Kaydediciler Nedir?
(Registers)

Kaydediciler elektronik donanımlarda bir tür bellek görevi görür. Her türlü veriyi tutabilen kaydediciler, flip-flop devreleri aracılığıyla bunu gerçekleştirir. Detaylar yazımızın devamında.

A- A+

16.04.2021 tarihli yazı 16384 kez okunmuştur.

Mikroişlemci, mikrodenetleyici, bilgisayar donanımlarında ara bellek ve tampon bellek olarak kullanılan kaydediciler flip-flop devreleri yardımıyla veriyi depolarlar. Flip-floplar 1 bitlik hafıza hücreleri olduğundan n bit uzunluktaki veriyi kaydetmek için n bit kaydedici gereklidir. Bir kaydedici n bitin her birini binary olarak depolayabilme kapasitesine sahiptir. Yeni bilgiler kaydedilirken tüm kayıt bitleri ortak bir saat darbesi ile eş zamanlı yüklenirse, bu işlemin paralel olarak gerçekleştiği anlamına gelmektedir.

Kaydedicilerde depolanmış verilerin üzerinde gerçekleştirilen işlemlere mikro-işlem denilmektedir. Mikro-işlem transferinin tamamlanabilmesi için kaydedici transfer dili denilen özel bir sembolik gösterim kullanılmaktadır. Bu yazımızda asıl odak noktası kaydırmalı kaydedicilerdir. Kaydırmalı kaydediciler, seri giriş/seri çıkış (SISO), seri giriş/paralel çıkış (SIPO), paralel giriş/seri çıkış (PISO), paralel giriş/paralel çıkış (PIPO) olarak çalışma şekillerine göre dörde ayrılmaktadır.

Seri Giriş-Seri Çıkış Kaydırmalı Kaydediciler (SISO)

Verinin, tek bir data girişinden ve en yüksek değerlikli bitten itibaren kaydırılması işlemini gerçekleştiren kaydedicilerdir. Bu işlem, kaydırma yönü baz alınarak kaydedicinin biti kadar veri ile gerçekleştirilir. Senkron çalışması gerektiği için bütün saat (clock) girişlerinin aynı yere bağlanması gerekmektedir. Her tetiklemede bir bitlik veri kaydediciye giriş yapmaktadır. Aynı zamanda bir sonraki bitin kaydedilmesinde önceden kaydedilmiş veriler giriş yönünde kaydırılmaktadır. Bu kaydedicilerde n defa yazma (n-1) defa okuma işlemi yapılmaktadır.

► İlginizi çekebilir: Sayıcı Devresi Nedir ve Nasıl Yapılır?

Seri Giriş-Paralel Çıkış Kaydırmalı Kaydediciler (SIPO)

Kaydedilecek bitlerin, tek bir girişten her bir saat darbesiyle (clock pulse) beraber teker teker kayıt olacağı hücreye kaydırılmasını sağlayan kaydedici çeşididir. Seri giriş- seri çıkışlı kaydedicilerden farklı olarak her bir çıkış ayrı belirtilip paralel çıkış elde edilir.

► İlginizi çekebilir: Ardışıl Devreler Nedir?

Paralel Giriş-Seri Çıkış Kaydırmalı Kaydediciler (PISO)

PISO kaydedicilerde kaydedicinin veri uzunluğu sayısınca paralel giriş terminali ve tek çıkış bulunmalıdır. Bu kaydediciler yükleme ve kaydırma olarak iki çeşit moda sahiptir. 0 verildiğinde yükleme 1 verildiğinde kaydırma modu seçilir. Bunu belirlemek için kaydedicide kapılardan oluşmuş mantıksal devre kurulumu yapılmaktadır. Her bir flip-flopa aynı saat darbesi verildiğinde devrenin senkronize olduğu görülmektedir.

Paralel Giriş-Paralel Çıkış Kaydırmalı Kaydediciler (PIPO)

PIPO tip kaydedicilerde n bitlik kaydedicinin girişlerinde hazırlanmış olunan veriler bir tetikleme ile kaydediciye yazılmaktadır. Bu işlem tek seferde gerçekleşmektedir. Herhangi bir kaydırma işlemine gereksinim duyulmadığı takdirde flip-floplar arasındaki bağlantı olmaksızın her bir giriş terminali ayrı şekilde belirtilmektedir. Senkron çalışma prensibine sahip olması sebebiyle bütün saat girişleri aynı noktada birleşmektedir.

Kaydırmalı Kaydedicilerde Sayıcılar

Kaydırmalı kaydedicilerde, halka ve Johnson olmak üzere iki tip sayıcı bulunmaktadır. Halka tipi sayıcılarda ilk flip-flopun çıkışı ile ikinci flip-flop bağlantılıdır. Böylece en son oluşan çıktı ilk flip-flopu geri beslemektedir. Halka tipi sayıcılarda ek bir kod çözme gerekmediğinden kendi kendine kod çözücülerde sık rastlanmaktadır. Johnson tipi sayıcılarda ilk flip-flopun girişi ikinci flip-flop ile bağlantılıdır. Ek olarak son flip-flopun çıktısının tersi ilk flip-flopun girişine verilmektedir. Böylece bir geri besleme işlemi gerçekleşmektedir. Johnson sayıcılarda sayılan durum miktarı flip flop miktarının ya da sayıcı çıkış sayısının iki katına eşittir. Halka sayıcıların aksine Johnson sayıcılarda herhangi bir giriş değer ataması gerekmemektedir.

Özetleyecek olursak paralel veriyi dönüştürmek için paralel giriş-seri çıkışlı kaydediciler kullanılmaktadır. Seri giriş- seri çıkışlı ve paralel giriş-paralel çıkışlı kaydırmalı kaydediciler dijital devrelerde zaman gecikmesi yaratmak için kullanılmaktadır. Bunlar veri depolama, aktarma ve veri işleme için kullanılmaktadır. Akılda kalması ve daha detaylı bilgi edinmek için aşağıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Kaydedici Transferi

Bir kayıttan diğerine aktarılan bilgilerin sembolik gösterimi için, R1 kaydedicisinden R2 kaydedicisine transferini belli eden yer değiştirme operatörü kullanılmaktadır. Transferin önceden belirlenmiş koşullara göre veri aktarımının gerçekleşmesi sağlanırken if-then durumu kullanılmaktadır. Örneğin eğer bir P kontrol sinyali 1 ise R1 den R2`ye transfer gerçekleşip, P=0 ise gerçekleşmemektedir.

Mikro-Operasyonlar

Bir veya birden daha fazla kayıtta kaydırma, sayma, silme ve yükleme gibi işlemlerin tümüne mikro işlem denmektedir. Dijital bilgisayarlarda mikro işlem, kaydedici transferi, aritmetik, mantıksal ve yükleme olmak üzere dörde ayrılmaktadır. Bunlardan kaydedici transferinde ikili bilgileri bir kaydediciden diğerine aktarırken, aritmetik mikro işlemde kayıtlardaki sayısal veriler üzerinde toplama, çıkarma gibi aritmetik işlemler gerçekleşmektedir. Kaydırmalı mikro işlemlerde ise veriler üzerinde kaydırma işlemi gerçekleştirilmektedir. Yükleme mikro işlemlerinde de adından da anlaşılacağı üzere sayısal olmayan veriye yükleme işlemi gerçekleşmektedir.

Kaynak:

► learnabout-electronics.org
► elprocus.com
► studytonight.com