegister 66 in seinen Ausgangszustand überführt, wenn ein Rücksetzsignal über die Rücksetzsteuerklemme 93 eingegeben wird. Anschließend wird ein Steuersignal über die Dateneingabesteuerklemme 91 eingegeben, so daß Daten, die über die Dateneingangsklemmen 75, 76, 77 und 78 kommen, in den Datenverriegelungsabschnitten 67, 68, 69 und 70 verriegelt bzw. gehalten werden.

Wenn der Datenblock aus (m-n+1) Bits vom m-ten zum n-ten Bit des Schieberegisters 66 mit einer Länge von l Bits bis zum p-ten Bit verschoben werden soll, so wird die Verschieberichtung über die Richtungssteuerklemme 94 bestimmt bzw. eingegeben, während die Verschiebesperrsteuerklemmen des m-ten und p-ten Bits wirksam werden. Anschließend werden die Verschiebestartsteuerklemmen derjenigen Bits wirksam, die benachbart zum n-ten Bit in Verschieberichtung liegen. Die Verschiebung beginnt dann mit einer speziellen Verschiebegeschwindigkeit, die durch die Datenverschiebe- und -verriegelungsgeschwindigkeit eines Datenverriegelungsabschnitts und die Geschwindigkeit eines Verschiebesteuerabschnitts bestimmt ist. Im vorliegenden Fall gilt die Bezeichnung 1≤m≤n≤ωτp≤l oder 1≤p≤ωτn≤m≤l.

Im folgenden soll für den beschriebenen Fall ein Beispiel näher erläutert werden, bei dem Daten eines vom dritten bis zum siebten Bit reichenden Datenblocks innerhalb eines 16-Bit-Schieberegisters bis zum 13ten Bit des Schieberegisters verschoben werden.

Dabei werden zunächst die Verschiebesperrsteuerklemmen des dritten und des 13ten Bits wirksam gemacht, während ebenfalls die Verschiebestartsteuerklemme des achten Bits wirksam gemacht wird. Das achte Bit ist das zum n-ten Bit (siebte Bit) in Verschieberichtung benachbarte Bit. Es beginnt dann die Verschiebung, wobei die Daten vom dritten bis zum siebten Bit in den Bereich vom neunten bis zum 13ten Bit verschoben werden. Die Inhalte des ersten, zweiten und 14ten bis 16ten Bits bleiben dabei unverändert. Wird dagegen die Verschiebesperrsteuerklemme des m-ten Bits, also des dritten Bits, nicht wirksam gemacht, so werden auch die Daten des ersten und des zweiten Bits verschoben.

Für den Fall, daß m=1 oder p=l ist, werden an das erste Bit ein Signal angelegt, durch das angezeigt bzw. erreicht wird, daß das 0te Bit nicht immer an einer Verschiebeoperation teilnimmt, und an das p-te Bit ein Signal angelegt, durch das angezeigt bzw. erreicht wird, daß das (p+1)te Bit nicht immer an einer Verschiebeoperation teilnimmt.

Eine Verschiebeoperation wird nachfolgend näher beschrieben.

Die Verschiebeoperation beginnt mit der Verschiebung des n-ten Bits zum (n+1)ten Bit. Wird für eine erforderliche Zeitperiode die Verschiebestartsteuerklemme des (n+1)ten Bits wirksam gemacht, so gibt der (n+1)te Verschiebesteuerabschnitt ein die Verschiebeoperation hemmendes Signal zum n-ten und (n+2)ten Verschiebesteuerabschnitt aus, so daß die Daten vom n-ten Datenverriegelungsabschnitt zum (n+1)ten Datenverriegelungsabschnitt verschoben werden.

Detektiert der (n+1)te Verschiebesteuerabschnitt das Ende der Verschiebeoperation, so löscht er das die Verschiebeoperation hemmende Signal, das zu den beiden benachbarten Bits ausgegeben worden ist und gibt Signale zu den beiden benachbarten Bits aus, um die Verschiebeoperation abzuschließen. Der n-te und (n+2)te Verschiebesteuerabschnitt, dem das zuletzt genannte Signal zugeführt wird, erkennen zuerst nach dem Rücksetzvorgang, daß eine der Bedingungen zur Durchführung einer Verschiebeoperation erfüllt ist, wobei der n-te Verschiebesteuerabschnitt erkennt, daß das (n-1)te und (n+1)te Bit sich nicht im Verschiebezustand befinden. Dann beginnt eine Verschiebeoperation ausgehend vom (n-1)ten Bit. In entsprechender Weise erkennt der (n+2)te Verschiebesteuerabschnitt, daß das (n+1)te und das (n+3)te Bit sich nicht im Verschiebebetriebszustand befinden. Es beginnt dann eine Verschiebeoperation ausgehend vom (n+1)ten Bit.

Die Verschiebeoperation wird entsprechend der oben beschriebenen Regel fortgesetzt. Wenn die Daten des n-ten Bits das p-te Bit erreichen, so verhindert der Verschiebesteuerabschnitt des p-ten Bits eine Verschiebung des p-ten Bits selbst und weiterhin eine Verschiebeoperation des (p+1)ten Bits, wenn sein Verschiebebetrieb beendet ist. Ferner verhindert der Verschiebesteuerabschnitt des p-ten Bits eine weitere Verschiebung des (p-1)ten Bits, wenn die Verschiebung des (p-1)ten Bits beendet ist, und gibt ein Signal aus, das seinerseits in der Lage ist, dafür zu sorgen, daß ein ähnliches Signal zum (p-2)ten Bit gesendet wird. Die oben beschriebene Verschiebeoperation ist damit beendet.

Soll eine Verschiebung des m-ten Bits als erste Verschiebung durchgeführt werden, so wird das (m-1)te Bit von der Verschiebeoperation in der beschriebenen Weise erfaßt. Da jedoch die Verschiebesperrsteuerklemme des m-ten Bits wirksam ist, wird eine Information, daß das m-te Bit als erstes nach dem Rückwärtsvorgang verschoben werden soll, nicht zum (m-1)ten Bit übertragen. Dementsprechend tritt das (m-1)te Bit nicht in den Verschiebeoperationszustand ein, so daß die Daten in dem nichtverschobenen Bereich gehalten bzw. verriegelt werden.

