Устройство для сравнения двоичных чисел

Союз Соаетския Социалистическия республикмитет еии Опубликов 25.0579 юллетень тто Дата опубликования описания 28,057 72) Авторы изобретения С. Любинский и М.И. Макаро(23) Приоритет -Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться при реализации технических средств цифровых систем контроля, сисем обработки данных и автоматизированных систем управления.Известно устройство для сравнения чисел, содержащее регистры сравниваемых чисел, элемент И, ИЛИ, равнозначности, триггеры 111.Недостатком известного устройства сравнения чисел является низкое быстродействие, связанное с тем, что сравнение чисел производится после довательно разряд за разрядом. Кроме того, для управления т кими устройствами на входные шины необходимо подавать различные управляющие сигналы, выработка которых требует дополнительной аппаратуры.Наиболее близким по технической сущности решением к предложенному является устройство для сравнения и двоичных чисел, содержащее и регистров,прямые и ийверсные выходы каждого из которых через первую и вторую группу элементов И соответственно соединены со входами накапливающего сумматора, выход которого соединен АВНЕНИЯ и ДВОИЧНЫХ ЧИС со входом триггера знака, сдвигаютций регистр, регистр результата, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, группы элементов И, счетчик 2 1,Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве шина тактовых сигналов соединена с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых подключены ко вторым входам элементов И первой группы, вторые входы элементов И третьей группы соединены с выходами соответствующих разрядов регистра результата, входы установки в единичное состояние всех разрядов которого, кроме первого, подключены к выходам элементов И четвертой группы, первые входа каждого из которых соединены с выходами соответствующих разрядов сдвигающего регистра, а вторые входы - с выходами первого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выхоцам первого и второго элементов И, первые входы которых соединены с инверсным и прямым выходами триггера знака соответственнб, а вторыевходы - с выходами третьего и четвертого элементов И, первые входыкоторых подключены к выходу первогоэлемента задержки, который черезвторой элемент задержки соединенсо входами сдэигаке его регистра исчетчика, выход которого подключенко входу установки в нулевое состояние сдвигающего регистра, к первымвходам элементов И пятоЯ группы, ковходу установки в нулевое состояниепервого разряда регистра результата Ои к первым входам группы элементовИЛИ, выходы которых соединены совходами установки,в единичное состояние соответствующих разрядов регистра результата, выходы которого подключены ко вторым входам элементов Итретьей и пятой групп, выходы элементов И пятой группы соединены спервыми входами элементов И шестойгруппы, вторые входы элементов И шес-дтой группы подключены к выходам регистров, вход третьего элемента задержки соединен с шиной тактовых сигналоэ, а его выход - со входом перного элемента задержки и с первымивходами элементов И седьмой группы,вторые входы которых подключены квыходам соответствующих разрядовсдвигающего регистра, а выходы элементов И седьмой группы соединены совторыми входами элементов И второйгруппы. Блок-схема предложенного устроЯст ва представлена на чертеже. Устройство содержит и регистров 1 35 1, ,.1, сдвигающий регистр 2, регистр результата 3, элементы И 444, элементы ИЛИ 5 5 ,5, элемент задержки 6, накапливающий сумматор 7, триггер знака 8, счет чик 9, входные шины тактовых сигналов 10,11,12, выходные шины 13,14,группы элементов И 15 15,15, элементы И 16, 17, 18, 19, элеме ты И 20 20,20, группы элементов И 4521 21 ,.ф,21 д и 223 ф 222,22 фэлементй И 23 23 , 23, и 24 24,24., элемейты задержки 21,26, элемент ИЛИ 27Устройство работает следующим образом.