Класифікація регістрів

За способом запису і зчитування двійкової інформації

Послідовні

В послідовних регістрах запис і зчитування інформації здійснюється послідовно за часом, тобто почергово. Вони мають послідовні виходи. Інформація записується шляхом послідовного зсуву числа синхроімпульсами. Тому регістри послідовного типу носять назву регістрів зсуву.

Паралельні

В паралельних регістрах, які мають паралельні входи та виходи, запис інформації виконуються одночасно в усіх розрядах за один такт керування. Такі регістри називають регістрами пам'яті.

Паралельно-послідовні

Паралельно-послідовні регістри мають або паралельний вхід та послідовний вихід, або послідовний вхід та паралельний вихід. В перших регістрах інформація записується одночасно по паралельних входах, а зчитується почергово, в других — записується почергово, а зчитується почергово. Паралельно-послідовні регістри можуть бути як регістрами зсуву, так і регістрами пам'яті.

За способом приймання та передавання інформації

• Регістри типу SISO - з послідовним входом та послідовним виходом;

• Регістри типу SIPO - з послідовним входом та паралельним виходом;

• Регістри типу PISO - з паралельним входом та послідовним виходом;

• Регістри типу PIPO - з паралельними входом та виходоми.

Найбільш універсальними вважаються регістри, які мають у своєму складі одноразово послідовні і паралельні входи й виходи. Такі регістри називають регістрами з послідовно-паралельним прийманням інформації та послідовно-паралельним передаванням.

Регістр зсуву з лінійним зворотним зв'язком (англ. linear feedback shift register, LFSR) — поширений спосіб отримання псевдовипадкових послідовностей, наприклад ключ-потоків. Це зумовлене такими причинами:

• LFSR добре втілюються на апаратному рівні;

• вони можуть утворювати послідовності із великими періодами;

• вони можуть утворювати послідовності з хорошими статистичними властивостями; і

• завдяки своїй будові, вони легко піддаються аналізу за допомогою алгебраїчних технік.

Означення

Регістр зсуву з лінійним зворотним зв'язком містить  комірок (англ. stages, delay elements) пронумерованих  кожна з яких може зберігати 1 біт інформації і має один вихід і один вхід, а також таймера, який керує рухом даних. Впродовж кожного такту виконуються такі операції:

• вміст комірки  подається на вихід і стає частиною виходової послідовності;

• вміст комірки  пересувається в комірку  для  і

• новим значенням комірки  стає біт зворотного зв'язку  який обчислюється додаванням за модулем  попередніх значень певної підмножини з 

Синтез примітивних матриць Галуа і Фібоначчі над

Терміни «матриця Галуа» і «матриця Фібоначчі» запозичені з теорії криптографії і кодування [1, 2], в яких широко використовуються так звані генератори псевдовипадкових послідовностей (ПСП) за схемами Галуа і Фібоначчі. На рис. 1 наведена структура пристрою (генератора елементів поля ) в конфігурації Галуа (генератора Галуа), відповідного ПРП .

В якості елементів пам'яті розрядів ЛРС використані двійкові тригери, рівень сигналу на виході яких (0 або 1) після подачі синхроімпульса повторює рівень сигналу, підведеного до входу тригера. Елемент в ЛРС здійснює операцію складання по модулю 2 (операцію XOR). Генератор Галуа, представлений на рис. 1, зіставляє кожному ненульових елементів поля відповідний ступінь примітивного елемента за модулем ПРП .

Як випливає з структурної схеми генератора (рис. 1) зворотні зв'язки в простих (класичних) регістрах Галуа однозначно визначаються вибраним ПРП і формуються наступним чином: відгуки кожного розряду надходять на входи наступних розрядів, будучи для них функціями збудження. Крім того, відгук старшого розряду регістра подається (за схемою XOR) на входи тих і тільки тих розрядів регістра, номери яких збігаються з ненульовими номерами Мономах ПРП. При цьому молодшому моному, розташованому праворуч полінома , відповідає номер 1, як і молодшого розряду (D -тригери) регістра.

Узагальнена структурна схема базового чотирирозрядний ЛРС Галуа, що збігається з узагальненою схемою базового генератора Фібоначчі, показана на рис. 6. Вертикально розташовані регістри генераторів, відзначені зверху символом, реалізують операцію порозрядного множення, а регістри, відмічені символом операцію складання вмісту регістра по модулю 2.

Синтез регістра