Устройство для сравнения двоичных чисел

СОЮЗ СОВЕТСКИХссцееэлиеснн иСПУБЛИК 9) И 3) А 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМ"ТЕЛЬСТВУ 61 64632921) 3405154/189 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ по авт.св. 9646329,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности устройства, оно содержит второй и третийрегистры, второй, третий и четвертый триггеры, третью и четвертуюгруппы элемейтов И, четвертый элемент задержки, шестой, седьмой ивосьмой элементы И, пятый и шестойэлементы ИЛИ, элемент запрета, причем информационная шина устройствасоединена с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которыхсоединены с информацйонными входамипервого регистра, а их управляющиевходы - с третьимнвходами первогои второго элементов И и с инверснымвыходом второго триггера, прямой выход которого соединен с выходнойшиной устройства, а его инверсныйвход - с выходом пятого элемента ИЛИ,первый вход которого соединен с первыми входами установки нуля второгои третьего регистров и с первой управляющей шиной устройства, а второйвход - с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с прямкомвходом второго триггера, а его второйвход - с выходом четвертого элемента задержки, первыми входами шестого и седьмого элементов И и инверс ным входом третьего триггера, прямой вход которого соединен с третьим входом установки нуля накапливающего сумматора, а его прямой выход соединен с первым входом восьмого элемента И и с первыми входами элементов И третьей и четвертой групп, вторые входы которых соединены соответственно с вторыми входами шестого и седьмого элементов И, выходы которых соединены с вторыми входами установки нуля второго и третьего регистров, соответственно,1 и с прямым и инверсным выходами четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выходом восьмого элемента И, второй Е вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и с вхо-, дом Четвертого элемента задержки, третья группа входов третьей и четвертой групп элементов И соединена с прямыми выходами первого регистра, с а их четвертая группа входов под.ключена к выходу третьего элемента ИЛИ, выходы третьей и четвертой группэлементов И соединены соответственно с информационными входами второго и третьего регистров, выходы которых соединены с первыми входами элементов И пятой и шестой .групп соответственно, вторые входы которых соединены с прямыми выходами триггеров накапливающего сумматора, а их выходы соединены соответственно с первыми и вторыми входами шестого элемента ИЛИ, выход которого сое динен с первым. входом элемента запре 1037241Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть " использовано в цифровых системахконтроля и обработки информации,По основному авт.св. Р б 46329 известно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее первый регистр, накапливающий сумматор, пять элементов И, четыре элемента ИЛИ, три элемента задержки, первую и вторую группы элементов И, первый 10 триггер, причем вход установки в нулевое состояние триггера и первые вхоДы первого и второго элементов ИЛИ соединены с первой управляющей шиной, инверсный и прямой выходы 15 первого триггера подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые входы первого и второго элементов И соединены со второй управляющей шиной, а выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первому входу третьего элемента ИЛИ и к управляющему входу элемента И первой группы, информационные входы которых соединены с инверсными выходами первого регистра, а выходы - с первой группой входов накапливающего сумматора, выход третьего элемента ИЛИ подключен к управляющему входу элементов И второй группы и через первый элемент задержки ко входу установки в единичное состояние первого триггера и ко второму входу второго элемента ИЛИ выход которого соединен со 35 входом установки в нулевое состояние первого регистра, прямые выходы которого подключены к информационным входам элементов И второй группы, выходы которых подключены 4 О ко второй группе входов накапливающего сумматора, прямой и инверсный выходы знакового разряда которого соединены с первыми входами третьего и четвертого элементоь И, 45 соответственно, вторые входы которых подключены к третьей и четвертой шинам управления соответственно, а выходы - ко входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу установки нуля накапливающего сумматора, а выход 55 второго элемента И через второй элемент задержки соединен со вторым входом пятого элемента И и со входом третьего элемента задержки, выход которого подключен ко второму 60 входу третьего элемента ИЛИ11.