Capítulo 10: Registro de desplazamiento
Ejemplos de este capítulo en github
Los registros de desplazamiento almacenan un valor y nos pemiten desplazarlo. Son extremadamente útiles. Se utilizan para convertir la información de paralelo a serie (y vice-versa) para usar en las comunicaciones síncronas. Las comunicaciones a través de SPI, I2C, etc, se implementan con estos registros. También nos permiten realizar las operaciones de multiplicar por 2 y dividir entre 2 para número enteros.
En este capítulo los utilizaremos para generar una secuencia de 4 estados en los leds de la placa iCEstick, moviendo las luces en sentido horario
El registro de desplazamiento que usaremos es como el siguiente:
La salida del registro es de N bits (en nuestro ejemplo usaremos un registro de 4 bits). Tiene una entrada en paralelo de N bits, que nos permite cargar en el registro con un valor nuevo. La señal load_shift nos permite determinar el modo de funcionamiento: cuando está a 0 se realiza la carga de un valor nuevo al llegar un flanco de subida de reloj. Cuando está a 1 se realiza un desplazamiento hacia la izquierda en el flanco de subida del reloj.
En este desplazamiento el bit más significativo se pierde, y el nuevo se lee de la entrada serin (serial input). Si tenemos almacenado el valor inicial 1001, la señal load_shift está a 1, serin está a 0 y llega un flanco de subida de reloj, obtendremos el valor: 0010. En el siguiente flanco (si serin sigue a 0) obtendremos 0100, luego 1000 y luego 0000.
Como ejemplo usaremos un registro de desplazamiento de 4 bits para rotar una secuencia de bits y mostrarlos por los 4 leds de la placa iCEStick. La secuencia obtenida por los leds dependerá del valor inicial cargado en el registro.
El diagrama de bloques del componente shift4 es:
El componente principal es un registro de desplazamiento de 4 bits. Por su entrada de reloj se conecta el reloj de la placa iCEstick a través de un prescaler, para disminuir su frecuencia y poder ver la rotación de los bits en los leds.
El bit más significativo del registro (data[3]) se conecta directamente a la entrada serin, de forma que se consiga la rotación de bits (el más significativo pasa a ser el de menor peso)
Por la entrada paralelo introducimos el valor inicial, que por defecto será el 0001. Al rotar aparecerá la secuencia 0010, 0100, 1000 y 0001.
La carga inicial la realizamos usando un inicializador, como el mostrado en el capítulo 9. Está conectado a la entrada load_shift, de manera que inicialmente está a 0 y al llegar el primer flanco de reloj pasa a '1', cargándose el valor inicial y pasando a modo desplazamiento. En el resto de flancos se realizará el desplazamiento (y no la carga). Este es un ejemplo de cómo funciona el inicializador.
- Ej1
- Ej2
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