In der Fig. 2 sind der Aufbau des Datenverriegelungsabschnitts und der Aufbau des Verschiebesteuerabschnitts nach Fig. 1 genauer dargestellt. Die Fig. 2 zeigt einen Datenverriegelungsabschnitt 95 (Datenhalteabschnitt), einen Verschiebesteuerabschnitt 96, eine Dateneingangsklemme 97, eine Datenausgangsklemme 98 und eine Datenverriegelungsschaltung 99. Das zu dem in der Fig. 2 dargestellten vorliegenden Bit links benachbarte Bit wird nachfolgend als vorhergehende Stufe bezeichnet, während das zu dem vorliegende Bit nach Fig. 2 rechts benachbarte Bit im weiteren als nachfolgende Stufe bezeichnet wird. Entsprechend der Verschieberichtung treten zwei Fälle auf, bei denen eine Verschiebung ausgehend von der vorhergehenden Stufe und eine Verschiebung ausgehend von der nachfolgenden Stufe erfolgt. Die mit den Leitungen in der Fig. 2 verbundenen Pfeile zeigen die Richtung des Signalflusses an, wobei zwei Pfeile auf einer Leitung andeuten, daß ein Signalfluß in beiden Richtungen möglich ist.

Über eine Datenverschiebeklemme 100 können Daten zwischen der vorhergehenden Datenverriegelungsstufe und der in Fig. 2 dargestellten Stufe verschoben werden, während durch eine Datenverschiebeklemme 101 Daten zwischen der in Fig. 2 dargestellten Stufe und der nachfolgenden Datenverriegelungsstufe verschoben werden können. Mit dem Bezugszeichen 102 ist eine Verschiebestartsteuerklemme versehen. Eine Verschiebesperrsteuerklemme ist mit 103 bezeichnet. Eine Verschiebesteuerschaltung 104 führt die Verschiebesteuerung für die Datenverriegelungsschaltung 99 durch. Durch eine Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 wird der Start der ersten Verschiebeoperation freigegeben. Eine Verschiebestoppsteuerschaltung 106 liefert Befehle zur Beendigung der Verschiebeoperation.

Die Bezugszeichen 107 und 108 bezeichnen Klemmen zur Ausgabe eines Eingangsverschiebeoperationssignals an den Verschiebesteuerabschnitt der vorhergehenden und der nachfolgenden Stufe, wobei die Ausgabe der Signale bedeutet, daß der Datenverriegelungsabschnitt 95 und der Verschiebesteuerabschnitt 96 der vorliegenden Zelle nach Fig. 2 eine Verschiebeoperation durchführen. Über eine Klemme 109 wird ein Eingangsverschiebeoperationssignal von der vorhergehenden Stufe empfangen, das anzeigt, daß die vorhergehende Stufe eine Verschiebeoperation durchführt. Dagegen wird über eine Klemme 110 ein Eingangsverschiebeoperationssignal von der nachfolgenden Stufe empfangen, durch das angezeigt wird, daß die nachfolgende Stufe eine Verschiebeoperation durchführt. Die Bezugszeichen 111 und 112 bezeichnen Klemmen, über die Verschiebefreigabesignale von der vorhergehenden und der nachfolgenden Stufe empfangen werden. Über eine Verschiebestoppklemme 113 wird ein Verschiebestoppsignal von der vorhergehenden Stufe empfangen oder ein Verschiebestoppsignal zur vorhergehenden Stufe geliefert. Dagegen wird über eine Verschiebestoppklemme 114 ein Verschiebestoppsignal von der nachfolgenden Stufe empfangen oder ein Verschiebestoppsignal zur nachfolgenden Stufe geliefert.

Mit 115 ist ein Verschiebefreigabesignal bezeichnet, das von der Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 zur Verschiebesteuerschaltung 104 geliefert wird und anzeigt, daß eine Verschiebeoperation möglich ist bzw. freigegeben wird. Ein Verschiebestoppsignal 116 wird von der Verschiebestoppsteuerschaltung 106 zur Verschiebesteuerschaltung 104 geliefert, durch das die Verschiebeoperation der Verschiebesteuerschaltung 104 beendet wird. Ein Datenverriegelungssignal 117 wird von der Verschiebesteuerschaltung 104 zur Datenverriegelungsschaltung 99 geliefert, damit die Datenverriegelungsschaltung 99 Daten verriegeln bzw. halten kann. Ein Entscheidungsbedingungssignal 118 wird von der Datenverriegelungsschaltung 99 zur Verschiebesteuerschaltung 104 geliefert, das innerhalb der Verschiebesteuerschaltung 104 bei der Entscheidung herangezogen wird, ob die Verschiebeoperation in der Datenverriegelungsschaltung 99 beendet ist. Ein Verschiebestoppsignal 119 wird von der Verschiebesteuerschaltung 104 sowohl zur Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 als auch zur Verschiebestoppsteuerschaltung 106 geliefert. Das Verschiebestoppsignal 119 zeigt an, daß die Verschiebeoperation in der Datenverriegelungsschaltung 99 beendet ist. Über eine Klemme 120 wird ein Signal von der Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 zur vorhergehenden Stufe geliefert, wobei dieses Signal anzeigt, daß die Verschiebeoperation weiter fortgeführt werden kann. Dagegen wird über eine Klemme 121 ein Signal von der Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 zur nachfolgenden Stufe ausgegeben, wobei dieses Signal ebenfalls anzeigt, daß die Verschiebeoperation weiter fortgeführt werden kann.

Die Signale von der Dateneingabesteuerklemme 91 und der Datenausgabesteuerklemme 92 werden ebenfalls der Datenverriegelungsschaltung 99 zugeführt, während das Signal von der Rücksetzklemme 93 der Verschiebesteuerschaltung 104, der Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 und der Verschiebestoppsteuerschaltung 106 zugeführt wird. Das Signal von der Richtungssteuerklemme 94 wird der Datenverriegelungsschaltung 99 und der Verschiebestoppsteuerschaltung 106 zugeführt.

