Teks tersebut membahas tentang shift register dan jenis-jenisnya. Ada empat jenis shift register yang dijelaskan yaitu serial input serial output (SISO), serial input parallel output (SIPO), parallel input serial output (PISO), dan parallel input parallel output (PIPO). Setiap jenis memiliki cara kerja input dan output data yang berbeda-beda.

1. SHIFT REGISTER
Ni Kadek Ayu Ratna Dewi1
, Ni Nyoman Juliani Putri2
, Ni Kadek Sekar Waras Sari3
,
Naudy Taj Athazaina4
, I Made Jelantik5
12345
STMIK Primakara
E-mail: ayuratnadewi1st@gmail.com
1. Pengertian Shift Register
Register atau registrasi adalah sebuah piranti yang berisi kumpulan sel biner yang
digunakan untuk penyimpanan sementara data atau informasi yang akan ditampilkan dalam
bentuk kode-kode biner. Data yang terdapat di dalam register dapat digeser, dibaca maupun
dihapus. Dalam elektronika digital, sangat diperlukan tempat untuk menyimpan data yang
bersifat sementara sebelum data dikerjakan ke tahap utama. Flip-flop yang disusun dapat
menjadi sebuah rangkaian register. 1 bit data dapat disimpan, diingat, dan dicatat oleh satu buah
flip-flop. Dapat disimpulkan jika ada 2 buah flip-flop artinya hanya dapat menyimpan data 2 bit.
Menurut Mismail (1998) terkadang kita perlu untuk menghentikan, mengcopy, memindahkan,
atau menggeser sebuah bit data yang terdiri dari 1 dan 0 yang terdapat pada sistem digital.
Shift Register merupakan jantung dari sistem penyimpanan data digital. Data dapat
berupa huruf atau angka yang akan ditampilkan di layar komputer, televisi, atau kalkulator. Pada
umumnya shift register memindahkan bit data ke kiri atau kanan tergantung pada struktur dan
desain rangkaian. Dalam bentuk sederhananya, shift register mengambil data pada tahap
pertama dan menggeser bit satu tahap ke kiri atau ke kanan karena untuk kemajuan data
diperlukannya sinyal clock. Contoh penerapan tersebut dapat dilihat pada kalkulator. Saat
menginputkan angka 12, hal yang dilakukan pertama kali adalah menekan tombol 1 dan
melepaskannya. Maka akan muncul angka 1 pada layar kalkulator, lalu dilanjutkan dengan
menekan tombol 2 dan melepaskannya. Angka 1 yg berada pada layar kalkulator sebelumnya
tidak menghilang karena posisinya bergeser satu posisi ke sebelah kiri, kemudian pada layar
kalkulator akan muncul angka 12 sebagai output dari inputan user.

2. Mencatat dan menyimpan sebuah angka inputan sangat diperlukan pada proses
pengoperasian bilangan. Contohnya perkalian 5 dengan 8. Awalnya diinputkan angka 5,
dilanjutkan dengan menekan tombol operasi perkalian (x). Sebelum menginputkan angka 8 dan
memprosesnya dengan angka 5, maka menyimpan angka 5 harus dilakukan terlebih dahulu.
Gambaran ini menjelaskan kalau register mempunyai memori untuk mengingat angka agar tetap
muncul walaupun sudah melepas tombol yang telah ditekan sebelumnya.
Jenis register dapat dibedakan melalui cara data masuk dan keluar dari register yang
dilakukan dengan cara serial dan paralel. Dalam serial input dan output data dilakukan secara
satu persatu, sedangkan dalam paralel input dan output data dilakukan secara bersamaan. Cara
paralel memerlukan banyak persambungan dibandingkan cara serial. Jadi pergeseran dengan
cara serial lebih sederhana dan dengan cara paralel lebih cepat.
2. Jenis-Jenis Shift Register
2.1 Shift Register Serial Input Serial Output (SISO)
SISO merupakan kependekan dari Serial Input Serial Output. Maksud dari Serial
Input Serial Output disini adalah cara memasukan input dan mengeluarkan output yang
dimana dilakukan secara serial. Berdasarkan TELKOMNIKA Indonesian Journal of Electrical
Engineering pengertian SISO merupakan Konfigurasi SISO adalah salah satu struktur register
geser atau shift register yang sangat sederhana dimana konfigurasi ini hanya mempunyai
tiga koneksi, serial input yang menentukan apa saja yang ter-input ke flip-flop tangan kiri,
serial output yang diambil dari keluaran flip-flop tangan kanan dan mengurutkan sinyal jam
(Clock). ”Serial Input Serial Output ini merupakan salah satu jenis dari register geser atau
shift register yang berguna untuk menyimpan data secara sementara. SISO juga termasuk
bagian dari shift register yang memiliki satu jalur masuk data (data in) dan satu jalur
keluaran data (data out). Pada SISO, data akan dimasukkan terlebih dahulu secara satu
persatu di bagian data in kemudian data akan bergeser satu per satu dari flip-flop satu ke
flip-flop selanjutnya hingga seluruh flip-flop terisi dengan data yang ingin disimpan.
Pergeseran yang terjadi pada flip-flop diatur oleh sinyal clock.

