Устройство для сравнения -разрядных чисел

СООЗ СОВЕТСКИХОИМНПМапи,РЕСПУБЛИК зло С 06 Р 7 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(72) И,З.Протасевич и З.П.Протасевич (7 1) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. акад. А.Н.Севченко(56) 1. Авторское свидетельство СССР Мф 691847, кл. С 06 Р 7/04, 1978.2. Авторское свидетельство СССР В 1019437, кл. С 06 Г 7/02, 1981 (прототип).ф(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ И-РАЗРЯДНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее два й-входовых элементов ИЛИ, ( 11 - 2) элементов И запрета сравнения, элемент И формирования признака "Равно" и 11 поразрядных узлов сравнения, каждый из которых включает элементы И, НЕ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем входы разрядов сравниваемых чисел подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И и входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответствующего поразрядного узла сравнения, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ поразрядного узла сравнения соединен с вторыми входами элементов И и входом элемента НЕ этого поразрядного узла сравнения, выходы первых элементов И поразрядных узлов сравнения подключены к входам первого 11 -входового элемента ИЛИ, выход которого является выходом превышения первого числа устройстаа, выходы вторых элементов И поразрядных узлов сравнения подключены к входам второго и -входового элемента ЮЩ, выход которого является выходом превышения второго числа устройства, вход разрешения сравнения устройства соединен с третьими входами элементов И первого поразрядного узла сравнения, выход элемента НЕ-го поразрядногоузла сравнения, где= 1, 2, (11 - 1), соединен с одним из входов соответствующего элемента И запрета сравнения, выход элемента НЕ 1-го поразрядного узла сравнения подключен к первому входу элемента И формирования признака "Равно", выход которого является выходом "Равно" устройства, а второй вход элемента И формирования признака "Равно" соединен с третьими входами элементов И И-го поразрядного узла сравнения, подключенньваи к управляющему входу этого поразрядного узла сравнения, управляющие входы всех поразрядных узлов сравнения соединены с третьими входами элементов И соответствующих поразрядных узлов сравнения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его быстродействия, выход элемента НЕ 1 -го поразрядного узла сравнения соединен с; -м входом 1, 2, , ( П - 2)-го элементов И запрета сравнения, причем каждый 1 -й . элемент И запрета сравнения, где1, 2, , ( В), имеет ( 1 + 1) входовуправляющие входы всех поразрядных узлов сравнения объединены и подключены к шине разрешения сравФнения устройства, выход 1 -го элемента И запрета сравнения соединен с четвертьвщ входами элементов И ( 1 + + 2)-го поразрядного узлав сравнения, четвертые входы элементов И второго поразрядного узла сравнения соединены с выходом элемента НЕ первого узла сравнения.15 20 25 35 40 45 50 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано при реализациитехнических средств указанных областей.Известны различные устройства длясравнения П -разрядных чисел, позволяющие решать задачу определенияусловий А = Б, А ) Б и А ( Б.В частности, известно устройство,содержащее О разрядных узлов сравнения, 1 -входовые элементы ИЛИ, О -входовый элемент И, поразрядные элемен.ты И блокировки признака "Меньше" ипоразрядные элементов И блокировкипризнака "Больше", В этом устройстведля повышения быстродействия второйи третий выходы поразрядных узловсравнения соединены с входами поразрядных элементов И блокировки признака "Меньше" и признака "Больше" соответственно, а первый выход каждогопоразрядного узла сравнения соединенс соответствующим входом П -входового элемента И формирования признакаРавно 11,Недос.татками этого устройства являются его относительная сложность,поскольку в регистрах сравниваемыхчисел должны быть прямые и инверсныевыходы, а также необходимость раздельного формирования блокировки признаков Больше и "Меньше".Наиболее близким техническим решенйем к предлагаемому является уст,ройство для сравнения Д -разрядныхдвоичных чисел, содержащее многовходовые элементы ИЛИ и поразрядные узлы сравнения, включающие элементы И, НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выходы первого и второго элементов И каждогопоразрядного узла сравнения соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ, выход третьего элемента И О-го узла сравнения соединен с первыми входами каждого элемента И ( И1)-го узла сравнения, входы элемен.та ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ параллельно с входами первого и второго элементов Исоединены с информационными входами соответствующих разрядов сравниваемых чисел, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и через элемент НЕ - с вторым входом третьего элемента И 2 .Недостаток устройства - пониженноебыстродействие. Ленью изобретения является повышение быстродействия,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения 11-разрядных чисел, содержащее два О-входовых элемента И, ( ив 2) элементов И запрета сравнения, элемент И формирования признака Равно" и П поразрядных узлов сравнения, каждый из которых включает элементы И, НЕ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем входы разрядов сравниваемых чисел подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И и входамэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответствующего поразрядного узла сравнения, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ пораз -рядного узла сравнения соединен с вто.