Недостатком из вестного устрой.ства является его низкая надежность, которая обуславливается отсутствием в этом устройстве цепей контроля,Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет ввода цепей контроля, обеспечивающих контролв правильности функционирования устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй и третий регистры, второй, третий и четвертый триггеры, третью и четвертую группы элементов И, четвертый элемент задержки, шестой, седьмой и восьмой элементы И, пятый и шестой элементы ИЛИ, элемент запрета, причем информационная шина устройства соединена с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых соединены с информационными входами первого регистра, а их управляющие входы - с третьими входами первого и второго элементов И и с инверсным выходом второго триггера, прямой выход которого соединен с выходной шиной устройства,а его инверсный вход - с выходом пятого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первыми входами установки нуля второго и третьего регистров и с первой управляющей шиной устройства, а вто рой вход - с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с прямым входом второго триггера, а его второй вход - с выходом четвертого элемента задержки, первыми входами шесгсго и седьмого элементоь И и инверсным входом третьего триггера, прямой вход которогс соединен с третьим входом установки иля накапливающего сумматора, а его прямой выход соединен с первым входом восьмого элемента И и с первыми входами элементов И третьей и четвертой групп, вторые входы которых соединены соответственно с вторыми входами шестого и седьмого элементов И, выходы которых соединены с вторымя входами установки нуля вторсго и третьего регистров, соответственно,и с прямым и инверсным выходами четвертого триггера, счетный вход котсрого соецпнен с выходом восьмого элемента И,второй вход которого соединен с выходом первого элемента зацержки и с входом четвертого элемента задержки, третья группа входов третьей и четвертой групп элементов И соединена с прямыми выходами первого регистра,а их четвертая группа входов подключена к выходу третьего элемента ИЛИ, выходы третьей и четвертой гругп элементов И соединены соответственно с информационными входами второго и третьего регистров, выходыкоторых соединены с первыми входами элементов И пятой и шестой групп соответственно, вторые входы которых соединены с прямыми выходами триггеров накап. ливающего сумматора, а их выходы соединены соответственно с первыми ивторыми входами шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента запретаНа чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит регистры 1-3, накапливающий сумматор 4, группы элементов И 5-11, элементы ЙЛИ 12-16, элементы И 17-24, триггеры 25-28, элементы 2932 задержки, элемент 33 запрета, шины 34-37 управления, 10 информационную шину 38, выходную шину 39.Устройство работает следующим образом.Сигнал усгановки исходного состо яния устройства, поступающий на ши-. ну 34 управления, устанавливает :регистры 1-3,накапливакиций сумматор 4 и триггеры 25 и 27 в нулевое, а триггер 28 в единичное состояние. Числа для сравнения поступают по информационной шине 38 через группу элементов И 7 в параллельном или последовательном кодах в зависимос- ти от типа источника сравниваеьих чисел, Если числа поступают в последовательном коде, то группа элементов И 7 содержит только один элемент И.Первое число записывается в регистр 1, так как группа элементов И 7 открыта сигналом, подаваемым с инверсного выхода триггера 25Сигнал сброса, поступающий после первого числа на шину 35 управления, через элемент И 19, управляемый 35 инверсным выходом триггера 27 и элемент ИЛИ 14, перегисывает это двоичное число.