Die Datenverschiebeklemmen 100 und 101 sind mit den Datenverschiebeklemmen der vorhergehenden und der nächsten Stufe jeweils verbunden. Befindet sich eine Datenverschiebeklemme 100 oder 101 an einem Bit, das sich am Ende des Schieberegisters 66 befindet, so wird eine derartige Datenverschiebeklemme 100 oder 101 als Dateneingangsklemme benutzt, um beliebige Daten als Eingangsdaten zu empfangen, oder in einem offenen Zustand betrieben. Andererseits können die Datenverschiebeklemmen 100 oder 101 auch als Datenausgangsklemmen im offenen Zustand oder als Klemmen zur Ausgabe von Signalen benutzt werden, die anderen und nicht dargestellten Schaltungen zugeführt werden sollen.

Die Eingangsverschiebeoperationssignalklemmen 107 und 108 sind mit der Eingangsverschiebeoperationssignalklemme der vorhergehenden Stufe, die ein Eingangsverschiebeoperationssignal ihrer folgenden Stufe empfängt sowie mit der Eingangsverschiebeoperationssignalklemme der nachfolgenden Stufe, die ein Eingangsverschiebeoperationssignal ihrer vorhergehenden Stufe empfängt, jeweils verbunden. Eine der Klemmen 107 und 108 kann offen sein bzw. ohne Abschluß, wenn sich die in Fig. 2 dargestellte bestimmte Zelle am Ende des Schieberegisters 66 befindet. Die für die vorhergehende Stufe vorgesehene Eingangsverschiebeoperationssignalklemme 109 der vorliegenden Zelle nach Fig. 2 ist mit der Eingangsverschiebeoperationssignalklemme der vorhergehenden Stufe verbunden, während die für die nachfolgende Stufe vorgesehene Eingangsverschiebeoperationssignalklemme 110 der vorliegenden Zelle nach Fig. 2 mit der Eingangsverschiebeoperationssignalklemme der nachfolgenden Stufe verbunden ist. Eine der Klemmen 109 und 110 wird unwirksam gemacht, wenn die bestimmte Zelle nach Fig. 2 am Ende des Schieberegisters 66 angeordnet ist. Die Verschiebefreigabesignale der vorhergehenden und der nachfolgenden Stufe werden jeweils der Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 über die Verschiebefreigabesignalklemmen 111 und 112 zugeführt. Darüber hinaus wird ein Signal, das nicht im Gegensatz zum Verschiebefreigabesignal steht, an diese Klemmen angelegt, wenn sich die bestimmte Zelle nach Fig. 2 am Ende des Schieberegisters 66 befindet. Die Richtungen der Signale an den Verschiebestoppklemmen 113 und 114 werden in Übereinstimmung mit dem Signal an der Richtungssteuerklemme 94 bestimmt, so daß an der Klemme 113 ein Eingangssignal und an der Klemme 114 ein Ausgangssignal anliegt, oder umgekehrt. Die Verschiebestoppklemmen der vorhergehenden Stufe und der nachfolgenden Stufe sind dabei mit den Verschiebestoppklemmen 113 und 114 verbunden. Liegt eine der Verschiebestoppklemmen 113 oder 114 am Ende des Schieberegisters 66, so wird sie entweder als offene Klemme oder als Eingangsklemme zur Lieferung eines Eingangssignals an eine beliebige nicht dargestellte Schaltung benutzt, wenn sie als Ausgangsverschiebestoppklemme verwendet wird. Wird dagegen eine der Verschiebestoppklemmen 113, 114 als Eingangsklemme verwendet, so kann sie in einem wirksamen bzw. effektiven Zustand oder in einem solchen betrieben werden, der den Betrieb der Verschiebestoppsteuerschaltung 106 nicht stört.

Im folgenden wird anhand der Fig. 2 die Wirksamkeit des Schieberegisters 66 näher beschrieben.

Es sei angenommen, daß die Datenverschieberichtung so gewählt ist, daß die Daten von der vorhergehenden Stufe zur nachfolgenden Stufe unter Steuerung des Signals an der Richtungssteuerklemme 94 verschoben werden. Ferner sei angenommen, daß das in Fig. 2 dargestellte Bit dem Q-ten Bit des Schieberegisters 66 entspricht. Der Wert Q ist auf den Wert 1 ≤Q ≤l festgesetzt, ohne einen bestimmten Wert einzunehmen. Er ist jedoch der Einfachheit halber durch m≤ωτQ≤ωτn oder durch Q=n+1 eingeschränkt. Zusätzlich sei angenommen, daß der Wert Q die Bedingung 1≤Q≤l erfüllt, bis der Wert Q geändert wird.

Zuerst wird die Verschiebesteuerschaltung 104 so angesteuert, daß sie nicht den Eingangsverschiebeoperationszustand einnimmt. Die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 wird so angesteuert, daß sie eine Verschiebeoperation der Verschiebesteuerschaltung 104 hemmt bzw. stoppt, während die Verschiebestoppsteuerschaltung 106 so angesteuert wird, daß sie einen Zustand einnimmt, in dem eine Verschiebeoperation nicht beendet bzw. gestoppt wird. Die Ansteuerung der jeweiligen Schaltungen 104, 105 und 106 erfolgt mit Hilfe eines Rücksetzsignals, das an die Rücksetzsteuerklemme 93 angelegt wird. Die Eingangsverschiebeoperationssignalklemmen 107 und 108 nehmen somit den logischen Zustand "0" ein, während das Datenverriegelungssignal 117 ebenfalls den Wert "0" einnimmt. Auch das Verschiebefreigabesignal 115 nimmt den Wert "0" ein, während an der Klemme 120 (Verschiebefortsetzungs-Freigabeklemme) der logische Wert "1" anliegt. Die Verschiebestoppklemme 113 und das Verschiebestoppsignal 116 (Verschiebestoffausgang) liegen jeweils ebenfalls auf dem Wert "0".

Als nächstes werden Daten über die Dateneingangsklemme 97 zur Datenverriegelungsschaltung 99 eingegeben und durch sie mit Hilfe eines Signals gehalten, das an die Dateneingabesteuerklemme 91 angelegt wird. Werden im Gegensatz dazu Daten aus der Datenverriegelungsschaltung 99 ausgelesen, so werden die ausgelesenen Daten über die Datenausgangsklemme 98 mit Hilfe eines Signals ausgegeben, das an die Datenausgabesteuerklemme 92 angelegt wird. Im vorliegenden Fall können die Dateneingabesteuerklemme 91 und die Datenausgabesteuerklemme 92 innerhalb einer nicht dargestellten externen Schaltung liegen oder nicht vorhanden sein. Darüber hinaus können die Dateneingangsklemme 97 und die Datenausgangsklemme 98 durch dieselbe Klemme gebildet oder ebenfalls nicht vorhanden sein.

