Устройство для сравнения чисел

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в специализированных вычислительных устройствах при обработке массивов данных.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности выполнения операции экстремальной Фильтрации.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит счетчики 1 4, блок 5 памяти, регистры 6 и 7, блок 8 сравнения, генератор 9 импульсов, К 5-триггер 10, О-триггер 11, элементы И 12 - 16, элементы ИЛИ 17- 19, элементы НЕ 20 и 21, элемент 22 задержки, одновибратор 23, вход 24 задания режима, вход 25 начальной установки, группы входов 26 задания длины массива и 27 длины апертуры, вход 28 запуска, группу информационных выходов 29, выход 30 синхронизации и выход 31 окончания работы,Устройство работает следующим образом.Операция экстремальной фильтрации (для определенности - максимальная Фильтрация) определяется следующим образом.ПУсть дан вектоР А = (ааг, зэа) из ш чисел, причем аа(п)2 = а, =,. а -(п) 2= - О, где и - длина апертуры. Тогда результирующий вектор В определяется+и Ргде 1 = 1,2ш-и+1,Операция экстремальной Фильтрации выполняется следующим образом. Для каждого элемента массива определяется наибольшее (или наименьшее) значение в зависимости от режима работы в окрестности, заданной длиной апертуры. Экстремальное значение выдается на выход устройства. Производится сдвиг апертуры на один элемент и определяется следующее экстремальное значение и т.д.Б исходном состоянии в блоке 5 памяти записан обрабатываемый массив, причем в начале и конце массива записаны максимальные или минимальные45 50 гера 10 и устанавливает его в единичное состояние. По переднему фронту импульса с генератора 9 устанавливается в единичное состояние О-триггер 11, на О-вход которого поступает логическая единица с 85-триггера 10. Единичное состояние триггера 11 разрешает прохождение тактовых импульсов через элемент И 12.Число, считываемое из ячейкиблока 5 памяти по адре у, задаваемому счетчиком 2, сравнивается с помощью блока 8 сравнения с числом, хранящимся в регистре 6. Если число,значения в зависимости от режима работы, количество которых в начале иГ п конде) равнов в , в -), где п - длинаапертуры, нечетное число. Это необходимо для того, чтобы исключитькраевые эффекты при выполнении экстремальной фильтрации.10Устройство работает следующим образом.При наличии на входе 24 заданиярежима работы логической единицыустройство выполняет максимальную 15Фильтрацию. Сигнал с входа 24 посту.пает на управляющий вход блока 8сравнения и на его выходе устанавливается единичный сигнал, если числона первой группе входов (выходы регистра 6) не больше, чем число навторой группе входов.При логическом нуле на входе 24выполняется минимальная фильтрация,и на выходе блока 8 сравнения устанавливается единичный сигнал, есличисло на первой группе информационных входов не меньше числа на второйгруппе входов.30При выполнении максимальной Фильтрации по сигналу с входа 25 начальной установки региотр 6, счетчик 1начального адреса, счетчик 2 текущего адреса и триггеры 10 и 11 устанавливаются в нулевое состояние, в счет чик 3 по входу 26 записывается дли.на обрабатываемого массива, а в регистр 7 по входу 27-длина апертуры.Сигнал "Пуск", поступающий повходу 28 через элемент ИЛИ 19, поступает на вход разрешения записи счетчика 4. Производится запись длиныапертуры из регистра 7 в счетчик 4.Кроме того, сигнал с выхода элемента ИЛИ 19 поступает на 5-вход триг1339547 и большее число оказывается в последУстройство для сравнения чисел, 25 содержащее первый регистр, блок сравнения, первый счетчик, генератор им-пульсов и первый элемент И, причемвыходы разрядов первого регистра являются выходами экстремального чис ла устройства и соединены с первойгруппой входов блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которо- .го соединен с входом разрешения записи первого регистра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей засчет обеспечения возможности выполнения операции экстремальной фильтрации, в него введены блок памяти,второй регистр, три счетчика, РЬ-триггер,О-триггер, четыре элемента И,три элемента ИЛИ, два элемента НЕ,элемент задержки и одновибратор, при чем вход начальной установки устройства соединен с входами установкив нулевое состояние первого и второго счетчиков, разрешения записитретьего счетчика и второго регистра 5 О и первыми входами первого и второгоэлементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с Р-входами РЯ- иО-триггеров, прямые выходы которыхсоединены соответственно с О-входом 55О-триггера и первым входом второгоэлемента И, выход генератора импульсов соединен с С-входом О-триггераи вторым входом второго элемента И,выход которого соединен с вторым считанное из блока памяти, большечисла, хранящегося в регистре 6, навыходе блока 8 сравнения формируется единичный сигнал, который разрешаетпрохождение тактового импульса через элементы И 12 на вход разрешения записи регистра 6, и это число заносится в последний, в противном случае в регистре 6 остается прежнее число. Кроме того, тактовый импульс поступает на суммирующий вход счетчика 2 и из блока 5 памяти считывается следующее число, В счетчи- ке 4 по тактовому импульсу вычитается единица.