Устройство для сравнения кодов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ КОДОВ, содержащее ь узлов срав"нения, где ь - число разрядов сравниваемых чисел, узел сравнения первого разряда содержит ( р - 1) эле.ментов И и элемент ИЛИ, причем -яшина первого разряда первого числаустройства, где ) = 1, 2, , ( р ), р - основание системы счисления, соединена с первым входом-го элемента И, второй вход которого подключен .к,)-ой шине первогоразряда второго числа, выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИвыход которого соединен с выходом узла сравнения первого разряда, каждый К-й узел сравнения, где К = 2, 3, , п ,. содер-,жит две группы элементов И.по (р -) = 1 2(р - 1), соединенас первыми входами )-х элементов Ипервой группы, выходы которых под"ключены к входам первого элементаИЛИ, второй вход каждого )-го элемента И соединен с )-ой шиной В -горазряда второго числа, каждая р -яшина К-го разряда первого числаустройства подключена к р-му входупервого элемента ИЛИ, каждая++ 1)-я шина К-го разряда первогочисла устройства соединена с первым входом )-го элемента И второй группы, второй вход которого подключен к ) -ой шине К -го разряда второго числа, выходы элементов И второй группы соединены со входами второго элемента ИЛИ, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введеныдополнительных узлов сравнения, поразрядные дешифраторы и блок формирования результата сравнения,. причем в узле сравнения первого разряда р-я шина первого разряда первого числа устройства подключена к р-му входу элемента И выходы первого и второго элементов ИЛИ К-го узла сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами К-го узла сравнения, входы дешифратора соединены с соответствующими входными шинами второго числа устройства, его прямые выходы - с соответствующими шинами прямых сигналов данного разряда второ- а го числа, а инверсные выходй в . с со ответствующими шинами инверсных сигналов данного разряда второго чис ла, дрполнительный узел сравненйя первого разряда содержит (р) элементов И и элемент ИЛИ, ( + 1) -я ( шина первого разряда третьего числа устройства соединена с первым вхо в) дом первого элемента И, второй вход ам которого подключен к 1-й шине инверсного Сигнала первого разряда М второго числа, выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом дополнительного узла сравнения первого разряда, перваяшина первого разряда третьего числа подключена к р;=му входу элемента ИЛИ, каждый Ж-й дополнительный узел сравнения содержит две группы элементов И по (Р) элементов И в каждой и два элемента ИЛИ, первые входы )-х элементов И первой и второй групп:У соединены. с 1-ми,шинами инверсных.1080134 гЙ Цу ФР 2. Р тель Е.ИвановаС;Мигунова КорректорА.ЗимокосощуйаКвееа остаехред Редактор С.Тимохин аз 1338 48 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, Ж 699енного комитений и отРауюская Подписноеета СССРытийабд. 4/51080134 5 к сигналов К-го разряда второго числа, ( 1 + 1)-е шины К-го разрядатретьего числа устройства соединены со вторыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом дополнительного узла сравнения К -го разряда, )-я шина К-го разряда третьего числа устройства соединена с вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен свторым выходом дополнительного узла сравнения К-го разряда, блокформирования результата сравнения:содержит две группы многовходовыхэлементов И с числом входов К,К - 1, К - 2 и т.д. по: (К - 1элементов И в каждой группе, двухвходовый элемент И и элемент ИЛИ,причем вторые выходы К-х узловсравнения К-го разряда соединены свходами двухвходового элемента И,входы первых К -входовых элементовИ первой и второй групп соединенысоответственно с выходом первого ипервыми выходами К-х узлов сравне,ния, выходами первого дополнительного и первыми выходами К-х узлов 1Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначается в основном для применения в электроприводах с цифровым управлением и системах автоматики для сравнения сигналов многофазиого кода с сигналами обычного цифрового Мода равного основания системы счисления. Устройство определяет выполнения соотношения А 4 х ( В между числом Х в многофазном коде и двумя числами А и В обычного цифрового кода.