Устройство для сравнения -разрядных двоичных чисел

ОП ИИЗОБРЕТЕНИЯ 746502 САНИЕ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 171077 (21) 25339 39/18-24, (1) М Кл6 06 Г 7/04 с присоединением заявки Ио -(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытии(72) Авторизобретения В. И, Рабинович Новосибирский электротехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ в и - РАЗРЯДНЫХ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛИзобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техники,может быть использовано в системахвычислительной техники для выбораэкстремальных чисел и чисел, отличаю щихся заданным признаком,Известно устройство для сравнениядвоичных чисел, содержащее вычитаящие счетчики сравниваемых чисел, реверсивные счетчики, суммирующие счет-Очики максимальной и минимальной разности, сумчирующие счетчики наибольшего и наименьшего чисел, элементыИ, ИЛИ, дифференцирующие цепи, триггеры, генератор импульсов (11 . 5 Устройство работает по принципу уменьшения содержимого вычитающихсчетчиков до получения нулевого кода в них и одновременного заполнения 20 счетчиков наибольшего и наименьшего чисел, а после выявления наименьшего числа - заполнения счетчиков наименьшей и наибольшей разности чисел,Недостатком известного устройства 25 являются сложность и малое быстродействие, так как время, необходимое для сравнения чисел равно с=(щ)/К, где Ео - частота генератора импульсов,йп 1- код максимального из сово 2купности чисел, записанного в одномиз вычитающих счетчиковИзвестно также устройство, содержащее щ элементов равнозначности,информационные первые входы которыхсоединены с входными шинами устройства, вторые входы в .с певой шиной управления, элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И, элементы И, ИЛИ, НЕ, регистрыЯНедостатком известйого устройстваявляются его ограниченные функциональные возможности, которые сводятся к определению экстремальных чисел.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейпутем обеспечения определения экстремальных чисел и поиска чисел попризнакам.Поставленная цель достигается тем,что в устройствет содержащем в элементов равнозначности, информационныепервые входы которых соединены с входными шинами устройства, вторые входыс первой шиной управления, элементИЛИ, выход .которого подключен к первому входу элемента И, тп Д-триггеров,а выход каждого 1-го элемента равнозначности соединен с информационным/.входом 1-го Д-триггера и с 1-ым вхо-дОМ ЭЛЕМЕНта ИЛИ, Где 1=1,2В,ВХОДЫ СИНХРОНИэаЦии Д-триГГера Подключены к выходу элемента И, второйи третий входы которого соединены совторой и третьей управляющими шинами устройства, четвертая управляющаяшина устройства подключена к (в+1) -мувходу элемента ИЛИ, прямой выход каждого 1-го Д-триггера соединен с входом управления 1-го элемента равнозначности, входы установки в едининое состояние Д-триггеров подключены к шине установки н исходное состояние устройства,Функциональная схема устройствапредставлена на чертеже,Устройство содержит и элементовравнозначности, щ Д-триггеров 2,элемент ИЛИ 3, элемент И 4, управляющие шины 5-9,Устройство работает следуЮщим образом,й и-разрядных двоичных чисел х"Фх ,х подается каждое на свой элемент равнозначности одновременно поразрядно, начиная со старшего разряда, На управляющую шину 5 подаютсясигналы логического 101 или логической 1 при поиске соответстненно минимальных или максимальных чисел, а также заданное число У припоиске заданных чисел или признакачисла при поиске чисел по признаку,Сигналом логической ф 11, подаваемым на управляющую шину 9, все вД-триггеров 2 устанавливаются н исходное состояние. На управляющую шинуб выбора вида операции подается сигнал логического Офф при пбискеэкстремальных чисел и логической1 при поиске чисел по признаку.На Управляющую шину 7 кода маски г(сдается код маски последовательно поразрядно и одновременно с числамих и у, На управляющую шину 8 подаются тактовые сигналы;Поиск максимального из совокупности щ чисел производится следующим образом, На управляющую шину 6 подается логический 0 ф, на управляющую .шину 7 - код маски, все разряды которого содержат логическую 11 ф,На управляющей шине 5 устанавливается сигнал логической 1 ф, ВсеД-триггеры 2 устанавливаются в единичное 11 состояние сигналом по управляющей шине 9, тем самым на управляющие входы всех элементов раннозначностиподается разрешающий сигнал,Далее с первым тактирующим импульсомстаршие- разряды всех чисел поступают на первые входы соответствующихэлементов равнозначности, сигналы"яа ВЙХодекоторЫх ПоЯнятся"в случае,если (У- Х) О =, 1, где Х- К-й раз 1ряд 1"го числа, Ц - выходной сигнал 1-го Д-триггера, образованный после окончания (К) -го такта, гдК=1,2 ,иСледовательно, при поиске максимального числа, т,е, когда 1, напервом такте сравнения образуется5сигнал