Überdies ist die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 so ausgebildet, daß sie einen willkürlichen Start der Verschiebeoperation verhindert, nachdem das Rücksetzsignal gelöscht worden ist. Sie führt eine Verschiebeoperation so lange nicht aus, bis wenigstens eines der benachbarten Bits seine Verschiebeoperation als erstes beeendet hat. Durch sie wird darüber hinaus die Reihenfolge der Verschiebeoperationen gesteuert.

Sie dient ferner dazu, die Schiebestoppsteuerklemmen des m-ten und des p-ten Bits wirksam bzw. effektiv zu machen und läßt sie so lange wirksam bleiben, wenigstens innerhalb der Verschiebestoppsteuerschaltung 106, bis die Verschiebung des Bits beendet ist.

Im folgenden wird Q auf den Wert n+1 gesetzt (Q=n+1).

Die Verschiebestartsteuerklemme 102 des (n+1)ten Bits wird wirksam bzw. effektiv gemacht und die Verschiebeoperation beginnt bei der Verschiebesteuerschaltung 104. Bei diesem durch das genannte Signal getriggerten Start der Verschiebeoperation bleiben die Zustände an der Eingangsverschiebeoperationssignalklemme 109, die mit der vorhergehenden Stufe verbunden ist, an der Eingangsverschiebeoperationssignalklemme 110, die mit der nachfolgenden Stufe verbunden ist, und der Zustand des Verschiebefreigabesignals 115 von der Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 unberücksichtigt. Beim Start der Verschiebeoperation werden die Eingangsverschiebeoperationssignalklemmen 107 und 108 auf "1" gelegt, so daß die Verschiebeoperationen des n-ten und des (n+2)ten Bits gehemmt bzw. blockiert sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß stabile Daten vom n-ten Bit zum (n+1)ten Bit verschoben werden, ohne daß die verschobenen Daten weiter verschoben werden. Das Datenverriegelungssignal 117 wird auf den Wert "1" gelegt, so daß die Datenverriegelungsschaltung 99 eine Verschiebeoperation durchgeführt, wobei das Verschiebestoppsignal 119 auf den Wert "0" gelegt wird (Verschiebeoperationsstoffsignal).

Die Beendigung der Verschiebeoperation wird durch die Verschiebesteuerschaltung 104 in Übereinstimmung mit dem Entscheidungsbedingungssignal 118 detektiert. Wenn das Ende der Verschiebung detektiert worden ist, wird das Datenverriegelungssignal 117 auf den Wert "0" gelegt, so daß die verschobenen Daten verriegelt bzw. gehalten werden. Die Eingangsverschiebeoperationssignalklemmen 107 und 108 werden auf den Wert "0" gelegt, um anzuzeigen, daß das spezielle Bit (Bit in Fig. 2) nicht zum benachbarten n-ten Bit bzw. (n+2)ten Bit verschoben wird. Darüber hinaus wird in der Verschiebesteuerschaltung 104 keine Entscheidung über die Beendigung der Verschiebeoperation getroffen, so daß das Verschiebestoppsignal 119 auf den Wert "1" gelegt wird. Die Verschiebung des speziellen Bits ist daher beendet, ungeachtet der Tatsache, daß die Verschiebefreigabeklemmen 111 und 112 den Wert "0" annehmen, so daß daher die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 die Verschiebefortsetzungsfreigabeklemmen 120 und 121 auf den Wert "1" legt, um eine anschließende Verschiebeoperation der vorhergehenden oder nachfolgenden Stufe zu ermöglichen, wenn die Verschiebung der vorhergehenden oder nachfolgenden Stufe durch ein Signal an der Verschiebesperrsteuerklemme 103 ermöglicht wird.

Die Verschiebestoppsteuerschaltung 106 prüft in Übereinstimmung mit dem Signal an der Verschiebesperrsteuerklemme 103, ob das (n+1)te Bit das p-te Bit ist oder nicht und legt die Verschiebestoppklemme 113 auf den Wert "1", wenn n+1=p ist. Dadurch ist es der vorhergehenden Stufe möglich, die Verschiebeoperation zu beenden, wenn die der vorhergehenden Stufe vorausgehende Stufe eine Verschiebung zur vorhergehenden Stufe beendet. Die Verschiebestoppsteuerschaltung 106 legt darüber hinaus das Verschiebestoppsignal 116 des speziellen Bits auf den Wert "1", um zu erreichen, daß die Verschiebesteuerschaltung 104 keine nachfolgende Verschiebeoperation durchführt. In dem Fall, in dem das Signal an der Verschiebesperrsteuerklemme 103 effektiv bzw. wirksam ist und die Verschiebung der nachfolgenden Stufe nicht erlaubt bzw. freigegeben ist, wird durch die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 die Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme 121 nicht auf den Wert "1" gelegt, so daß eine Verschiebung zur nachfolgenden Stufe blockiert ist. Die nachfolgende Stufe führt somit ebenfalls keine Verschiebung durch, so daß die der nachfolgenden Stufe folgende Stufe und alle weiteren Stufen ebenfalls keine Verschiebungen ausführen. Ist n+1≠p, so werden die Verschiebestoppklemme 113 und das Verschiebestoppsignal 116 auf den Wert "0" gehalten, so daß eine nachfolgende Verschiebeoperation des (n+2)ten Bits möglich ist. Das n-te Bit beginnt somit, Daten vom (n-1)ten Bit zu verschieben, und zwar durch Triggerung bei Beendigung der Datenverschiebung des (n+1)ten Bits. Ist n+1≠p, so beginnt das (n+2)te Bit eine Verschiebeoperation, um Daten vom (n+1)ten Bit zu verschieben.

Als nächstes wird Q auf den Wert n gesetzt und eine Verschiebeoperation des n-ten Bits beschrieben.

