Устройство для сравнения двоичных чисел

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 19) 111) 7 0 ГО ОБРЕТЕ АНИ ЕТЕПЬСТ АВТОРСН УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1.Авторское свидетельство СССР Р.608154, клО Об Г 7/02, 1976.2, Авторское свидетельствс СССР Р 1019437,кл. 0 06 Р 7/02,1981 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее многовходовый элемент ИЛИ и и поразрядных . узлов сравнения, каждый из которых включает элемент. исключающее ИЛИ, два элемента И и элемент НЕ, причем вход 1-, го разряда первого сравниваемого числа устройства, где 1. = 1,2, ,и, и " число разрядов сравниваемых чисел, подключен к первым входам первого элемента И и элемента исключающее ИЛИ, 1.-го поразрядного узла сравнения, второй вход которого соединен с входом -го разряда второго сравниваемого числа устройства, выход элемента исключающее ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ с первым входом второго элемента И этого же узла поразрядного сравнения, выход второго элемента И )-го пораз рядного узла сравнения, где ) = 1,2 (и), подключен к третьему входу первого элемента И и второму входу второго элемента И +1)-гопоразрядного узла сравнения, третий вход первого элемента И и второй вход второго элемента И первого поразрядного узла сравнения подключенк шине разрешения сравнения устройства, выход второго элемента И п-го поразрядного узла сравнения является выходом равенства чисел устройства, выходы первых элементов И всех поразрядных узлов сравнения подключены к входам многовходового элемента ИЛИ, выход которого является выходом превышенкя первого числа устройства, о т л и ч а ю щ е е с я ,рР тем, что, с целью упрощенияустройства, оно содержит два элемента ЙЕ, Щ трехвходовой элемент И и элемент за- фдержки, причем выход многовходового ( элемента ИЛИ через первый элемент НЕ соединен с первым входом трехвходо- Я вого элемента И, второй вход которого через второй элемент НЕ подключен к выходу второго элемента .И и-го поразрядного узла сравнения, а третий вход через .элемент задержки соединен с шиной разрешения сравнения устройства,. выход трехвходового элемента И является выходом превышения вто рого числа устройства.второго элемента И первого поразрядного узла сравнения подключен к шине разрешения сравнения устройства,выход второго элемента И и-го поразрядного узла сравнения .является выходом равенства чисел устройства,выходы первых элементов И всех поразрядных узлов сравнения подключены к входам многовходоного элемента ИЛИ, выход которого является вы"ходом превышения первого числа устройства, содержит два элемента НЕ,трехвходовый элемент И и элементзадержки, причем выход многовходового элемента ИЛИ через перный элемент НЕ соединен с первым входомтрехвходового элемента И, второйвход которого через второй элемент НЕ подключен к выходу второгоэлемента И и-го поразрядного узласравнения, а третий вход через элемент задержки соединен с шиной разрешения сравнения устройства, выход трехвходового элемента И является выходом превышения Йторого числа устройства Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах упранле- ВИЯ".Известно устройство для сравнения и-разрядных двоичных чисел, содержащее 5 п поразрядных узлов сравнения, каждый иэ которых включает по два трехвходовых элемента И-НЕ и трехвходовый элемент И. Кроме того, устройство содержит два многовходовых элемен та НЕ ИЛИ 1.13.Недостатком данного устройства . является относительно низкая надежность из-за формирования импульсов помех на выходной шине, Импульсы по мех формируются из-за задержек прохождения сигнала "Разрешение" через элементы И-НЕ, Кроме того, относи" тельно сложен монтаж из-за использования прямых и инверсных значений сравниваемых чисел.Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для сравнения и-разрядных двоичных чисел, содержащее два элемента ИЛИ и и поразрядных узлов сравнения, причем первый выход каж дого -го поразрядного узла сравнения соединен с -ым входом первого элемента ИЛИ, второй выход каждого х-го поразрядного узла сравнения подключен к -му входу второго элемента ИЛИ, третий выхоц каждого -го поразрядного узла сравнения, где1, 2 п, соединен с входом бло-кировки (+1)-,го поразрядного узла З 5 сравнениявходы х-ых разрядов первого и второго сравниваемых чисел соединены с первым и вторым входами. соответственно х-го поразрядного узла сравнения, каждый поразрядный - 40 узел сравнения состоит из элементов И, НЕ и элемента исключающее ИЛИ, первый вход каждого поразрядного узла сравнения подключен к первым входам первого элемента И и элемента 45 исключающее ИЛИ, второй вход каждого поразрядного зла сравнения сое-динен с первым входом второго эле-. мента И и с вторым .входом элемента исключающее ИЛИ, выход которого подключен к первым входам первого и вто-. рого элементов И и через элемент НЕ к первому входу третьего элемента И, вход блокировки .каждого поразрядного узла сравнения соединен с тре.тьими входами первого и второго эле 55 ментов И и с вторым входом третьего элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов И каждого пораз-, рядного узла сравнения соединены с первым, вторым и третьим выходами 60 .