3. Berikut gambaran dari SISO atau Serial Input Serial Output:
CLK = clock` Q = Keluaran
FFA = flip-flop A D1= Masukan flip-flop A
FFB = flip-flop B D2= Masukan flip-flop B
FFC = flip-flop C D3= Masukan flip-flop C
FFD = flip-flop D D4= Masukan flip-flop D
Q1 = Keluaran flip-flop A Q3 = Keluaran flip-flop C
Q2 = Keluaran flip-flop B Q4 = Keluaran flip-flop D
Gambar di atas menunjukan rangkaian Serial Input Serial Output (SISO) yang
memiliki 4 penyimpanan sementara, maka dari itu rangkaian SISO di atas disebut sebagai
rangkaian register 4-bit. Serial Input Serial Output diatas merupakan SISO shift right mode
atau SISO yang pergeserannya kearah kanan. Nantinya data yang akan dimasukan akan
masuk melalui data in dari setiap flip-flop dimana pada gambar ditulis D1, D2, D3 dan D4,
lalu data yang masuk akan bergeser dari flip-flop A ke flip-flop B, flip-flop B ke flip-flop C,
flip-flop C ke flip-flop D dan flip-flop D menuju ke keluaran atau output flip-flop masing-
masing yaitu Q1, Q2, Q3 dan Q4. Jika keluaran berupa 1 maka clock akan menunjukan

4. rangkaian kearah atas dan jika keluaran berupa 0 maka clock akan menunjukan rangkaian
kearah bawah.
Untuk memperjelas bagaimana Register geser atau shift register bekerja, maka
pertama-tama kita umpamakan data yang tersimpan sementara adalah 0000, kemudian
bisa kita misalkan jika data yang ingin disimpan user adalah 1111. Data 1111 tersebut akan
dimasukan satu persatu melalui data in. Setelah itu, akan terjadi pergeseran dimana
pergeseran diatur oleh sinyal clock. Jika pergeseran terjadi sekali maka data inputan yang
berupa 11111 tadi akan menjadi keluaran tergantung berapa kali pergeseran terjadi,
dimana angka-angka yang ada akan bergeser sehingga hasil keluaran akan menjadi 1000.
Karena terdapat 4 flip-flop maka pergeseran terjadi sebanyak 4 kali. Apabila pergeseran
kedua terjadi maka 1000 akan menjadi 1100. Pergeseran ketiga akan membuat 1100
menghasilkan keluaran 1110. Dan pergeseran terakhir yaitu pergeseran keempat akan
membuat 1110 menghasilkan keluaran 1111. Sehingga data yang disimpan telah sesuai
dengan keinginan user.
Agar lebih jelas berikut tabel penjabarannya:
Waktu Q4 Q3 Q2 Q1
inisialisasi 0 0 0 0
1 1 0 0 0
2 1 1 0 0
3 1 1 1 0
4 1 1 1 1

5. 2.2 Shift Register Serial Input Parallel Output (SIPO)
SIPO (Serial in Parallel out) merupakan salah satu bagian dari shift register yang
berupa penyimpanan/memorial elektrovalensi register yang dapat ditentukan dengan
jumlah total nol atau satu bit data digital. SIPO atau Serial in Parallel Out memiliki daerah
input yang diberi nama D dan berguna sebagai informasi atau penundaan, selain itu SIPO
memiliki daerah masukan transisi yang disebut dengan C dan merupakan kependekan dari
clock serta SIPO juga memiliki daerah keluaran yang disebut dengan Q. Keluaran Q ini
bekerja dengan mengubah situasi ketika waktu transisi menunjukkan positif dari 0 ke 1 dan
terdapat reset yang disebut dengan R. Jika terjadi input sinyal yang over, maka akan
ditransfer ke output Q dan keluaran Q ini akan Kembali ke 0 saat masukan menjadi 0 selama
masukan clock berjalan dari 0 ke 1.
Serial in Paralel out memiliki fungsi yang sangat penting, fungsi tersebut terdapat
pada logika kontrol. Di dalam shift register SIPO juga disediakan secara serial yaitu satu per
satu bit dan output diambil secara bersamaan dari semua flip-flop. PSDRM memiliki 2
usulan SIPO yaitu yang pertama memiliki 2 masukan untuk SIPO seperti clk/jam dan
masukan (SI), 4 keluaran pertama atau disebut (L1), lalu keluaran yang kedua atau disebut
dengan (L2), selanjutnya keluaran yang ketiga disebut dengan (L3), dan yang terakhir
yaitu keluaran keempat disebut dengan (L4). Pada saat tepi jam naik, bentuk gelombang
akan berubah yang dikarenakan tepi yang menanjak akan muncul, estimasi output SIPO
akan berubah. Shift register SIPO tiga bit yang dapat dibalik dasar dapat dibangun
menggunakan tiga flip-flop D , clock dan dua Feynman Gates.
Contoh Serial in Parallel out atau SIPO :