Die nachfolgende Stufe entspricht jetzt dem (n+1)ten Bit und die vorhergehende Stufe dem (n-1)ten Bit. Das Signal von der Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme des (n+1)ten Bits der nachfolgenden Stufe wird an die Verschiebefreigabesignalklemme 112 gelegt. Die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 legt das Verschiebefreigabesignal 115 auf den Wert "1", um die Verschiebesteuerschaltung 104 in die Lage zu versetzen, eine Verschiebung durchzuführen, die durch die Beendigung der Verschiebeoperation des (n+1)ten Bits getriggert bzw. eingeleitet wird. Die Verschiebesteuerschaltung 104 beginnt die Verschiebeoperation des n-ten Bits vom (n-1)ten Bit dann, wenn die Eingangsverschiebeoperationssignalklemme 109 der vorhergehenden Stufe und die Eingangsverschiebeoperationssignalklemme 110 der nachfolgenden Stufe auf dem Wert "0" liegen und das Verschiebestoppsignal 116 ebenfalls den Wert "0" annimmt. Die Verschiebeoperation entspricht derjenigen, die auch bei der Verschiebung des (n+1)ten Bits durchgeführt und oben beschrieben worden ist.

Wenn das Verschiebestoppsignal 119, das die Beendigung der Verschiebung des n-ten Bits anzeigt, den Wert "1" annimmt, wird durch die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 die Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme 120 nicht auf den Wert "1" gelegt, wenn die Verschiebesperrsteuerklemme 103 wirksam wird. Dementsprechend wird eine nachfolgende Verschiebeoperation von der vorhergehenden Stufe zum ersten Bit nicht durchgeführt, um die Daten zu halten bzw. zu verriegeln. Wenn ein Signal an der Verschiebesperrsteuerklemme 103 eine Verschiebung nicht verhindert, so wird eine Verschiebeoperation des anderen Bits durchgeführt, und zwar ähnlich wie oben beschrieben. Für den Fall, daß n+1=p ist, wird durch die Verschiebestoppsteuerschaltung 106 keine anschließende Verschiebeoperation den n-ten Bits durchgeführt, wie oben beschrieben.

Der Wert Q sei wiederum auf n+2 gesetzt. Unter Zugrundelegung dieses Werts wird nachfolgend eine Verschiebung der Daten vom (n+1)ten Bit zum (n+2)ten Bit beschrieben.

Die vorhergehende Stufe entspricht dem (n+1)ten Bit und die nachfolgende Stufe dem (n+3)ten Bit. Die Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme der vorhergehenden Stufe ist mit der Verschiebefreigabeklemme 111 verbunden. Wenn die vorhergehende Stufe mit dem (n+1)ten Bit eine Verschiebung beendet und die Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme den Wert "1" annimmt, sendet die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 ein Verschiebefreigabesignal 115 mit dem Wert "1" zur Verschiebesteuerschaltung 104. Die Verschiebesteuerschaltung 104 führt eine Verschiebeoperation des (n+2)ten Bits durch, und beginnt damit, wenn das Eingangsverschiebeoperationssignal des (n+1)ten Bits den Wert "0" annimmt. Das ist der Fall, wenn die Verschiebeoperation des (n+1)ten Bits beendet ist und darüber hinaus das Eingangsverschiebeoperationssignal der nachfolgenden Stufe den Wert "0" annimmt, wobei der Ausgang der Verschiebestoppsteuerschaltung 106 nicht wirksam ist. Die Verschiebeoperation entspricht derjenigen, die bereits bei der Verschiebung des (n+1)ten Bits durchgeführt worden ist. Auf diese Weise wird eine Verschiebeoperation kontinuierlich durchgeführt, ähnlich der bereits oben beschriebenen.

Ist n+2=p, so liefert die Verschiebestoppsteuerschaltung 106 ein Ausgangssignal mit dem Wert "1" an die Verschiebestoppklemme 113, ähnlich wie bei der Verschiebeoperation des (n+1)ten Bits, so daß eine Verschiebeoperation des (n+2)ten Bits daraufhin nicht mehr erfolgt. Ferner wird die Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme 121 auf den Wert "0" gelegt, so daß dadurch eine Verschiebung des (n+3)ten Bits und nachfolgender Bits ebenfalls verhindert wird. Ist n+2 nicht gleich p, so beginnt unmittelbar anschließend eine Verschiebung des (n+3)ten Bits.

In der Fig. 3 ist der Verschiebezustand der tatsächlichen Daten dargestellt. Die Zustände der einzelnen Bits sind in dem 7-Bit-Schieberegister der Reihe nach mit A, B, C, D, E, F und G bezeichnet. Der aus dem zweiten und dritten Bit bestehende Block wird bis zum sechsten Bit verschoben. Die oberste Zeile in Fig. 3 zeigt einen Zustand, in dem Daten in das Schieberegister eingegeben worden sind. Beginnt das Schieberegister zu arbeiten, nachdem erforderliche Bedingungen eingestellt worden sind, so wird der Inhalt des Schieberegisters so verändert, wie in den darunterliegenden Zeilen dargestellt ist. Das zweite Bit wird letztlich bis zum fünften Bit und das dritte Bit letztlich bis zum sechsten Bit verschoben, ohne daß der Inhalt bzw. die Daten des ersten und des siebten Bits (A und G) geändert worden sind. Das erste und das siebte Bit wurden nicht verschoben.

In dem genannten Ausführungsbeispiel werden Daten mit einer beliebigen Länge an einer beliebigen Position zu einer anderen beliebigen Position mit hoher Geschwindigkeit verschoben, während Daten, die in einem Bereich liegen, der nicht verschoben wird, aufrechterhalten werden.

In Fig. 4 ist ein beispielsweiser Aufbau jeder Schaltung bzw. Zelle dargestellt. Gleiche Elemente bzw. Signale sind dabei mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet. Im Zusammenhang mit der Fig. 4 sei angenommen, daß Daten nur in einer Richtung verschoben werden, also von links nach rechts in Fig. 4. Die Richtungssteuerklemme 94, die Datenverriegelungsschaltung 99, die ein Signal von der Klemme 94 als Eingangssignal empfängt, und die Schaltung zur Steuerung der Richtung in der Verschiebestoppsteuerschaltung 106 sind nicht dargestellt.