В цифровой технике для определения этого соотношения используют два устройства сравнения, где первое. определяет А 4 Х, а второе - Х 3 В, и при совпадении выходных сигналов этих двух устройств на выходе схемы И формируется сигнал А ( Х сВ.Известны устройства для сравнения кодов при основании системы счисления р Ъ 2, содержащие К узлов сравнения, причем выход каждого 1-го узла сравнения (, 1 1 К) соединен со входом переноса (1 +1)"; го узла сравнения 13.Недостатком этого устройства является большое количество оборудосРавнения, (К - 2 входов (К - 1 входового элемента И подключены к; пеРвым выходам узлов сравнения и дополнительных узлов сравнения начиная со старшего разряда, первый вход (К входового элемента И первой и второй групп соединен со вторыми выходами (К) -х узлов сравнения и дополнительного узла сравнения соответственно и т.д., первые входы (К - 1 -го элементов И первой и второй групп подключены соответственно к первым выходам К-х узлов и дополнительного узла сравнения, а вторые входы соединены соответственно со вторыми выходами (К - 11-х узлов сравнения и дополни- тельного узла сравнения(К -го разряда,выкоды элементов И всех групп и двухвходового элемента И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поразрядный дешифратор содержит двухвходовые элементы И, входы которых соеди" иены с шинами сигналов второго числа, а выходы подключены к шинам при емных и инверсных сигналов данного разряда второго числа. 2вания и невысокое быстродействие, которое определяется временем формирования сигнала переноса, проходящего последовательно через все раз- РЯДЫ еНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сравнения кодов, содержащее п узлов сравнения, причем выход каждого -го узла сравнения (1= 1, 2, , ь) соединен со входом, переноса (1 + 11 -го узла сравнения, первый узел сравнения содержит (р - 1) элементов И и элемент ИЛИ, причем .1 -я шина первого раз ряда первого числа ( = 1, 2,(р -1устройства, где Р - основание системы счисления, соединена с первым входом-го элемента И, второй вход каждого 1-го элемента 2 О. И подключен к )-ой шине первогоразряда второго числа устройства, выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, выход которогосоединен с выходом первого узласравнения, каждый К-ый узел сравнения (К = 2, 3, , и содержитдве группы элементов И, три элемента ИЛИ и элемент И, причем каждая-я шина К-го разряда первого числа1, 2, , р - 1 ) устройствасоединена с первыми входами 1 - хэлементов И первой группы, выход каждого из.которых подключен к 8-мувходу первого элемента ИЛИ, выход 5которого соединен с первым входомэлемента И, выход которого подключен к выходу К-го узла сравнения,второй вход каждого 1-го элементаИ соединен с О -ой шиной К-го разряда второго числа устройства, каждая р-я шина К-го разряда первогочисла устройства подключена к р-мувходу первого Элемента ИЛИ, каждаяЮ-я шина К-го разряда первого числа 15устройства (в = 2, 3, , Р) соединена с первым входом (в - 1) -гоэлемента И второй группы, второйвход каждого ) -го элемента И второй группы подключен к )-ой шине2К-го разряда второго числа устройства, выходы элементов И второй группы соединены со входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключенпервому вхИЛИ второй вхоД которого соединенсо входом переносов К-го узла сравнения, выход третьего элемента ИЛИподключен ко второму входу элемента И 123недостатком известного устройства 30является невысокое быстродействие.