Устройство для сравнения двоичных чисел

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приорытет - ,Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30 . О 1, 80(71) Заявитель Ордена Ленина институт проблем управления(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНА ЧИСЕЛ Изобретение относится к области автсматики и вычислительной техники и может быть использовано при реализации технических средств автоматики и ЭВЯ для алгебраического сравнения двух синхронно поступающих в последовательном двоичном коде чисел, в которых знак содержится в первом, либо последнем разряде и сначала поступают старшие разряды.Известны устройства для сравнения двоичных чисел, содержащие элемент неравнозначности и два элемента И-НЕ, а также Н-Я триггеры 11.К недостаткам известного устройства относятся сложность и узкие функциональные возможности, так как оно не позволяет сравнивать числа с учетом их знаков.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство для сравнения логических чисел, содержащее элементы ИНЖр Ир ИЛИ-НЕ ИЛИ, сумматор по модую два, триггеры, причем первая и вторая информационные шины устройства соединены со входами сумматора по модулю два, выход которого подключен к первым входам первого и второго. элементов И-НЕ, вторые входы которых. соединены с первой и второй информационными шинами соответственно, выход первого элемента И-НЕ подключен ко входу установки в единичное состояние первого триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход второго элемента И-НЕ подключен ко входу установки в единичное состояние второго триггера, прямой выход , которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к третьим входам первого и второго элементов И-НЕ 2.К недостаткам известного устройства относятся узкие функциональные возможности, так как оно не позволяет сравнивать числа с учетом их знаков,Целью изобретения является повышение точности сравнения.Это достигается тем, что в устройстве прямые выходы первого и второго триггеров соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, первая и вторая информационные шины устройства подключены к первым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ соответстВенно, выход третьего элемента И-,НЕсоединен со входом установки в единичное состояние третьего триггера,выход четвертого элемента И-НЕ подключен ко входу становки в единичное состояние четвертого триггера,инверсные выходы третьего и четвертого триггеров соединены со вторымивходами первого и второго элементовИ соответственно, выходы которыхподключены ко входам элемента ИЛИ,выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второйвход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ в , входы установки в нулевое состояние триггеров соединены с первой шиной управления,а вторые входы третьего и четвертого 15элементов И-НЕ подключены ко второйшине управления,функциональная схема устройствадля сравнения двоичных чисел представлена на чертеже. 20Устройство содержит элемент неравнозначности 1, элементы И-ЯЕ 2 и 3,информационные шины 4 и 5, триггеры6-9, шину 10 управления, элементыИ-НЕ 11 и 12, элементы Й 13 и 14,элемент ИЛИ 15, элементы ИЛИ-НЕ 16и 17, выходные шины 18, 19 и 20, шину 21 управления,Устройство работает следующим образом.ЗОВ исходном состоянии на входныешины 4 и 5 и на шины 10 и 21 управления подаются нулевые логическиеуровни, в результате чего триггеры6, 7, 8 и 9 устанавливаются в нулевое состояние, При этом на выход"ной шине 20 имеем единичный логический уровень, а на выходных шинах 18и 19 - нулевые логические уровни. Напервом такте на информационные шины4 и 5 подаются знаковые разряды кодов сравниваемых чисел, а на шины10 и 21 управления подаются единичные логические уровни, В результатеэтого элементы И 11 и 12 открываютсяи логические уровни знаковых разрядов запоминаются в триггерах 8 и 9.Начиная со второго такта по и-ый тактвключительно на шину 10 управленияподается единичный логический уровень, а на шине 21 Управления - нулевой логический уровень, т. е. элементы И 11 и 12 оказываются открытыми только на первом такте, Если впервЬм такте на шину 4 подан нулевойлогический уровень (положительноечисло), а на шину 5 - единичный логический уровень (отрицательное число),-то триггеры 7 и 9 переходят в единичное состояние, Единичный логическийуровень с единичного выхода триггера7 через элементы ИЛИ-НЕ 16 закрывает 60элементы И-НЕ 2 и Зв результате чего состояниетриггеров б и 7 большене изменяется, несмотря на, то, что совторого такта на входные шины а и 5подаются коды сравниваемых чисел. В этом случае на выходной шине 18 имеем единичный логический уровень, а на выходных шинах 19 и 20 - нулевые логические уровни, Если в первом такте на шину 4 был подан единичный логический уровень, а на входную шину 5 - нулевой логический уровень, то триггеры б и 8 переходят в единичное состояние. Единичный логический уровень с единичного выхода триггера бчерез элемент ИЛИ-НЕ 16 закрывает элементы И-НЕ 2 и 3, в результате чего состояние триггеров 6 и 7 больше не изменяется, несмотря на то, что со второго такта на шины 4 и 5 подаются коды сравниваемых чисел. В этом случае на выходной шине 19 имеем единичный логический уровень, а на выходных шинах 18 и 20 - нулевые логические уровни, Пусть в первом такте на шины 4 и 5 были поданы нулевые логические уровни. В этом случае состояние триггеров 8 и 9 не измецяется. Далее, на входные шины 4 и 5 синхронно подаются последовательные .