Die Datenverriegelungsschaltung 99 (Datenhalteschaltung) besteht aus einer UNDNOR-Schaltung 122, die eine UND- Schaltung mit zwei Eingängen besitzt, sowie aus einer UNDNOR-Schaltung 123, die ebenfalls eine UND-Schaltung mit zwei Eingängen aufweist. Insgesamt wird durch diese Elemente ein Flip-Flop gebildet.

Die Bezugszeichen 124 und 125 bezeichnen Datenverschiebeeingangsklemmen, die der Datenverschiebeklemme 100 in Fig. 2 entsprechen. Dagegen bezeichnen die Bezugszeichen 126 und 127 Datenverschiebeausgangsklemmen, die der Datenverschiebeklemme 101 entsprechen. Die Datenverschiebeausgangsklemme 126 ist mit dem Ausgang der UNDNOR-Schaltung 123 verbunden, während die Datenverschiebeausgangsklemme 127 mit dem Ausgang der UNDNOR-Schaltung 122 verbunden ist. Signale mit gegenseitig umgekehrter Phase werden über die Datenverschiebeeingangsklemmen 124 und 125 eingegeben, während Signale mit gegenseitig umgekehrter Phase über die Datenverschiebeausgangsklemmen 126 und 127 ausgegeben werden. Stabile bzw. dauerhafte Signale an Datenverschiebeeingangsklemmen 124 und 125 werden in die Datenverriegelungsschaltung 199 mit Hilfe des Datenverriegelungsausgangs 117 übernommen, wobei die Signale der Datenverschiebeeingangsklemme 124 und der Datenverschiebeausgangsklemme 126 die gleiche Phase besitzen, während die Signale an der Datenverschiebeeingangsklemme 125 und der Datenverschiebeausgangsklemme 127 ebenfalls die gleiche Phase besitzen bzw. annehmen. In diese Datenverriegelungsschaltung 99 können Daten sehr leicht eingeschrieben werden. Darüber hinaus ist es einfach, eingeschriebene Daten auszulesen. Die Dateneingabe- und Datenausgabesteuerklemmen 91 und 92 sowie die Dateneingangs- und Datenausgangsklemmen 97 und 98 sind der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.

Im folgenden wird der Aufbau der Verschiebesteuerschaltung 104 näher beschrieben.

Die Verschiebesteuerschaltung 104 besitzt eine UNDNOR- Schaltung 128 mit zwei Paaren von drei Eingängen aufweisenden UND-Schaltungen. Dagegen besitzt eine UNDNOR- Schaltung 129 der Verschiebesteuerschaltung 104 eine Doppeleingangs-UND-Schaltung, die mit der UNDNOR-Schaltung 128 einen Flip-Flop bildet. Mit 130 ist eine NOR- Schaltung mit drei Eingängen bezeichnet. Der Ausgang der UNDNOR-Schaltung 128, die den Flip-Flop bildet, ist mit den Eingangsverschiebeoperationsklemmen 107 und 108 verbunden, sowie mit dem Datenverriegelungsausgang 117 (Datenverriegelungssignal). Dagegen bildet der Ausgang der UNDNOR-Schaltung 129 den Verschiebeoperationsstoppausgang 119 (Verschiebestoppsignal). Die Eingangsverschiebeoperationssignalklemme 109 der vorhergehenden Stufe, die Eingangsverschiebeoperationssignalklemme 110 der nachfolgenden Stufe und der Verschiebestoppausgang 116 (Verschiebestoppsignal) sind mit der NOR-Schaltung 130 verbunden.

Der Ausgang der UNDNOR-Schaltung 128 wird durch ein Reset- Signal (Rücksetzsignal) auf den Wert "0" gelegt, das über die Rücksetzsteuerklemme 93 eingegeben wird. Die Rücksetzsteuerklemme 93 ist mit einem Eingang der UNDNOR-Schaltung 128 verbunden. Die vier Signale an den Datenverschiebeeingangsklemmen 124 und 125 sowie an den Datenverschiebeausgangsklemmen 126 und 127, die in Übereinstimmung mit dem Entscheidungsbedingungssignal stehen, die Klemmen 107 bzw. 108 sowie der Ausgang der UNDNOR- Schaltung 128 liegen alle an den beiden drei Eingänge aufweisenden UND-Schaltungen der UNDNOR-Schaltung 128. Die Datenverschiebeeingangsklemme 124, die Datenverschiebeausgangsklemme 126 und der Ausgang der UNDNOR-Schaltung 128 sind dabei mit einer der drei Eingänge aufweisenden UND-Schaltung der UNDNOR-Schaltung 128 verbunden, während die Dateneingangsklemme 125, die Datenausgangsklemme 127 und der Ausgang der UNDNOR-Schaltung 128 mit der anderen der drei Eingänge aufweisenden UND-Schaltung verbunden sind. Dieser Schaltungsteil dient dazu, eine Beendigung der Verschiebeoperation der Datenverriegelungsschaltung 99 zu detektieren, also eine Koinzidenz zwischen den Eingangsverschiebedaten und den Ausgangsverschiebedaten festzustellen. Wird daher der Datenverriegelungsausgang 117 wirksam bzw. effektiv gemacht, so detektiert diese Schaltung eine Koinzidenz sofort dann, wenn der Datenverschiebeausgang durch die Datenverriegelung gehalten und mit dem Datenverschiebeeingang koinzidiert.