соответственно этого поразрядного узла сравнения 23.. Однако известное устройство не Формирует ложных сигналов, не имеет сложную схему реализации, которая65 включает большое количество логичес ких элементов и междуэлементных связей, Кроме того, характеризуется относительно высокой стоимостью, сложным монтажом и низкой надежностьюработы. Например, для сравнения12-разрядных чисел известное устройство должно включать б 2 логическихэлемента, а общее число входов ивыходов (междуэлементных связей) равно 218,Цель изобретения - упрощение устройства,Поставленная цель достигается тем, что. устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее многовходовый элемент ИЛИ и Л, поразрядных узлов сраннения, каждый из которыхвключает элемент исключающее ИЛИ,два элемента И и элемент НЕ, причем вход -Го разряда первого сравниваемого числа устройства, где 1 = 1,2 и, и - число разрядов сравниваемых чисел, подключен к первым входам первого элемента И и элемента исключающее ИЛИ, -го поразрядного узла сравнения, второй вход которого соединен с входом -го разрядавторого сравниваемого числа устройст-,ва, выход элемента исключающее ИЛИсоединен.с вторым входом первогоэлемента И и через элемент НЕ с первым входом второго элемента И этого же:узла поразрядного сравнения, выход нторого элемента И )-го поразрядного узла сравнения, где 1 = 1,2(и), подключен к третьему входупервого элемента И и второму входувторого элемента И +1)-го поразрядного узла сравнения, третий вход первого элемента И и второй вход1128251 3На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит поразрядныеузлы 1, 1 1, сравнения, включающие элемент исключающее ИЛЙ 2,элементы И 3 и 4, элемент НЕ 5, многовходовый элемент ИЛИ б, элемент 7задержки, элементы. НЕ 8 .и,9, элемент И 10, входные шины 11, ,11первого двоичного числа А, входйыешины 12 12второго двоичного числа 8, вхбдйую шину 13 сигнала"Разрешение сравнения", вход 14 превышения второго числа устройства,выход 15 превышения первого числаустройства А8 и выход 16 равенства чисел А = 8Элемент 7 задержки предназначендля задержки сигнала "Разрешениесравнения" на отрезок времени, равный задержке появления сигнала нашине 16 относительно сигнала на ши,не 13 и может быть выполнен в видеК последовательно соединенных инверторов, где к= 1, 2,Устройство. работает следующим образом,В исходном состоянии на выходахэлементов И 3, 4 и 10 низкий уровеньнапряжения уровень "0" ),на выходных шинах 14 - 16 тоже уровень"0", т.е. признаки сравнения кодовотсутствуют,Операция сравнения кодов начинается со старшего разряда. При равенстве кодов в этом разряде формируется сигнал, разрешающий сравнение кодов в следующем, более младшем разряде, При,неравенстве кодовтакбй сигнал не вырабатывается ивсе узлы сравнения более младших разрядов блокируются.Пусть коды старших разрядов сравниваемых чисел равны между собой. Вэтом случае на выходе элемента ис- .ключающее ИЛИ 2 узла 1 сравнениябудет уровень "0", запрещающий срабатывайие элемента И 3, а на выходеинвертора 5 установится. уровень "1".При поступлении по шине 13 сигнала"Разрешение сравнения" создадутсяусловия срабатывания элемента И 4,который выдаст сигнал "Разрешение"на вход следующего узла 1 сравнения.В случае равенства кодов во всех раз. рядах уровень "1" появится на выходе элемента И 4 узла 1 сравнениямладших разрядов, при этом на выход 16 поступит сигнал А= ЬСигнална шине 14 отсутствует, так как эле- .мент И 10 заперт уровнем "0" с выхода инвертора 9, Сигнал на выходе 15также отсутствует, так как элементы И 3 заперты уровнем.ф 0" с выходов соответствующих элементов исключающее ИЛИ всех узлов сравнения 1),5. , 1.Когда на вход 11 одного из узловсравнения поступит уровень "1", ана вход 12 этого же узла - уровень"0", на выходе элемента исключающее1 О ИЛИ 2 установится уровень,ф 1", а приналичии сигнала "Разрешеиие сравнения" сработает элемент И 3, при этоМсигнал "А 8" с его выхода пройдет,через элемент ИЛИ б на выходную ши ну 15. Элемент И 10 заперт Уровнем"0" с выхода элемента, НЕ 8, поэтомусигнал на шине 14 отсутствует. Сигнал на шине 16 также отсутствует,так как по уровню "0" с выхода эле"мента НЕ 5 одного из узлов сравнения 20 на выходе элемента И 4 этого же узла сравнения установится уровень фОф,запрещающий операцию сравнения во,всех более младших разрядах;Если на вход 11 одного из старших 25 разрядов поступит код "0", а навход 12 этого же узла - код "1", тов соответствующем узле сравненияэлемент И 3 заперт уровнем "0" с шины 11, а элемент И 4 - уровнем "О" 30 с элемента НЕ 5. Все последующие более младшие узлы сравнения заблокированы. На выходных шинах 15 и 16 установится уровень "0", а на выходахэлементов НЕ 8 и 9 - уровень "1", 35 по сигналу фРазрешение" с выхода .элемента 7 задержки сработает эле-мент И 10 и на выходную шину 14 по, ступит сигнал А с 8 .) Предлагаемое техническое решение 40 по сравнению с известным обеспечива"ет упрощение устройства за счет., того,что в каждом из п поразрядныхузлов сравнения исключен трехвходо-вый элемент И, Кроме того, исключен 45из схемы устройства один многовходовьй элемент ИЛИ, Вместо, этих элементов введены два элемента НЕ, элемент И и элемент задержки.Предлагаемое устройство, обеспечивающее сравнение 12-разрядных ко дов, .содержит 53 логических элемента., а общее число входов. и выходовравно 167.Таким образом, в предлагаемом уст-ройстве количество логических эле" 55 ментов меньше на 15 и междуэлемент ных связей -;на 23."Кроме того,оно дешевле и обладает более высокой надежностью1128251 тель Е.ИвановЛ.Коцюбняк: Сост Техр Закаэ 90 б 3 37 Подписиомитета СССРоткрытийая наб., д, 4 илиал ЧПП "Патентф, г. Ужгород,роектная,Редактор А,Гратилл Тираж ВНИИПИ Государ по делам из 3035, Москва, Ж