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для сравнения 35кодов, содержащее п узлов сравнения,где о - число разрядов сравниваемыхчисел, узел сравнения первого разряда содержит (р " 1) элементов Ии элемент ИЛИ, причем 1-ая шина 40первого разряда первого числа устройства, где 1= 1, 2, , ( р - 1),р - основание системы счисления,соединена с первым входом 1-го элемента И, ВТОРОЙ ВХОД кОтОРОГО пОДклю чен к 1-ой шине первого разряда второго числа, выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом узласравнения первого разряда, каждыйК-ый узел сравнения, где К =2, 3, , й , содержит две группыэлементов И по (р - 1) элементов Ив каждой и два элемента ИЛИ, причемкаждая )-ая шина К-го разряда первого числа, где ) = 1, 2,(Р - 551), соединена с первыми входами1-ых элементов И первой группы, выходы которых подключены к вкодампервого элемента ИЛИ, второй входкаждого )-го элемента И соединен с 60)-Ой шиной К-го разряда второго числа, каждая р-ая шиза К-го разрядапервого числа устройства подключенак р-му входу первого элементаИЛИ,каждая+ 1) -я шина К-го разряда 65 первого числа устройства соединенас первым входом )-го элемента И второй группы, второй вход которогоподключен к -ой шине К-го разрядавторого числа, выходы элементов Ивторой группы соединены с входамивторого элемента ИЛИ, введены и дополнительных узлов сравнения, поразрядные дешифраторы и блок формирования результата сравнения,причем в узле сравнения первогоразряда р-я шина первого разрядапервого числа устройства подключена к р-му входу элемента И, выходипервого и второго элементов ИЛИК-го узла сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами К-го узла сравнения, входы дешифратора соединены с соответствующими входными шинами второго числаустройства, его прямые выходы - ссоответствующими шинами прямых сигналов данного разряда второго числа,а инверсные выходы - с соответствующими шинами инверсных сигналов данного разряда второго числа, дополнительный,узел сравнения первогоразряда содержит (р - 1) элементовИ и элемент ИЛИ, (1+ 1) -я шина пеРвого разряда третьего числа устройства соединена с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к 1-ой шине инверсного сигнала первого разряда второгочисла, выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с выходом дополнительного узла сравнения первогоразряда, первая шина первого разряда третьего числа подключена к р-мувходу элемента ИЛИ, каждый К-йдополнительный узел сравнения содержит две группы элементов И по( р - 1) элементов И в каждой и дваэлемента ИЛИ, первые входы )-ыхэлементов И первой и второй группсоединены с )-ми шинами инверсныхсигналов К-го разряда второго числа,+ 11 -е шины К-го разрядатретьего числа устройства соединены со вторыми входами элементов Ипервой группы, выходы которых подключены к входам первого элементаИЛИ, выход которого соединен,с пер"вым выходом дополнительного узласравнения К-го разряда, )-ая шинаК-го разряда третьего числа устройства соединена с вторыми входамиэлементов И второй группы, выходыкоторых подключены к входам второгоэлемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым выходом дополнительного узла сравнения К-го разряда,блок формирования результата сравнения,содержит две группы многовходовых элементов И с числом входовК, К - 1, К - 2 и т.д. по (К - 1)элементов И в каждой группе, двухвходовый.элемент И и элемент ИЛИ,причем вторые выходы К-х узлов сравнения К-го разряда соединены с входами двухвходового элемента И,входы первых К-входовых элементовИ первой и второй групп соединены 5соответственно с выходом первого ипервыми выходами К-х узлов сравнения, выходами первого дополнительно-го и первыми выходами К-х узловсравнения (К - 2 ) входов ( К - 1) 10входового элемента И подключены кпервым выходам узлов сравнения идополнительных узлов сравнения,начиная со старшего разряда, первыйвход (К - 1) входового элемента Ипервой и второй групп соединен совторыми выходами (К - 1) -х узловсравнения и дополнительного узласравнения соответственно и т,д.,первые входы (К - 1) -го элементовИ первой и второй групп подключенысоответственно к первым выходамК-х узлов и дополнительного узласравнения, а вторые входы соединенысоответственно со вторыми выходами(К - 1)-х узлов сравнения и дополнительного узла сравнения (К - 1) -горазряда, выходы элементов И всехгрупп и двухвходового элемента Иподключены к входам элемента ИЛИ,выход которого является выходом устройства.Кроме того, поразрядный дешифратор содержит двухвходовые элементыИ, входы которых соединены с шинамисигналов второго числа, а выходы З 5подключены к шинам приемных и инверсных сигналов данного разряда второго числа.Работа устройства рассматривается на примере системы счисления с 40основанием р = 10.На Фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг. 2 - схема дешифратора; нафиг. 3 - сигналы пятифазного кода 451 х 1 х 2 х 3 х. ч) эквивалентные им сигналы обычного цифрового кода "0" - "9 и сигналы про, межуточного кода 1 - ГХ на Фиг. 4 схема первого узла сравнения перво-,5 Ого разряда; на фиг. 5 - схема второго узла сравнения первого разряда)на Фиг. 6 - схема первого узласравнения 1-го (1 С 1К ) разряда)на фиг. 7 " схема второго узласравнения 1-го разряда) на фиг. 8 в , 55схема блока Формирования результатасравнения для трехразрядного устройства) на фиг, 9 - графическое представление цифровых множеств сигналов разрядов, определянзцих трехразрядное множество цифр заданного отрезка числовой оси.Устройство содержит дешифратор1, предназначенный для преобразования входного многофазного кода в 65 эквивалентные сигналы промежуточного кода, 2 о ( и - число разрядов) узлов сравнения по два узла в каждом разряде, в первом разряде устройства это собтветственно узлы сравнения 2 и 3, в последующих разрядах устройства - узлы сравнения 4, 5 и блок Формирования результата сравнения 6.Дешифратор 1 выполняет формирование сигналов промежуточного кода Х-ГХ эквивалентных многофазному и обычному цифровому коду равного основания. Логические выражения, связывающие входные сигналы пятифазного кода х 1 - хи выходные сигналы дешифратора, представляются следующим образом: х 2 х 3 = хЗ х+ф 4" = х, х ф 5" = х хн и6 = хх 2 7 = х 2 хзф 9" = 1 Х = х хз ц "0" ч "1 ф2"0" ч.. ч "7" = х5Дешифратор содержит логические двухвходовые элементы И 7-14, входы которых соединены с шинами сигналов пятифазного кода, а выходы об-. разуют группу шин сигналов прямого промежуточного кода 1 - ГХ и инверсного промежуточного кода- ТХ,Дополнительный узел сравнения первого разряда содержит двухвходовые (логические ) элементы И 15-23, выходы которых соединены со входами и-входового логического элемента ИЛИ 24, Выходная шина (логического ) элемента ИЛИ 24 является выходом первого узла сравнения первого разряда.Узел сравнения первого разряда содержит двухвходовые (логические) элементы И 25-33, выходы которых соединены со входами п-входового (логического ) элемента ИЛИ 34,Дополнительный узел сравнения 1-го разряда содержит первую группу элементов И 35-43, объединенную на выходе (р - 1)-входовым элементом ИЛИ 44 и вторую группу элементов И 45-53, объединенную на выходе (р- -1)-входовым элементом ИЛИ 54. Выходные шины элементов ИЛИ 54, 44 являются соответственно первым и вторым выходами первого узла сравнения 1-го разряда.Узел сравнения -го разряда содержит первую группу элементов И 55-63, объединенную на выходе(р - 11-входовым элементом ИЛИ 64,и вторую группу элементов И 65-73,объединенную на выходе (р - 1)-входовым элементом ИЛИ 74, Выходныешины элементов ИЛИ 74, 64 являютсясоответственно первым и вторым выходами второго узла сравнения р-горазряда.Блок Формирования результатасравнения для трехфазного устройст.; ва (аг, а.аох 4 Ъг ЪЪо ) содер- . 10жит (2 К - 1):5 элементов И 75-79,объединенных на выходе пятивходовымэлементом ИЛИ 80, где первая группаэлементов И состоит из (К - 1) = 2элементов И 75, 76, группа элементов И также состоит из (К - 1) = 2элементов И 78, 79, входы которыхсоединяются с выходными шинами сигналов вторых узлов сравнения, а вторые входы первого и второго узловсравнения К = 3-го разряда.соединяются со входом двухвходового элемента И 77.Устройство работает следующимобразом. 25Пусть множество цифровых сигналовХ должно быть определено на отрезке.числовой оси, где левая границаэтого множества задана числома 2 ааО, а пРаваЯ граница - числомЬг ЬЪо(фиг. 9) . Числа а 2 а а иЪ ЪЪо,представленные обычным цифровйм кодом, также входят в еоставэтого множества. Обозначим зто множество через Мааао - ЪгЪЪо. Аналогичным обраом могут быть представлены любые множества в пределах любого количества разрядов, в томчисле в пределах одного разряда,где любая цифра также являетоя единичным множеством. Например Маг, 40Ма, Мао - единичные множества, состоящие йз цифр третьего а 2, второгоа и первого ао разрядов, Ма о - 9 о,мйожество, состоящее из циФр от аодо ф 9" первого разряда; М ),а+ 1)9) - множество, состоящее из цифрот (а+ 1) до "9" второго разряда, м (а 2+ 1) - (ъг + 1) - мно-жество, состоящее из цифр от (а 2+ 1).