в прямом коде в накапливающий сумматор 4, Это число переписывается в один из регист ров 2 или 3 в зависимости от оостояния триггера 26, который открывает одну из групп элементов И 8,9. Триггер 27 и регистр 1 сигналом 45 сброса через элемент 31 задержки устанавливаются соответственно в единичное и нулевое состояния. Этим сигналом триггер 26 через открытый элемент И 24 перебрасывается в другое состояние, подготавливая цепь записи нового числа в свободный регистр 2 или регистр 3, Сигналсброса поступает также через элемент 30 задержки на элемент 33 запрета, однако на выход этого элемента 55 он не пройдет, если в устройстве нет неисправностей. Признаком нормальной работы устройства является совпадение двоичных кодов чисел в сумматоре 4 и в одном из регистров 2 или 3. Щ В таком случае на выходе элемента ИЛИ 164 будет запрещающий сигнал, который поступает на элемент 33 запрета и на выходе этого элемента сигнала не булет. Второе число, пог ".упаюьее на информационную шину 38, также записывается в регистр 1. Поступающий после числа на шину 35 управления сигнал сброса через элемент И 18 открывает группу элементов И 5 и записывает обратный код второго числа в накапливающий сумматор 4,Алгоритм работы устройства основан на анализе знака алгебраической сумма двух чисел из последовательности, поступающей в сумматор. Иэ числа хвычитается число х; и, в зависимости от цели сравнения (выбор наименьшего или наибольшего из )сравниваемых чисел), а также знака полученной суммы, выполняется одно из двух возможных действий: стирается обратный код алгебраической суммы (х. -х) и в сумматор записывается число х в прямом коде; к обратному1 л 1коду суммы прибавляется прямой код числа х и в сумматоре восстанавли 1вается число х . Здесь х - очередное число из последовательности сравниваемых чисел, х,- число, сохранившееся в сумматоре от предыдущего (1-1)-го такта сравнения.Процесс выбора экстремального числа .состоит из последовательности однотипных тактов выбора, в каждом такте в устройство поступает очередное число на шину 38,затем на шину 35 выдается сигнал сброса. Сигнал сброса с помощью элементов 32, 29, 31 и Зд задержки распределяется во времени, Если обозначить момент поступления сигнала сброса через С , то задержанные сигналы на выходах элементов задержки 32, 29, 31 и ЗС появятся в моменты времени ,1,1 обозначим зти сигналы через Б,Б,Б,Б 4 соответственно.Сигналы Б Б выполняют рядЭЕдействий. Сигналом Б сТирается обратный код сумки (х,. -х,),хранящийся. в накапливающем сумматоре 4, и устанавливается триггер 28 в единичное состояние, если элемент И 17 открыт сигналом, поступающим с выхода ИЛИ 15, тогда в -ом такте число х в сумматоре заменяется числом х. Сигналом Б переписывается прямой код числа х из регистра 1 в накапливающий сумматор 4 и число х через группу элементов И 8 или И 9 (в зависимости от состояния триггера 26) заносится в регистр 3 или регистр 2. После поступления сигнала Б в регистрах 2 и 3 будут записаны числа х-х,а в накапливающем сумматоре - одно иэ них х или х, . Сигналом Б стирается содержимое регистра 1 и триггер 26 перебрасывается в противоположное состояние (если триггер 28 в единичном состоянии). Сигналом Б 4 стирается содержимое одного иэ регистров 2 или 3, устанавливагтся1037241 ВНИИПИ Заказ 6011/50 Тираж 706 Подпис илиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная в нулевое состояние триггер 28 и опрашивается элемент 33 запрета.Если состояние накапливающего сумматора 4 и одного из регистров 2 или 3 совпадают, то на выходе элемента ИЛИ 16 будет сигнал, который свиде тельствует о правильной работе устройства сравнения. В таком случае при поступлении на вход элемента 33 запрета опрашивающего сигнала Б 4. на его выходе сигнала не будет и триг гер 25 остается в нулевом состоянии. Если вследствие неисправности в устройстве на выходе элемента ИЛИ 16 А сигнал отсутствует, то импульс опроса 84, поступающий на элемент 33 запрета, проходит на единичный вход триггера 25 и устанавливает его в единичное состояние, В этом случае на выходную шину устройства 39 с единичного выхода триггера 26 выдается сигнал неисправности устройства и закрывается группа элементов И 7.Если в -ом такте сравнения элемент И 17 закрыт, то сигнал 8 через этот элемент не проходит, вследствие чего триггер 28 остается в нулевом состоянии и элементы И 24, И 8 И 9 остаются закрытыми на все вРемя -го такта, В таком случае в накапливающем сумматоре 4 и в одном из регистров 2 или 3 остается числоИзобретение позволяет реализовать контроль правильности функционирования устройства .в каждом такте сравнения, что существенно повышает надежность устройства.