Register

Register merupakan sekelompok flip flop yang dapat menyimpan informasi biner yang terdiri dari bit majemuk. Register dengan n flip flop mampu menyimpan sebesar n bit data. Ada  dua cara menyimpan dan membaca data ke dalam register, yaitu seri dan paralel. Dalam operasi paralel, penyimpanan maupun pembacaan dilakukan secara serentak oleh semua tingkat register. Sedangkan untuk operasi seri, diterapkan secara sekuensial bit demi bit sampai semua tingkat register terpenuhi.

Dalam praktek, untuk mengisi register atau untuk menyimpan data dapat dilakukan dengan dua cara:

1. Dimasukkan secara Jajar (Parallel In):

Pada cara ini semua bagian resgister atau masing-masing flip-flop diisi (Loaded:dimuati) pada saat yang bersamaan. Atau output masing-masing flip-flop akan respon sesuai data pada saat yang sama setelah diberikan sinyal input kontrol.

2. Dimasukkan secara Deret (Serial In):

Pada cara ini data dimasukkan bit demi bit mulai dari flip-flop yang paling ujung (dapat dari kiri atau dari kanan), dan digeser sampai semuanya terisi. Penggeseran data diatur oleh sinyal Clock tiap kali data dimasukkan satu-persatu.

Cara yang pertama (Parallel in) ditunjukkan sesuai gambar di bawah ini:

Prinsip-prinsip Kerja Parallel In.

Ket: Ouput masing-masing flip-flop akan respon sesuai data secara serempak setelah input control diberi nilai logika “1”.

 Output masing-masing flip-flop akan respon sesuai data secara serempak setelah input kontrol diberi nilai logika “1”.

Sedangkan pada cara yang kedua (serial in), bila data digeser dari kanan ke kiri disebut “Register bergeser ke kiri” (Shift-Left Register), sebaliknya bila data digeser dari kiri ke kanan disebut “Register bergeser ke kanan” (Shift-Right Register). Masing-masing cara tersebut digambarkan sesuai gambar di bawah ini:

Ket: Register dalam keadaan kosong. Data siap masuk, menunggu Clock.

Dari prinsip kerja Shift Register tersebut dapat dibangun satu macam register lagi yang dapat bergeser ke kiri maupun ke kanan: Reversible Shift Register.

Memindahkan data secara deret (serial transfer):

Pada gambar diatas data dari register no.1(atas) dipindahkan ke register no.2(bawah) secara deret. Dalam hal ini data akan keluar dari serial output register no.1 dan masuk ke serial input no.2 berturut-turut atau bit demi bit. Pelaksanaannya diatur oleh sinyal clock yang dihubungkan menjadi satu untuk kedua register tersebut. Pada gambar diatas maasing-masing register bekerja bergeser ke kanan(Shift-right register). Pada gambar di bawah ini dapat dilihat data yang berasal dari register yang bergeser ke kanan dipindahkan ke register yang bergeser ke kiri.

Selanjutnya pada gambar serial output register no.1 dihubungkan dengan serial input register no.2 dan serial output register no.2 dihubungkan dengan serial input register no.1 . Pada kondisi ini data akan bergeser secara berputar, dari register no.1 masuk ke register no.2 , kemudian dari register no.2 kembali masuk ke register no.1 dan setersnya. Pengontrolan dilakukan oleh sinyal clock, di mana karena masing-masing register hanya terdiri dar empat flip-flop maka pada saat sinyal clock yang ke delapan data akan kembali pada posisi semula.

MENYIMPAN DATA SECARA PARALLEL

            Sebagaimana telah diketahui, pada cara ini semua bagian Register atau masing-masing flip-flop akan dimuati pada saat yang bersamaan (serempak). Hal itu diatur dengan suatu sinyal pengontrol yang disebut Input control. Bila Input control =”0”, maka semua flip-flop akan tetap stabil sesuai kondisi sebelumnya. Tetapi bila Input Kontrol di ubah menjadi “1”, maka masing-masing data yang telah disiapkan untuk disimpan akan masuk secara serempak. Untuk mengetahui cara  kerjanya dapat dilihat gambar. Dimana register dibangun dari empat buah D – Flip-Flop. (Dalam prakteknya dapat digunakan J-K Flip-Flop).

Dimana:

Bila Input Kontrol =”0” input (Data) tidak mempengaruhi output kedua tersebut.

Dalam keadaan input control “0” dapat di katakan bahwa pintu masuk input di tutup data tidak di ijinkan masuk, sehingga output masing-masing flip-flop tetap stabil sesuai kondisi sebelumnya.