логической1на выходетех элементов равнозначности, гдех = 1, Элемент ИЛИ 3 выявляет естьлй среди поступивших сигналов хотябы ОДин еДиничный 4 ОчевиДнО числОне может быть максимальным и подлеч- жит исключению из дальнейшего анализа, если среди поступивших значенийстаршего разряда всех чисел есть хотя бы одна единица, а н старшем разряде данного числа нуль,15 Если ныходной сигнал элемента ИЛИ3 (Рк) равен единице, то тот же тактовый импульс через элемент И 4 поступает на С входы всех Д-триггеров,из которых установятся н нулевое20 состояние только те, на Д входах которых присутствует сигнал логического 0, Следовательно, на управляющие входы элементов равнозначностисоответствующих Д-триггерам, изменив 25 шим свое состояние, поступит сигналзапрета на дальнейший анализ соответствующих чисел,Если РК=О, т,е, все числа данногоразряда не равны У, тактовый импульсне поступит на С входы Д-триггеров исостояние их не изменится,На следующем такте на первые входы всех щ схем равнозначности поступают значения следующего по старшинству 1 азряда обрабатываемых чисел ипроцесс сравнения продолжается аналогично,В итоге за и тактов сравнениявыявляются максимальные числа, местонахождения которых Фиксируются триг 40 гером, неизменившим исходногосостояния, Сравнение может закончиться(и на первом такте, если среди значений старшего разряда щ чисел толькоодно единичное,45 АналогичнО прОизВОдится пОиск ми -нимального числа,Поиск числа по признаку, частнымслучаем которого является поиск за,данного числа, производится следую 5 О щим образом,Допустим производитсяпоиск числа, в к-ом разряде которогоединичное значение, а в с -ом нуленоеи безразлично какое значение в остальныХ разрядах, где Р = 0,1,п, Р К,55Следовательно на вход устройстваподается последовательно поразряднои одновременно с щ числами код маски,к-й,-й разряды которого имеют единичное значение, а остальные - нуле 60 вое, На управляющую шину 5 подаетсятакже последовательно поразрядно иодновременно с п числами число У суказанными вйше значениями к-го и1-го разрядов, На вход б подается5 лОГическая 1, Все Д-триггеры уста746502 Формула изобретения навливаются в единичное состояние,С первым тактовым импульсом старшиеразряды всех щ чисел поступают напервые входы соответствующих элементов равнозначности, На выходе элемента ИЛИ 3 присутствует единичный сигнал независимо от того равны 11или0функции (У; Х) О . (У, - Х )ч к-(ук хк) к-Тактовые импульсы поступают на Свходы Д-триггеров только в К-ом и6-ом тактах, следовательно, в течениеостальных тактов никаких измененийв состоянии схемы не произойдет, Далее в К-ом такте исключаются из анализа те числа, К-й разряд которыхИмеет нулевое значение, а в Р -ом такте те числа, 6 -й разряд которых имеетединичное значение , т,е если(У- Х)=О, то число х подлежитисключеййю и, если (У- х")Ц =1, точисло х" подлежит исключению, где0,1 т, г1.В итоге после и тактов сравненияД-триггеры, не изменившие исходногосостояния, зафиксируют местонахождение чисел, имеющих заданные признаки.Поиск заданного числа осуществля-"ется аналогично, только код маскидолжен иметь единичными все разряды,а на управляющую шину 5 подается заданное число,Таким образом, данное устройствопозволяет за и тактов преобразованияопределить экстремальные числа ичисла с заданным признаком , Причеминформация, поступающая на вход Х",Х ,х не стирается, что позволяетмногократно повторять операции срав-нения, а местонахождение чисел определяется триггером, имеющим единичное состояние в конце операции срав-.нения,Устройство для сравнения в и -разрядных двоичных чисел, содержащее вэлементов равнозначности, информационные первые входы которых соединены с входными шинами устройства, вторые входы - с первой шиной управления, элемент ИЛИ, выход которого подк ючен к первому входу элемента Ио т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения Функциональный воэможностей путем обеспечения определения экстремальных чисел и поиска чисел по признакам, в него введены щД триггеров р а выход каждого 1 Гоэлемента равнозначности соединен синформационным входом 1-го Д-триггера и с 1-м входом элемента ИЛИ, где3. = 1,2, щ, входы синхронизациид-триггера подключены к выходу эле О мента И, второй и третий входы которого соединены со второй и третьейуправляющими шинами устройства, четвертая управляющая шина устройстваподключена к (в+Ц-му входу элемента 2 ИЛИ, прямой выход каждого 1-го Д-триггера соединен с входом управления1-го элемента равнозначности, входыустановки в единичное состояние Д-.триггеров подключены к шине установ- ЗО ки в исходное состояние устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРР 444180, кл, О 06 Р 7/04, 2005712, Авторское свидетельство СССР4 О Р 478303, кл, С 06 Р 7/04, 15,05,72 (прототип),НИИПИ Заказ 3944/38 ираж 751 Подписно Филиал ППП Патент, г.ужгород,ул.Проектная