6. Frekuensi Operasi pada shift register SIPO :
a. Frekuensi operasi pada 100 Mhz :
Shift Register Penunandaan (S)
Kekuatan Rata-Rata
(W)
SIPO 71.26*10-12
2.6*10-5
10.828*10-9
20.824*10-9
30.83*10-9
b. Frekuensi operasi pada 500 Mhz :
Shift Register Penunandaan (S) Kekuatan Rata-Rata (W)
SIPO 71.08*10-12
1.367*10-4
2.070*10-9
4.070*10-9
6.072*10-9

7. c. Frekuensi operasi pada 1 GHz :
Shift Register Penunandaan (S) Kekuatan Rata-Rata (W)
SIPO 71.226*10-12
2.8*10-4
1.071*10-9
2.0718*10-9
3.074*10-9
2.3 Shift Register Parallel Input Serial Output (PISO)
PISO atau yang sering disebut dengan Parallel Input Serial Output adalah salah satu
macam dari shift register atau register Geser yang menerima masukan input secara paralel
dan mengeluarkan output secara seri. Jadi secara sederhana input bit akan dimasukkan
dengan cara bersamaan bukan bit per bit dan output akan dikeluarkan dengan cara satu
persatu atau bit per bit.
PISO memiliki empat jalur untuk memasukkan data dan satu jalur untuk keluaran
data, jadi data akan dimasukkan secara bersamaan kemudian data inputan tadi akan
bergeser ke kanan secara bersamaan sehingga data akan keluar satu persatu saat
pergeseran. Pergeseran akan dilakukan dari flip-flop satu lalu ke flip-flop dua dan
seterusnya jika terjadi saat ada sinyal dari clock.

8. Berikut adalah sebuah gambar dari rangkaian shift register Parallel Input Serial
Output atau PISO :
Ada dua tahap pengerjaan untuk mengerjakan rangkaian shift register Parallel Input
Serial Output seperti berikut :
a. Load
Pada tahap ini proses yang akan dikerjakan adalah menyimpan data inputan ke
dalam flip-flop untuk sementara waktu sesuai dengan keinginan user ingin melanjutkan
ke tahap shift atau tidak. Untuk melakukan load data ke dalam flip-flop dibutuhkan
inputan 0 (nol) pada awal rangkaian PISO atau sebelum gerbang logika NOT. Inputan 0
tersebut ada yang akan dinotkan dan tidak, kemudian akan dimasukkan ke gerbang
logika yang sudah tersedia dan diproses sampai tersimpan di flip-flop.

9. b. Shift
Pada tahap ini proses yang akan dikerjakan adalah pergeseran data yang sudah
tersimpan dalam flip-flop saat mengerjakan tahap load sebelumnya untuk mendapatkan
output yang keluar dengan cara satu per satu. Berbeda dengan tahap load, agar dapat
melakukan pergeseran data ke output diperlukan inputan 1 (satu) pada awal rangkaian
PISO atau sebelum gerbang logika NOT. Setelah itu, data yang sudah tersimpan itu akan
berpindah sesuai alur rangkaian. Berikut sebuah gambar rangkaian pada tahap shift :

10. Data yang tersimpan dalam flip-flop akan bergeser ke flip-flop sebelahnya.
Adapun beberapa perpindahan yang terjadi seperti :
• Data Q1 yang sebelumnya tersimpan di FFA (Flip Flop A) akan berpindah ke FFB (Flip
Flop B), data Q2 yang tersimpan di FFB akan berpindah ke FFC, data Q3 yang
tersimpan di FFC akan berpindah ke FFD, dan data Q4 yang tersimpan di FFD akan
keluar sebagai output
• Data inputan yg masuk ke FFA melalui D1 akan menjadi Q1 saat keluar dari FFA dan
seterusnya (D=Q).
2.4 Shift Register Parallel Input Parallel Output (PIPO)
Register Parallel In-Parallel Out atau sering disingkat PIPO merupakan salah satu
dari beberapa jenis shift register atau register geser yang dimana pada jenis register ini,
data dimasukan secara paralel dan kemudian keluarannya akan digeser secara paralel.
Proses pergeseran data yang masuk kedalam register ini terjadi seiring dengan sinyal
pendetak cepat atau lambatnya suatu pewaktu dalam pergeseran data (clock). Register