Исходное состояние устройства устайавливается путем подачи на вход 10 тактовых импульсов. При этом на выходе счетчика 9, с коэФФициентом пересчета равным и, появляется уста- М новочный импульс, который устанавливает в единичное состояние, триггерымладаих разрядов сдвигающего регистра 2 и регистра результата 3, Накап. ливающий сумматор 7 с триггером зна" 60 ка 8 устанавливаются в нулевое состояние после подачи каждого тактового импульса. Очередной цикл сравнения начинается после каждого уста новочного импульса и завершается,м после поступления п тактовых импульсов.Первый тактовый импульс черезэлемент И 20, открытый единичным потенциалом, поступающим с триггерамладшего разряда регистра результата 3, подается на входы группы элементов И 21 Первое число в прямомкоде иэ регйстра 1 записывается внакапливающий сумматор 7, Этот жеимпульс, задержанный элементом задержки 6, подается на входы группыэлементов И 231 . Одни из элементов Иэтой группы - открываютсяСигнал сего выхода поступает на входы соответствующей группы элементов И 22,и второе число из регистра 1 записывается в накапливающий сумматор 7в обратном коде,Если второе двоичное число окажется больше или равно первому числу,то триггер знакового разряда 8 будетв единичном состоянии, поэтому тактовый импульс, задержанный элементами задержки 6, 25 на время выполнения суммирования, поступает черезэлементы И 17,18 на входы группы элементов И 24. Одни из элементов этойгруппы, а именно тот, на которыЯпоступит единичный потенциал с выхода сдвигающего регистра 2, откроетсяи единица из сдвигающего регистра 2 перезаписывается в соответствующий триггер регистра результата 3.Если второе двоичное число окажется меньше, то единица из сдвигающего регистра 2 в регистр результата3 не перезапишется.Тактовый импульс после окончаниясравнения поступает также через третий элемент задержки 26 на шину сдвига сдвигающего регистра 2, обеспечивая сдвиг фединицы на один разряд,и на шину сброса накапливающего сумматора 7, который устанавливается внулевое состояние.Во втором и последующих тактахсравнения первым в накапливающий сумматор 7 записывается наибольшее число в прямом коде, выбранное э предыдущих тактах. Номер этого числа определяется положением единицы втретьем регистре, Вторым числом вобратном коде в каждом такте сравнения записываются в накапливающийсумматор 7 очередные сравниваемыечисла. После каждого такта сравненияединица в сдвигающем регистре 2сдвигается на один разряд в сторонустарших разрядов, Переписы",ается этафединица в соответствующий триггер регистра результата 3, если вочередном такте сравнения второечисло оказалось больше первого. Приэтом все другие триггеры регистрарезультата 3 устанавливаются в нулевое состояние сигналом, поступающимчерез элементы ИГЧ 5 на нулевые входы этих триггеров.бб 4170 1 О 15 формула изобретения 24 если второе двоичное число окажется меньше первого.В каждом такте сравнения первым в накапливающий сумматор 7 записывается в прямом коде наименьшее число, выб 30 поступающ.му с выхода счетчика 9,параллельным кодом выдается черезодну из групп элементов И 4; -4, 15, -15, на выход устройства 13, Шины 13 выходные, для выдачи выбранных наибольшего или наименьшего чисел.Элементы И 19,17 совместно со знаковым триггером 8 и элементами И 1 б,18 обеспечивают в каждом такте сравнения выдачу импульса на группу эле"ментов И 24, -24,. Если второе срав"ниваемое число больше первого, разрешающий сигнал подается на шину 12,если второе число меньше первого,разрешающий сигнал подается на шину11,50 вые входы которых соединены с инверсПосле подачи и тактовых импульсов цикл сравнения и чисел заканчиваетсяВ результате один из триггеров регистра результата 3 будет находиться в единичном состоянии, номер этого триггера соответствует номеру регистра, в котором записано максимальное число. После поступлений и-го тактового импульса на выходе счетчика 9 появляется импульс, который обеспечивает считывание выбранного числа с соответствующего регистра и установку сдвигающего регистра 2 и регистра результата 3 в исходное состояние.