Bila input control ”1” maka data input diijinkan masuk, sehingga output masing-masing flip flop akan berubah sesuai dengan data yang ada pada input.

Dan karena keempat flip-flop dari register gambar diatas dikontrol oleh sinyal input control yang dihubungkan menjadi satu, maka mudah dimengerti bahwa output masing-masing flip-flop tersebut akan merespon pada saat yang sama (Serempak, ketika input control ”1” ).

MENGELUARKAN DATA SECARA PARALEL

            Data yang telah disimpan dalam Register dapat dikeluarkan atau “dibaca” pada saat yang bersamaan. Hal ini diperlukan misalnya untuk sesuatu oprasi penjumlahan bilangan atau untuk keperluan yang lainnya. Cara mengeluarkan data secara jajar (serempak) dilakukan dengan menghubungkan masing-masing output flip-flop pada gerbang AND, dimana salah satu input AND gate tersebut berfungsi sebagai tempat jalan masuk sinyal pengontrolannya.

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa bila output control diberi nilai “0”, maka output semua gerbnag AND adalah “0” tetapai bila output control ”1”, maka output Register akan dikeluarkan dan dapat dibaca pada saat yang bersamaan. Dengan demikian penambahan AND gate pada rangkaian tersebut berguna untuk mengatur kapan satnya data yang disimpan di Register tersebut akan dikeluarkan untuk suatu keperluan tetentu. Dan data akan keluar dengan serempak bila sinyal pengontrol atau output control ”1”.

MENYIMPAN DATA SECARA SERIAL

            Seperti telah disinggung pada permulaan bab ini menyimpan data secara Deret dilakukan dengan memasukkan data (Yang berupa digit-digit bilangan Biner) bit demi bit mulai flip-flop yang paling ujung, dan digeser satu per satu sampai semua flip-flop terisi. Penggeseran data diatur oleh sinyal Clock.

            Selanjutnya pada gambar dibawah dapat dilihat rangkaian logika Register yang digunakan untuk menyimpan data cara Deret (Shift Register). Rangkaian tersebut dibangun dari D Flip-Flop yang berasal dari J,-K Flip-Flop, sehingga penggeseran data akan berlangsung pada saat tepi naik.

Untuk membangun Register yang bergeser ke kiri (Shift-Left Register), maka Serial Input Data dipasang mulai dari flip-flop yang paling kanan (D), sedangkan outputnya dihubungkan dengan input flip-flop C, demikian seterusnya tiap-tiap output flip-flop yang di sebelah kanan dihubungkan dengan input flip-flop di sebelah kirinya.

            Dari gambar di atas yang lalu dapat dilihat bahwa output flip-flop yang paling kanan diberi tanda Serial out, maksudnya adalah bahwa register tersebut dapat dibaca atau dikeluarkan isinya secara deret. Data akan keluar secara Deret atau Bit demi Bit dengan pengontrolan sinyal Clock. Dengan demikian data yang disimpan secara Deret maupun secara Jajar dapat dikeluarkan dengan cara Deret. Juga, bila diinginkan data yang disimpansecara Deret dapat dikeluarkan secara Jajar dengan menggunakan AND Gate sesuai gambar di atas yang lalu.

Ada empat tipe register yang dapat dirancang dengan kombinasi masukan dan keluaran dan kombinasi serial atau paralel :

1.            Serial In Serial Out (SISO)

         Pada register SISO, jalur masuk data berjumlah satu dan jalur keluaran juga berjumlah satu. Pada jenis register ini data mengalami pergeseran, flip flop pertama menerima masukan dari input, sedangkan flip flop kedua menerima masukan dari flip flop pertama dan seterusnya.

2.          Serial In Paralel Out (SIPO)

         Register SIPO, mempunyai satu saluran masukan saluran keluaran sejumlah flip flop yang menyusunnya. Data masuk satu per satu (secara serial) dan dikeluarkan secara serentak. Pengeluaran data dikendalikan oleh sebuah sinyal kontrol. Selama sinyal kontrol tidak diberikan, data akan tetap tersimpan dalam register.

3.            Paralel In serial Out (PISO)

         Register PISO, mempunyai jalur masukan sejumlah flip flop yang menyusunnya, dan hanya mempunyai satu jalur keluaran. Data masuk ke dalam register secara serentak dengan di kendalikan sinyal kontrol, sedangkan data keluar satu per satu (secara serial).

4.            Paralel In Paralel Out (PIPO)

         Register PIPO, mempunyai jalur masukan dan keluaran sesuai dengan jumlah flip flop yang menyusunnya. Pada jenis ini data masuk dan keluar secara serentak.