Die NOR-Schaltung 130 wird wirksam bzw. effektiv, wenn die Bedingungen erfüllt sind, daß die vorhergehende Stufe und die nachfolgende Stufe keine Verschiebeoperation durchführen und daß der Ausgang der Verschiebestoppsteuerschaltung 106 nicht wirksam bzw. effektiv ist, d. h., eine Verschiebung nicht beendet ist. Der Ausgang der NOR-Schaltung 130 wird ferner durch den Ausgang 115 der Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 multipliziert und weiterhin einem Eingang der UNDNOR-Schaltung 129 zugeführt. Das Verschiebefreigabesignal 115, das von der Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 ausgegeben wird, wird wirksam bzw. effektiv, wenn eine Verschiebung der vorhergehenden Stufe, der nachfolgenden Stufe oder der dargestellten Stufe selbst beginnt, und zwar unmittelbar nach einem Reset-Vorgang. Die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 wird auf den Wert "0" durch das Reset-Signal gelegt. Der Ausgang der UNDNOR-Schaltung 128 nimmt den Wert "1" an, wodurch eine Verschiebeoperation beginnt, wenn der Wert "1" über die Verschiebestartsteuerklemme 102 eingegeben wird, so daß die Verschiebeoperation des Schieberegisters 66 als erstes gestartet wird, oder wenn der Ausgang der NOR-Schaltung 130, wie oben beschrieben worden ist, den Wert "1" annimmt, und das Verschiebefreigabesignal 115, also der Ausgang der Verschiebefreigabesteuerschaltung 105, ebenfalls oben beschrieben, auf den Wert "1" gelegt wird. Im Gegensatz dazu nimmt der Verschiebeoperationsstoppausgang 119, der den Ausgang der UNDNOR-Schaltung 129 bildet, den Wert "1" an, wird also effektiv bzw. wirksam, wenn das Reset- bzw. Rücksetzsteuersignal über die Rücksetzsteuerklemme 93 eingegeben wird, oder wenn die Beendigung der Verschiebeoperation der Datenverriegelungsschaltung 99, wie oben beschrieben, durch die Verschiebesteuerschaltung 104 detektiert wird.

Die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 besitzt einen Flip-Flop mit einer NOR-Schaltung 131, die vier Eingänge besitzt, sowie einer NOR-Schaltung 132 mit zwei Eingängen, einen Inverter 133, der an seinem Eingang den Verschiebeoperationsstoppausgang 119 empfängt, und eine NOR-Schaltung 134 mit drei Eingängen. Der Ausgang der NOR-Schaltung 132 bildet den Verschiebefreigabeausgang 115 (Verschiebefreigabesignal). Die Verschiebefreigabesignalklemmen 111, 112 und der Ausgang des Inverters 133 sind jeweils mit einem Eingang der NOR-Schaltung 131verbunden. Mit einem vierten Eingang der NOR-Schaltung 131 ist der Ausgang der NOR-Schaltung 132 verbunden. Das Signal von der Rücksetzsteuerklemme 93 wird einem Eingang der NOR-Schaltung 132 zugeführt. Der andere Eingang der NOR-Schaltung 132 ist mit dem Ausgang der NOR-Schaltung 131 verbunden. Die Bedingungen, unter denen der Verschiebefreigabeausgang 115 den Wert "1" annimmt, sind die gleichen, die bereits oben beschrieben worden sind. Der Ausgang der NOR-Schaltung 134 ist sowohl mit der Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme 120 als auch mit der Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme 121 verbunden. Die drei Eingänge der NOR-Schaltung 134 sind jeweils mit dem Verschiebeoperationsstoppausgang 119, dem Ausgang der NOR- Schaltung 131 und der Verschiebesperrsteuerklemme 103 verbunden. Der Ausgang der NOR-Schaltung 134 wird wirksam bzw. effektiv, um einen Wert "1" an die Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme 120 und die Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme 121 zu legen, wenn der oben beschriebene Verschiebefreigabeausgang 115 den Wert "1" annimmt und darüber hinaus der Verschiebeoperationsstoppausgang 119 den Wert "0" annimmt, und wenn ferner das Signal von der Verschiebesperrsteuerklemme 103 unwirksam bzw. ineffektiv ist. Das bedeutet, daß die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 dazu dient, eine Verschiebeoperation der vorhergehenden oder nachfolgenden Stufe zu starten, wenn sie selbst eine Verschiebeoperation beginnt, nachdem die vorhergehende oder nachfolgende Stufe eine Verschiebeoperation zuerst durchgeführt haben, oder wenn eine Verschiebung durch das Verschiebestartsteuersignal an der Verschiebestartsteuerklemme 102, die das (n+1)te Bit betrifft, im Anschluß an den Zeitpunkt gestartet wird, zu dem die Verschiebesperrsteuerklemme 103 den Wert "0" angenommen hat, und daß sie ferner dazu dient, eine Vertauschung der Reihenfolge der Verschiebeoperation nach dem Rücksetzsignal zu verhindern. Außerdem dient die Verschiebefreigabesteuerschaltung 105 dazu, keine Verschiebeoperation der vorhergehenden und der nachfolgenden Stufe zu starten, wenn das Eingangssignal an der Verschiebesperrsteuerklemme 103 den Wert "1" angenommen hat.

Die Verschiebestoppsteuerschaltung 106 enthält einen Flip-Flop mit einer UNDNOR-Schaltung 135 mit zwei UND- Schaltungen mit jeweils zwei Eingängen und eine NOR-Schaltung 136. Der Verschiebeoperationsstoppausgang 119 und das Signal an der Verschiebesperrsteuerklemme 103 werden an jeweils einen Eingang einer der genannten UND-Schaltungen der UNDNOR-Schaltung 135 gelegt. Der Verschiebestoppklemme 114 und der Verschiebeoperationsstoppausgang 119 liegen dagegen jeweils an einem Eingang der anderen UND-Schaltung der UNDNOR-Schaltung 135. Der Ausgang der NOR-Schaltung 136 ist mit der Verschiebestoppklemme 113 und mit einem Eingang des NOR-Glieds der UNDNOR-Schaltung 135 verbunden. Der Ausgang der NOR-Schaltung 136 stellt darüber hinaus den Verschiebestoppausgang 116 dar (Verschiebestoppsignal). Der Ausgang des NOR-Glieds der UNDNOR-Schaltung 135 ist ferner mit einem Eingang der NOR- Schaltung 136 verbunden. Der andere Eingang der NOR-Schaltung 136 ist mit der Rücksetzsteuerklemme 93 verbunden. Der Ausgang der NOR-Schaltung 136 nimmt den Wert "0" an, wenn ein Reset- bzw. Rücksetzsignal an die Rücksetzsteuerklemme 93 gelegt wird. Die Funktion der Verschiebestoppsteuerschaltung 106 besteht darin, den Verschiebestoppausgang 116 auf den Wert "1" zu legen, so daß im Anschluß daran keine Verschiebeoperation erfolgt, wenn der Wert "1" über die Verschiebesperrsteuerklemme 103 eingegeben wird, wenn sie also die Beendigung ihrer Verschiebeoperation über den Verschiebeoperationsstoppausgang 119 bestätigt, wenn sie das m-te oder p-te Bit ist. Ist sie das m-te Bit, so wird ein Signal von der Verschiebestoppklemme 113 zum (m-1)ten Bit übertragen, was jedoch keine Wirkung erzeugt, da der Ausgang der Verschiebefortsetzungsfreigabeklemme 120 des m-ten Bits einen Start der Verschiebung des (m-1)ten Bits verhindert. Ihre andere Funktion besteht darin, den Verschiebeoperationsstoppausgang 119 des (p-1)ten Bits wieder auf den Wert "1" zu legen, wodurch eine Verschiebeoperation im Anschluß an das (p-1)te Bit verhindert wird, wenn die Verschiebung vom (p-2)ten Bit zum (p-1)ten Bit abgeschlossen wird, und zwar durch das zum (p-1)ten Bit übertragene Signal von der Verschiebestoppklemme 113. Auf diese Weise wird erreicht, daß das (p-2)te Bit und Bits, die sich daran anschließen, nacheinander zu gewünschten Bits verschoben werden können. Die Zeit, die für ein an die Verschiebestoppklemme 114 angelegtes Signal erforderlich ist, um von dem Wert "0" auf den Wert "1" zu wechseln, sollte größer sein als die Zeit, die für den Verschiebeoperationsstoppausgang 119 erforderlich ist, um von dem Wert "1" auf den Wert "0" zu wechseln. Die erforderliche Zeit zur Änderung des letzteren sollte darüber hinaus kurz sein, so daß keine Verschiebung von der der vorhergehenden Stufe vorangehenden Stufe zur vorhergehenden Stufe erfolgen kann.