до (Ъ 2+ 1) третьего разряда и т.д.Исходя из этого представлениявсе сигналы многофазного кода и промежуточного кода являются определенными множествами, например х = М 9,х 5 = Мо-+е В Мо 2 ю 3-.9 55и т.д.Множество Магаао -Ъ 2 Ъ.,Ъможетбыть представлено логической суммоймножеств на отрезках от м до /Ъ,ото до у, от у до д, отд" дои от , до ф . Множество на отрезке 60от о до р равно логическому произве-.дению трех множеств Маг Ма)" М 9 о)множество на отрезке от ) до з равнологическому произведению двух множеств Маг М(а - )- 9, множество 65 348(на отрезке от 3 до Ы равно логическому произведению двух мйожеств(Ьг) М( (г+ ) 92 ) множе ст ВО на отг 2 резке от о доравно логическому произведению двух множеств, М 9 М - (Ь - 1), а на отрезке отдо - - логическому произведению трех мно" жеств МЬг Ма Ъ 1 МОо-ЪоТогда множество на заданном отрезке числовой оси можно выразить следующим образом:1В ":мм чОгд до ЬгЬЬо (ф 2"1 9 г г (Ьг ")г 1о о дг а)+1)-9 Ьг о-Ь Логическое выражение множествадля К разрядов может быть записаноаналогичным образом:М :Мк- " о к" о ( к1 9 кМ чМ ,М М ЧЮ ок -(Ък1) ак-" о) 9 цоо)к 2 2 19 к(фк+ 9 кДля оснований систем счисления, отличных от 10, в индексах выражений (1), 12)вместо 9 необходнмо подставлять (р - 1). Принадлежность множества определенному числу будем обозначать верхним индексом, например М" с, о, Ь Ъ Ъ множество чисХ 210210Узел сравнения 2 формирует мнохжество Ме -9 . Если а = фО", тоооочевидно М 0 +з = 1 и поэтому сигнал на первой шине ао = фО.ф. проходит непосредственно йа выход.ИЛИ 24.хЕсли ао = "1", то М о = 1 иоэлемент И 23 фиксирует совпадение сигналов а, ф 1 ф и Х = Т. Следо вательно, йа выходе элемента ИЛИ 24 при цифрах многофазного кода эквива-. лентныхцифрам обычного кода от "1" до "9" будет выдаваться сигнал единица и т.д.Узел сравнения 3 формирует множество Мо +Ъ. Если Ь =,"0", ,то М" = . = НО" и элемент И 33 бикосирует совпадение сигналов Ъ = "Офи х. = 1Если Ьо= "1", то МОО+1 о= = П и элемент И 32 фиксирует совпадение сигналов Ьо = "1 ф и х, = О и т.д. До Ьо= "9" У когда мао+90=1 ,и поэтому сигнал на десятой йине Ъо = "9" проходит непосредственно на выход элемента ИЛИ 34.Узел сравнения 4 формиует на первом выходе множество Мс+ 9; которое осуществляется аналогично формированию множества Ме +9 вк.узле сравнения 2. На втором вЪходе этого узла сравнения Формируетсякмножество М(р.) +9, . Если а =. фо",кто М.9. = и элемент И 3 Фиксирует совпадение сигналов а, = "0" и х; = 1. Если а;. = "1", то М Э.и в элементе И 42 Фиксируется совпадение этих сигналов и т.д.Узел сравнения 5 формирует на первом выходе множе ство М ф + Ь которое осуществляется аналогично формикрованию множества М О Ь в узлеосравнения 3. На втором выходе этого узла сравнения формируется множество Мо, (,. ) . При цифре Ь;="0" это множество нулевое ( пус" 15 тое) и поэтому шина сигнала; Ь;"0" не имеет связи с первой группой элементбв И 55-63, При цифре Ь = "1" множество М -- 1 и эле 1мент И 63 фиксирует совпадение сигналов Ь,. "1" и х, = 1 и т.д. Все сигналы множеств, которые формируются в узлах сравнения, поступают в блок Форьирования ре эультата сравнения 6, который в соответствии с выражением (1 1 определяет множество М-рЬ,Ь"апрк мер, если первое число равно 135, а второе - 540, тохМ чМ И М чМ М135 и большее 540 делает это мно- жество равным нулю, а любое число ,135Х 4 540 делает это множест во равным единице, Например, еслик, фх Х = 354, тогда Мц З)2 = 1; Мр рх.1 н следовательно, МТаким образом, предложенное устройствб выполняет все операции в разрядах паралЛельно, оперирует с непрерывными множествами, состоящими из большого количества цифр, имеет высокое быстродействие, которое равняется быстродействию одноразрядного известного устройства, При этом количество оборудования устройств примерно равно.В предложенном устройстве возможно сравнение не только многофазного кода с обычным, но любых кодов равного основания. При этом меняется только схема дешифратора, а остальная часть схем неизменна.