рыми входами элементов И и входомэлемента НЕ этого поразрядного узласравнения, выходы первых элементовИ поразрядных узлов сравнения подключены к входам первого П -входовогоэлемента ИЛИ, выход которого является выходом превышения первого числаустройства, выходы вторых элементовИ поразрядных узлов сравнения подключены к входам второго И-входовогоэлемента ИЛИ, выход которог; является выходом превышения второго числаустройства, вход разрешения сравненияустройства соединен с третьими входами элементов И первого поразрядногоучла сравнения, выход элемента НЕ 1-го поразрядного узла сравнения,где= 1, 2, , ( О - 1), соединенс одним из входов соответствующегоэлемента И запрета сравнения, выходэлемента НЕ 1 -го поразрядного узласравнения подключен к первому входуэлемента И формирования признакаРавно"выход которого являетсявыходом "Равно" устройства, а второйвход элемента И формирования признака Равно" соединен с третьими вхо -дами элементов И П -го поразрядногоузла сравнения, подключенными к управляющему входу этого поразрядногоузла сравнения, управляющие входы всех поразрядных узлов сравнения соединены с третьими входами элементов И соответствующих поразрядных узловсравнения, выход элемента НЕ-го поразрядного узла сравнения соединен с-м входом 1, 2,( П - 2)-го элементов И запрета сравнения, причем каждый-ый элемент И запретасравнения, где= 1, 2, , ( и -3 1096- 2), имеет ( 1 + 1) входов, управляющие входы всех поразрядных узловсравнения объединены и подключены кшине разрешения сравнения устройства,выход-го элемента И запрета сравнения соединен с. четвертыми входамичэлементов И ( 1 + 2)-го поразрядного узла сравнения, четвертВе входыэлементов И второго поразрядного узла сравнения соединены с выходом 0элемента НЕ первого узла сравнения.На чертеже приведена блох-схемаустройства.Устройство содержит поразрядныеузлы 11 сравнения, (где О = 1, 2, 15количество разрядов сравниваемых чисел), состоящие из элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2, элементов И 3 и4 и элемента НЕ 5, многовходовые элементы ИЛИ 6 и 7, ( ъ - 2) элементов ЮИ 8 запрета сравнения, элемент И .9формирования признака "Равно", информационные входы 10 и 11 прямых значений разрядов первого и второго числасоответственно, вход 12 управления 15устройством, выходные шины 15, 14 и13 соответственно А = Б, АБ,А Б.Устройство работает следующимобразом. 30В исходном состоянии на выходахэлементов И 3 и 4 всех поразрядныхузлов сравнения установлен сигналнулевого уровня и,следовательно, навыходных шинах 13-15 устройства от 35сутствуют сигналы признаков сравнения. Сигнал управления подается одновременно на все поразрядные узлы11, 12, , 1 п сравнения, но сигналпризнака сравнения вьрабатывается 40чна выходе только того узла сравнения,на четвертом входе которого отсутствует сигнал запрета сравнения, устанавливаемый элементов И 8.Пусть сравниваемые числа равны(А = Б). При этом на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 всех поразрядных узлов 1 , 12, 1 п сравнениябудет уровень кода нуля, который запрещает прохождение сигнала через соответствующие элементы И 3 и 4. Одновременно на первом выходе всех поразрядных узлов сравнения установятсясигналы единичного уровня и, следовательно на выходе элемента И Я узап рета сравнения также установится сигч 639нал единичного уровня, который является разрешающим для элемента И 9 формирования признака Равно". При подаче на вход 12 управления сигнала разрешения сравнения на выходной шине 15 элемента И 9 формирования признака Равно вырабатывается сигнал признака А = Б, а на выходных шинах 13 и 14 сохранится код нуля.Пусть АБ и 1 - номер старшего разряда, в котс ром сравниваемые числа различаются, т.е. в-и разряде числа А записана единица, а в 1 -м разряде числа Б - нуль. До поступления сигнала разрешения сравнения на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 ч-го разряда установится сигнал единичного уровня, который через элемент НЕ 5 установит сигнал нулевого уровня на первом выходе-го узла сравнения, который через соответствующие элементы И 8 запрета сравнения уста- носит запрет сравнения для всех после дующих узлов сравнения. Поэтому приподаче сигнала разрешения сравнения на вход 12 управления этот сигнал может пройти только через элемент И 3 1 -го узла сравнения и через элемент ИЛИ 6 и на выходной шине 13 появится признак АБ, а на шинах 14 и 15 сохранится код нуля.Формирование признака А ( Б проиэводится элементом И 4 1 -го разряда и элементом ИЛИ 7 аналогично случаю АБ. При этом на выходной шине 14 устройства появится код признака А ( Б, а на выходных шинах 13 и 15 сохранится код нуля.Следовательно, сигнал признака А ) Б или А ( Б при различии сравниваемых чисел в любом разряде появится на выходной шине 13 или 14 устройства через время, определяемое суммарной задержкой двух элементов И 3 и ИЛИ 6, если А ) Б, и И 4 и ИЛИ 7,если АБ, а сигнал признака "Равно - через время, определяемое .задержкой элемента И 9, после подачи сигнала разрешения сравнения на вход 12 управления устройством.Таким образом, быстродействие предлагаемого устройства определяется суммарной задержкой только двух последовательно соединенных элементов и не зависит от количества разрядов сравниваемых чисел .