Entsprechend der vorliegenden Anmeldung werden der Zustand eines Bits und diejenigen benachbarter Bits detektiert, um den Betrieb dieser Bits ohne Taktsignale steuern zu können. Es läßt sich somit die innere Signalverarbeitungsgeschwindigkeit der Schaltung voll ausnutzen. Durch ein Signal kann darüber hinaus leicht die Verschiebeposition angezeigt werden, so daß eine externe Steuerschaltung erheblich vereinfacht werden kann und Datenblöcke mit einer beliebigen Bitlänge zu einer beliebigen Position verschoben werden können. Daten in einem Bereich, der nicht verschoben wird, werden darüber hinaus gehalten bzw. nicht geändert.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Verschiebesperrsteuerklemme des m-ten Bits wirksam gemacht. Dies ist jedoch so lange nicht erforderlich, solange die Daten vom ersten Bit bis zum (m-1)ten Bit gehalten werden sollen.

Wie bereits erwähnt, zeigt die Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Schieberegisters, bei dem Daten in einer Richtung verschoben werden. Auf derartige Schieberegister ist die Erfindung ebenfalls nicht beschränkt. Sie betrifft auch solche Schieberegister, mit deren Hilfe eine Verschiebung von Daten in zwei Richtungen durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, zum dargestellten Schieberegister eine Schaltung hinzuzufügen, durch die das Ende einer Verschiebeoperation detektiert werden kann.

Die Verschiebestartsteuerklemme und die Verschiebesperrsteuerklemme müssen ferner nicht an jeder Zelle des Schieberegisters vorhanden sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Schieberegister mit mehreren Schieberegisterzellen, die jeweils einen Datenverriegelungsabschnitt (67, . . . , 70, 95) und einen Verschiebesteuerabschnitt (71, . . . , 74, 96) aufweisen, wobei jeder Verschiebesteuerabschnitt (71, . . . , 74, 96) folgende Einrichtungen enthält:
    1. - eine Verschiebesperrsteuerklemme (108) zum Empfang eines Verschiebesperrsignals, um durch Anlegen des Verschiebesperrsignals an die jeweilige Verschiebesperrsteuerklemme (103) zweier unterschiedlicher Schieberegisterzellen einen zwischen diesen liegenden Schieberegisterzellenbereich zu bestimmen, in welchem Daten verschoben werden sollen,
    2. - eine Verschiebestartsteuerklemme (102) zum Empfang eines Verschiebestartsteuersignals zwecks Ansteuerung einer im Schieberegisterzellenbereich liegenden Schieberegisterzelle, von der an eine Verschiebung der Daten erfolgen soll,
    3. - eine Verschiebesteuerschaltung (104) zum Empfang des Verschiebestartsteuersignals sowie zur Ansteuerung des zu ihr gehörenden Datenverriegelungsabschnitts (67, . . . , 70, 95), mit der in Antwort auf das Verschiebestartsteuersignal Daten aus einem benachbarten Datenverriegelungsabschnitt (67, . . . , 70, 95) in den zu ihr gehörenden Datenverriegelungsabschnitt (67, . . . , 70, 95) verschiebbar sind,
    4. - eine die Verschiebesteuerschaltung (104) ansteuernde Verschiebefreigabesteuerschaltung (105), die nach der Verschiebung der Daten in den zu ihr gehörenden Datenverriegelungsabschnitt (67, . . . , 70, 95) die Verschiebesteuerschaltungen (104) benachbarter Schieberegisterzellen zur Datenverschiebung ansteuert, und
    5. - eine die Verschiebesteuerschaltung (104) ansteuernde Verschiebestoppsteuerschaltung (106), die ein Verschiebestoppsteuersignal (116) zur Verschiebesteuerschaltung (104) liefert, wenn die zugehörige Schieberegisterzelle außerhalb des bestimmten Schieberegisterzellenbereichs liegt und durch die vorhergehende Verschiebefreigabesteuerschaltung (105) angesteuert worden ist, und die die Grenze des Schieberegisterzellenbereichs jeweils um eine Schieberegisterzelle zurücksetzt.
  2. 2. Schieberegister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebestartsteuerklemme (102) und die Verschiebesperrsteuerklemme (103) nur an einigen der Schieberegisterzellen vorhanden sind.
  3. 3. Schieberegister nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer Datenverriegelungsschaltung (99) des Datenverriegelungsabschnitts (67, . . . , 70, 95) sowie der Verschiebestoppsteuerschaltung (106) ein Richtungssteuersignal über eine Richtungssteuerklemme (94) zuführbar ist.






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