11. PIPO memiliki jalur input dan output sesuai dengan banyaknya jumlah flip-flop yang
menyusun.
Rancangan sistem logika pada register PIPO yang digunakan adalah Flip-flop tipe
Data (D-FF). Perlu kita ketahui, D-FF merupakan salah satu jenis Flip-flop yang dibuat
dengan menggunakan Riset-Set Flip-flop atau RS-ff. namun yang menjadi pembeda antara
D-flip flop dengan RS-flip flop terletak di bagian inputan R, pada bagian inputan D-FF,
R diberi gerbang NOT. Maka setiap inputan ke D-FF akan memberi hasil keluaran yang
berbeda pada inputan RS, dengan demikian hanya akan terdapat 2 keadaan yaitu, “RISET”
dan “SET” R=0 dan S=1 atau R=1 dan S=0, sehingga kita bisa menginput data baru, Berikut
ini adalah gambar dan tabel kebenaran dari D-FF.
Berikut adalah 4 bit register geser PIPO menggunakan D-FF :

12. Sebelum memasukkan data atau informasi ke dalam sebuah register, rangkaian terlebih
dahulu direset agar keluaran dari Q semuanya berlogika 0. Setelah itu barulah data dimasukkan
secara paralel di bagian inputan pada D-FF, setelah mendapat inputan data, flip-flop akan
mendapat sinyal clock yang mengakibatkan perubahan pada logika, yaitu dari logika 0 menjadi
logika 1, setelah itu barulah data kemudian diloloskan atau dikeluar secara paralel.
Pada rangkaian register PIPO yang ditunjukan pada gambar diatas, tipe flip-flop yang
digunakan adalah tipe D, dengan menggunakan rangkaian ini semua bagian register atau masing-
masing flip-flop diisi pada waktu yang bersamaan dan keluaran masing-masing flip-flop akan
merespon sesuai data pada saat yang bersamaan setelah diberikan sinyal input control, dan
biasanya menggunakan terminal set/reset bukan dengan pemberian clock.
Jika tidak ada pulsa clock yang diberikan, bit tidak akan digeser dan proses pembacaan di
terminal Q akan sama dengan apa yang di inputkan. Pemakaian register ini adalah metode yang
bagus sebagai tempat penyimpanan secara sementara atau sebagai perangkat untuk menunda
waktu. Apabila diberi pulsa clock, setiap bit akan digeserkan satu tempat pada setiap pulsa clock.
Berikut merupakan tabel kebenaran dari register PIPO :
Clock
D0 D1 D2 D3 QD QC QB
QA
0 1 1 0 1 0 0 0 1
1 1 1 0 1 1 1 0 1
2 1 0 0 1 1 0 0 1
3 0 0 0 1 0 0 0 1
D0-D3 adalah input paralel dan Q0-Q3 adalah output paralel. Sekali register terkunci,
semua data pada input D akan berhubungan dengan output Q secara simultan.Jika blok input
memberikan masukan data pada Integrated Circuit. Logika yang diberikan Integrated Circuit yaitu
Logika 0 atau logika 1. Blok reset berfungsi untuk menghapus logika data yang tersimpan pada
memori IC, hal ini berguna jika ingin menginput data baru.

13. Integrated circuit atau sering disingkat dengan IC yang dimana merupakan salah satu
bagian komponen penting dalam elektronik, salah satu fungsinya adalah untuk menyelesaikan
rangkaian logika, dalam rangkaian register PIPO pada umumnya IC pembentuknya adalah
74LS774 dan 74LS173.

14. Daftar Pustaka
Bhuiyan, M. A. (2014). Advances on CMOS Shift Registers for Digital Data. TELKOMNIKA Indonesian
Journal of Electrical Engineering .
Kakde, S. (2020). Design and Implementation of Efficient 8-Bit SIPO Shift. Journal of University of
Shanghai for Science and Technology.
Singh, M. K. (2015). SIMULATION OF ENHANCED PULSE TRIGGERED FLIP FLOP WITH HIGH.
INTERNATIONAL JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES & RESEARCH.