двоичные коды сравниваемых чисел, начнная со старших разрядов. Если сравниваемые числа совпадают, то в течение тактов от второго по п-ый включительно элементы И-НЕ 2 и 3 будут закрыты нулевым логическим уровнем с выхода элемента неравнозначности 1. Поэтому состояние триггеров б и 7 не изменяется и на выходной шине 20 имеем единичный логический уровень, а на выходных шинах 18 и 19 - нулевые логические уровни. Если сравниваемые числа не совпадают, то при первом же несовпадении логических уровней в сравниваемых разрядах триггер б либо 7 переходит в единичное состояние и блокирует элементы И-НЕ 2 и 3В случае, когда /:Аор//( Вфгде А пр и Врпредставляют собой подаваемые соответственно на входные шины 4 и 5 прямые коды сравниваемых чисел, то на выходной шине 18 имеем единичный логический уровень, а на выходных шинах 19 и 20 . - нулевые логические уровни, В случае когда Акр / Впр/, то единичный логический уровень имеем только на выходной шине 19. Пусть в первом такте на входные шины 4 и 5 поданы единичные логические уровни. В этом. случае триггеры 8 и 9 перейдут в единичное состояние. Далее устройство функционирует аналогично, При /Ар/ ) Впр/ единичный логический уровень имеем только на выходной шине 19, т, е, АпрВпр. При Р пр//В р/ единичный логический уровень имеем только на выходной шине 18, т, е. А рр ) В яр . Устройство для сравнения двоичных чисел осуществляет алгебраическое сравнение двух синхронно поступающих в последовательном прямом двоичном коде чисел, в которых знак содержится в по"следнем разряде и сначала поступаютстаршие разряды аналогично описанно-му, Отличие заключается в том, чтона входные шины 4 и 5 последовательные коды сравниваемых чисел синхрон"но подаются, начиная с первого такта, а на и-ом такте на входные шины4 и 5 подаются знаковые разряды кодов сравниваемых чисел. Помимо того,единичный логический уровень на шинууправления 21 подается только на и-ом 1 Отакте. В этом случае, кроме основнойфункции, устройство за (и) тактосуществляет сравнение по модулю двухсинхронно поступающих в последовательном двоичном коде чисел, в которыхсначала поступают старшие разряды.При АВ единичный логический уровеньимеем на единичном выходе триггера6. При А ( В единичный логическийуровень имеем на единичном выходетриггера 7. При А = В единичный ло Огический уровень имеем на .выходеэлемента ИЛИ-НЕ 16,Таким образом, изобретение позволяет расширить функциональнйе возможности устройства для сравнения двоичных чисел путем реализации алгебраического сравнения, двух синхронно поступающих в последовательном прямомдвоичном коде чисел, в которых знаксодержится в первом либо последнем ЗО. разряде и сначала поступают старшиеразряды. Формула изобретения35Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее элементы И-НЕ, И, ИЛИ-НЕ, ИЛИ, сумматор по модулю два, триггеры, причем первая и вторая информационные шины устройства соединены со входами сумматора по 40 Модулю два, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с первой и второй информационными шинами соответствен но, выход первого. элемента И-НЕ подключен ко входу установки в единичное состояние первого триггера, прямой выход которого соединен с первымвходом первого элемента ИЛИ-НЕ, выходвторого элемента И-НЕ подключен ковходу установки в единичное состояние второго триггера, прямой выход.которого соединен со вторым входомпервого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к третьим входам пер"вого и второго элементов И-НЕ, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности сравнения, вустройстве прямые выходы первого ивторого триггеров соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, первая и вторая информационные шины устройстваподключены к первым входам третьегои четвертого элементов И-НЕ соответственно, выход третьего элементаИ-НЕ соединен со входом установки вединичное состояние третьего триггера,выход четвертого элемента И-НЕподключен ко входу установки в единичное состояние четвертого триггера, инверсные выходы третьего и четвертого триггеров соединены со вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которыхподключены ко входам элемента ИЛИ,выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второйвход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ-ЯЕ, входы установки в нулевое состояние триггеров соединены с первой шиной управления, авторые входы третьего и четвертогоэлементов И - НЕ подключены ко второйшине управления,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Марри Е. Дж. Простые логические схемы для сравнения двоичных чисел. Электроника. т. 45, Р 7, И.:Мир, 1972, с, 61, рис, 1.2, Авторское свидетельство СССРР 485445, кл. С 06 Г 7/04,03,01.74,7115 бВ Составитель В, ВелкинРедактор О. Стенина Техред М.Петко Корректс ем нал ППП Патент, г, уагороа, ун, ПРоектная,Заказ 9013/Зб тираж Й 1ЦЯИИПИ Государственнопо делам изобретени113035, Москва, Ж, Рау Подписноеомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5