术语和定义

参考

对于相关的文件和软件，请访问：

//www.xmece.com/configurable-mixed-signal.

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2. AN-CM-303，8位Siso，SIPO，PISO，PIPO SHIFT寄存器.GP,格林帕克设计文件，Dialog半导yabo国际娱乐体
3. GreenPAK开发工具，格林帕克开发工具网页，对话框半导体yabo国际娱乐
4. 绿百申请须知，格林帕克应用说明网页，对话框yabo国际娱乐
5. SLG46533，数据表，对话框yabo国际娱乐

作者：Priyatham Rao Valipe

介绍

寄存器是用触发器制作的顺序电路来存储和传输二进制信息。Shift寄存器主要使用D菊花链结构中的D触发器进行。这些触发器可以每个存储一位二进制信息，所有这些都由共享输入时钟控制。DFF可以在时钟的每个上升沿读取并存储输入信号的值。DFF的此属性可用于构建各种寄存器。不同形式的SISO，SIPO，PISO，PIPO等寄存器通过加载和检索的方式来区分。

本应用笔记中所示的实现由设计的8位移位寄存器组成格林帕克SLG46533 IC [5.]. 移位寄存器中的位数对应于存在的触发器的数量；在本设计中，使用了八个DFF。

Siso Shift寄存器

SISO是移位寄存器最基本的形式之一。数据是串行加载和串行检索的。第一个DFF的输出在每个时钟周期馈入下一个DFF的输入，最终到达最后一个DFF/输出。该移位寄存器输出与输入延迟。移位寄存器每时钟周期移位或流化一位数据。

如上所述所示，DFF3被串行输入数据位，并且输出从DFF10串行取出。所有DFF都共享相同的时钟。NRESET设置为高，以确保启用所有DFF进行正常操作。

下面所示的时序图将时钟和输入数据流作为第一和第二波形。其余的波形显示了每个DFF的输出是如何串行移位的。如果我们考虑10011010个前8个输入比特，我们可以清楚地看到，这8个比特在DFF10的输出端由第八个上升沿时钟逐个出现。

SISO寄存器的主要应用之一是充亚博国际官网平台网址当延迟元素。延迟可以通过寄存器中的阶段和时钟的频率来控制。在下面的设计中时钟位于1kHz，因此观察到的延迟是7毫秒。

SIPO移位寄存器

在这种类型的移位寄存器中，数据串行发送，并行检索。所有DFF均由同一时钟进行计时，并使用nReset确保所有DFF均已启用以正常运行。数据以串行方式输入DFF3。所有并行输出均来自移位寄存器中存在的DFF输出。每个中间DFF的输出作为下一个DFF的输入。在8个时钟上升沿之后，所有8个输入串行位将在并行输出处可用。

SIPO移位寄存器的时序图如图4所示。它有一个时钟和串行数据作为前两个波形，所有其他波形都是DFF的输出。可以观察到，在8TH.时钟的上升沿，整个输入数据位在每个DFF的输出时都可见。

在最后一个DFF的输出处观察到串行传输的第一位。SIPO移位寄存器的主要应用是许多数字应用中的数据转换。亚博国际官网平台网址有时，当需要更多GPIO引脚时，SIPO移位寄存器连接到微处理器的输出。在上述设计中，时钟频率为1 kHz，将8个串行位转换为平行位的时间是8 ms。

输入与输出之间的对应关系如下所示：

PISO移位寄存器

PISO移位寄存器是SIPO移位寄存器的逆转录。输入并行地呈现输入，并串联检索输出。每个时钟周期都取出数据​​。在该移位寄存器中的主要点是注意的，即在移位寄存器中加载数据时不需要时钟，而需要卸载数据。

与其他换档寄存器类似，所有DFF都以相同的时钟计时，并且具有NRESET为正常操作设置为高电平。IC中提供的2位查找表用作或栅极，为DFF提供并行输入，也可以将一个DFF的输出传输为下一个DFF的输入。从DFF10的输出串行检索输出。

这种类型的移位寄存器通常用于从并行到串行的数据转换。所有与数据并行的位被串行传输到微处理器的单个输入端，这有助于使用更少的微处理器输入引脚。

图6所示的时序图描绘了时钟和所有并行输入，在两条垂直橙色线之间突出显示。最后一个波形是串行数据输出，显示所有并行输入如何转换为串行位流。

输入与输出的对应方式如下所示。

PIPO移位寄存器

该移位寄存器与SISO移位寄存器相反。并行地给出和检索输入数据。在同一时钟周期内，输出相对于输入发生变化。与PISO移位寄存器类似，将数据加载到触发器中不需要时钟，而是需要锁存和输出。因此，PIPO移位寄存器可以用作临时存储设备，尽管在实践中并非如此格林帕克功能通常包含在设计内。每当需要新数据输出时，上升沿时钟将DFF内容呈现给输出。关于此移位寄存器的一个注意事项是单个DFF之间没有连接。类似于其他移位寄存器，相同的时钟和NRESET应用于所有DFF的时钟和NRESET。

Pipo移位寄存器的时序图如图8所示。由于所有输入和输出都是单独加载和卸载的，因此它会显示大量波形。波形中的黄色突出显示线分离输入和输出。所有顶部波形都是输入，底部波形是输出的。它从波形清晰可见，即可以通过单个时钟脉冲检索加载的数据。

GreenPak成本优势

这个格林帕克SLG46533 IC是一个非常多功能的GreenPak IC。许多应用程亚博国际官网平台网址序已通过此IC实施。表格1显示了市场上可用于移位寄存器应用的一些竞争IC。亚博国际官网平台网址

集成电路	数量	价钱	包装/尺寸
TPIC6C596PWR.	1.	$ 1.10	TSSOP（16） 5.00 mm×4.40 mm
MM74HC595MX	1.	0.58美元	TSSOP（16） 5.00 mm x 4.40 mm
SN74HC595.	1.	$ 0.95	TSSOP（16） 5.00 mm×4.40 mm

注1IC的所有价格都在08-05-2020的Digi-key中提到。

格林帕克SLG46533 IC的尺寸为2.00 mm x 3.00 mm，成本低于0.50美元。可以清楚地看到格林帕克IC是市场上最好的解决方案之一。此外，用户可以控制中IC的配置格林帕克，这会增加其价值。

结论

移位寄存器是任何数字系统的组成部分。在本应用说明中，四种类型的移位寄存器：SISO、SIPO、PISO、PIPO已在格林帕克SLG46533集成电路。本应用说明中的8位移位寄存器是市场上其他移位寄存器的可行替代品。这个格林帕克SLG46533集成电路具有PCB面积小、电路多、成本低等优点。