Выбор наименьшего числа отличается от описанного выше только тем, что в этом случае в каждом такте сравнения импульс, разрешающий пере пись единицы из сдвигающего регистра 2 в соответствующий разряд регистра результата 3, подается на первые входы группы элементов И 24 ранное из чисел, сравниваемых на предыдущих тактах, а вторым в накапливающий сумматор 7 заносится в обратном коде очередное число. После выполнения итактов сравнения положение фединицы в регистре результата 3 указывает номер регистра первой группы, в котором записано наименьшее число. Это число по сигналу,Регистр 3 управляется сигналами, поступающими со счетчика 9 и с выходов элементов И 24,-24,.Импульс со счетчика 9 перед каждым циклом сравнения устанавливает регистр 3 в исходное состояние, при котором триггер 31 устанавливается в ссстояние 1, а все другие триггеры регистра 3 в состояние О.В процессе сравнения единица из регистра 2 переписывается в соответствующий триггер регистра 3 (фединица поступает на единичный вход этого триггера), если в очередном так;а сравнения второе число оказалось больше (меньше) первого. При этом все другие триггеры регистра 3 устанавливаются в нулевое состояние сигналом, поступающим через схемы ИЛИ 5 на нулевые входы этих тригге-ров.Таким образом, каждый единичный вхоц любого триггера (крома триггера 3) регистра 3 подключен к выходу ду соответствующей схемы К 24, -24,При этом к этому же выходу через схемы ИЛИ 5 подключены нулевпе входы всех других триггеров регистра 3 (кроме данного) .Предложенное устройство является устройством параллельного действия, что обеспечивает более высокое быстродействие по сравнению с известным при незначительном увеличении оборудования. Устройство для сравнения и двоичных чисел, содержащее и регистров, прямые и инверсные выходы каждого из которых через первую и вторую группу элементов И соответственно соединены со входами накапливающего сумматора, выход которого соединен со входом триггера знака, сдвигающий регистр, регистр результата, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, группы элементов И, счетчик, о т л ичающееся тем, что, сцелью повышения быстродействия, в нем шина тактовых сигналов соединена с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых подключены ко вторым входам элементов И первой группы, вторые входы элементов И третьей группы соединены с выходами соответствующих разрядов регистра результата, входы установки в единичное состояние всех разрядов которого, кроме первого, подключены к выходам элементов И четвертой группы, первые входы каждого из которых соединены с выходами соответствующих разрядов сдвигающего регистра, а вторые входы - с выходами первого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И, перным и прямым выходами триггера знакасоответственно, а вторые входы - свыходами третьего и четвертого элементов И, первые входы которых подключены к выходу первого элемента задержки, который через второй элементзадержки соединен со входами сдвигающего регистра и счетчика, выходкоторого подключен ко входу установки в нулевое состояние сдвигающегорегистра, к первым входам элементовИ пятой группы, ко входу установкив нулевое состояние первого разрядарегистра результата и к первым входам группы элементов ИЛИ, выходы которых соединены со входами установкиЗаказ 3001/46 Тираж 779 ЦНИИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж, РаПодписноекомитета СССРоткрыткойушская наб., д 4 илиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в единичное состояние соответствуюших разрядов регистра результата, выходы которого подключены ко вторьювходам элементов И третьей и пятойгрупп, выходы элементов И пятой группы соединены с перьми входами элементов И шестой группы, вторые входы элементов И шестой группы подключены к выходам регистров, вход третьего элемента задержки соединен с шиной тактовых сигналов, а его выход -со входом первого элемента задержкии с первыми входами элементов И седьмой группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствукюаихразрядов сдвигаюцего регистра, а выходы элементов И седьмой группы соединены со вторыми входами элементовИ второй группы.г Ис точ ник и информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 9 328450, кл. О 06 Г 7/00, 06.02,70. 10 2, Авторское свидетельство СССР 9 478303, кл. С 06 Р 7/04, 28.02.73.