В следующем такте число, считанное из блока 5 памяти, сравнивается с числом, хранящимся в регистре 6,нем, За и тактов (и - длина апертуры) в регистр 6 выбирается наибольшее число, а счетчик 4 обнуляется.На выходе заема счетчика 4 появляется сигнал, который поступает на выход 30 синхронизации устройства, сообщая что в регистре 6 и на информационных выходах 29 устройства находится искомое Ь;. По этому сигналу также вычитается единица из счетчи- ка 3 длины массива, и прибавляется единица в счетчике 1 начального адреса,Кроме того, сигнал проходит через элемент ИЛИ 18 и сбрасывает триггеры 10 и 11. Нулевое состояние триггера 11 запрещает прохождение тактовьх импульсов через элемент И 12.Сигнал с выхода счетчика 4 после задержки элементом 22 на время, необходимое для съема результата с выходов 29 устройства, поступает на вход одновибратора 23, который формируетимпульс. По этому сигналу производится установка регистра 6, начальныйадрес, увеличенный на единицу, переписывается в счетчик 2, Этот импульс поступает также на элемент И 14, навторой вход которого подается единичный сигнал с инвертора 21, так как на выходе заема счетчика 3 нулевой сигнал, Импульс проходит через элементы И 14 и ИЛИ 19, и производится запуск следующего цикла поиска Ь,",;, аналогичного первому циклу.В каждом последующем цикле определяется следующее наибольшее число среди элементов массива, количество которых задается длиной апертуры, а начальный адрес в блоке памяти увеличивается на единицу. За щ циклов(где щ - количество чисел в массиве, 5записанное в счетчике 3 в начале работы) счетчик 3 обнуляется, и сигналс его выхода заема после инвертирования элементом НЕ 21 поступает на входэлемента И 14 и запрещает перезапускустройства на следующий цикл. Сигналс выхода счетчика 3 поступает на выход 31 окончания операции, сообщаяо завершении операции.Операция минимальной фильтрации 15 выполняется аналогично.Устройство может выполнять такжеоперацию нахождения максимальногоминимального) числа в массиве, Длина апертуры при этом полагается рав ной длине массива. Формула изобретения11 одписномитета СССР ж 672 енног аз ч 222/38 ТиВНИИПИ Государспо делам изоб113035, Москва, Ж крытии етении35, Рау ская наб., д. 4 ая, 4 ииграфическое предприятие, г.ужгород, ул роизнодственн входом первого элемента И, суммирующим входом второго счетчика и вычи -тающим входом четвертого счетчика, .выход заема которого является выходом синхронизации устройства и соединен с вторым входом второго элементаИЛИ, суммирующим входом первого счетчика, вычитающим входом третьегосчетчика и через элемент задержки -с входом одновибратора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, входом разрешениязаписи второго счетчика и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входамичетвертого и пятого элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами установки в нулевое иединичное состояние первого регистра, вход задания режима устройствасоединен с управляющим входом блокасравнения, вторым входом четвертогоэлемента И и через первый элемент НЕс вторым входом пятого элемента И,входы задания длины апертуры и задания длины массива устройства соединены соответственно с информационными входами второго регистра и третьего счетчика, выход заема третьего счетчика является выходом окончания работы устройства и через второй элемент НЕ соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с 5-входом К 5-триггера и входом разрешения записи четвертого счетчика, информационные входы которого подключены к выходам соответ 1 б ствующих разрядов второго регистра,выходы разрядов первого счетчика соединены с соответствующими информационными входами второго счетчика, выходы разрядов которого соеди нены с адресными входами блока памяти, информационные выходы которогосоединены с информационными входамипервого регистра и второй группойвходов блока сравнения, вход 25 запуска устройства соединен с вторым входом третьего элементаИЛИ.