Устройство для выделения максимального из чисел

(22) Заявлено 040578 (21) 2615609/18-24с присоединением заявки Мо(23) ПриоритЬт зС 06 Р 7/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(088,8) Дата опубликования описания 150 Я 80(72) Автор изобретения В,Н.Овчинников Институт геофизики Уральского научного центра АН СССРи Уральский Филиал Всесоюзного научно-исследовательскогои конструкторского институтаЦветметавтоматика(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО ИЗ и ЧИСЕЛИзобретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовано для сравнения двоичныхчисел, представленных параллельнымдвоичным кодом,Известны устройства для сравнениянескольких двоичных чисел, представленных в параллельном коде, состоящие иэ кольцевых сдвигающих регистров и логических элементов И, ИЛИ,НЕ, Формирование результата в нихпроизводится путем последовательного поразрядного анализа сравниваемых чисел с затратами одного тактана каждый разряд, Устройство построено с использованием элементов памяти (1),Однако отсутствие общего выходадля результата ограничивает функциональные воэможности устройства. Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство, выполненнбе на однотипных логических узлах, содержащих каждый: 25 блок сравнения двух чисел, схему коммутации, элементы И, ИЛИ, НЕ, причем информационные входы узлов являются входами устройства, а сигнальные выходы.узлов являются сигнальны ми выходами устройства. Устройствоне содержит элементов памяти и имеетобщий выход результата, Формированиерезультата происходит эа один такт2),Однако это устройство содержитфункционально сложные блоки сравнения и схемы коммутации параллельныхчисел, которые могут быть выполненына элементах И, ИЛИ, НЕ с использованием значительного их количества. Поскольку логические узлы устройствавключены в последовательную цЕпь,время Формирования результата пропорционально количеству сравниваемыхчисел, При сравнении более двух чисел задержка формирования результатав ряде случаев оказывается недопустимо большой,Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства,Указанная цель достигается тем, что в устройстве для выделения максимального из п двоичных чисел, содержащем элементы ИЛИ, п узлов анализа, каждый иэ которых содержит элемент И и та поразрядных узлов сравнения, информационные входы каждого из которых соединены с шинами 1-ых разрядов сравниваемых чисел, где 1=1,2,.,щ, выход каждого 3-го поразрядного узла сравнения соединен со входами блокировки (3+1), (+2)в"го поразрядных узлов сравнения,где 3=1,2(щ) и с 3-ым входомэлемента И, выход ш-го поразрядного узла сравнения подключен к щ-омувходу элемента И, информационные выходы каждого 1-го поразрядного узласравнения К-го узла анализа соединены с К-ым входом 1-го элемента ИЛИ,где К=1,2п, выхоц каждого изкоторых подключен к управляющему входу 1-го поразрядного узла сравненияи тем, что в нем каждый поразрядныйузел сравнения содержит элемент И, 5элемент ИЛИ, элемент НЕ, причем информационные входы узла соединенысо входами элемента ИЛИ и первымивходами элемента И, выход элементаИ подключен к информационным выходам 20узла, управляющий вход узла соединен через элемент НЕ со входомэлемента ИЛИ, выход котороге подключен к выходу узла, вторые входы элементов И группы подключены ко входамблокировки узла,На чертеже представлена блок-схема устройства,Устройство содержит и узлов 1 анализа, состоящих из поразрядных узлов 302, 22 в сравнения, содержащихэлементы 3 ИЛИ и 4 НЕ, элемент 5 И,элемент б И, элементы 7, 7 ,7 в,ИЛИ:,информационные входы 8 8. 8 гп,информационные выходы 9 9 ,9 т,выходы 10 устройства (на чертежеусловно показан один узел 1 анализа),Устройство работает следующим образом,Сравниваемые числа поступают наинформационные входы 8 устройства. 40При этом старшие разряды чисел посту,пают на поразрядные узлы 2 сравнения(показанные на чертеже слева). В поразрядных узлах с единичным значением старшего разряда кода числа устанавливается единичное значение выходаэлементов 3 ИЛИ, В поразрядных узлахс нулевым значением старшего разрядакода числа выходной сигнал элементов. 3 ИЛИ нулевой, поскольку на их первых овходах нулевой сигнал по условию инулевой сигнал с выхода элемента 4 НЕ,так как на входе последнего единичныйсигнал при наличии единичного значения разряда хотя бы в одном узле 1анализа. Нулевой сигнал с выхода элемента 3 ИЛИ запрещает все элементы 5И, расположенные в младших узлах 2 поразрядного сравнения, исключая ихучастие в формировании, результатасравнения, а также элемент 6 И", предотвращая возбуждение соответствующеговыхода 10 устройства, При отсутствиичисел с .единичным значением данногоразряда единичное значение выхода элемента 3 ИЛИ устанавливается по цепи: элемент 5 И, элементИЛИ, элемент4.НЕ, второй вход элемента 3 ИЛИ иобеспечивает анализ содержимого следующего разряда чисел. При этом выходэлемента 7 ИЛИ определяет значениеразряда результата сравнения на соответСтвующем выходе 9, время Формирования которого не зависит от количества узлов, т.е. сравниваемых чисел.После установления сигналов на входах элементов 5 ф, соединенных состаршими каналами, работа логическихэлементов в других каналах аналогична.Единичное значение на выходе элемента б И, а , следовательно, исигнального выхода 10 устройства установится только в тех узлах анализа,которые ни в одном узле 2 поразрядного сравнения не содержит элемент б ИЛИс нулевым значением выхода, т,ев узлах анализа с максимальными числамиа входах 8, таких узлов может бытьодного до л,П р и м е р. Пусть устройство имеет три узла 1 анализа. На их входыподаны коды 010, 110, и 101 соответственно. Старшие разряды левые. Вовтором и третьем узлах единица старшего разряда через элементы 5 И иэлемент 7 ИЛИ поступает на информационный выход 9 результата устройства. В этих узлах элемент 3 ИЛИ формирует на своем выходе единичное значение,разрешающее анализ чисел в младших разрядах, В первом же узле входыэлемента 3 ИЛИ остаются невозбужденными, поскольку на первом входе нулевое значение разряда числа, а навтором - инвертиронанное значениеразряда результата, равное единицеблагодаря второму и третьему узлам.Нулевой сигнал элемента 3 ИЛИ запрещает элементы 5 И младших поразрядных узлов сравнения, исключая участиеузла в формировании результата сравнения, а также элемент б И, обуславливая нулевой сигнал на сигнальном выходе 10 данного узла.Во втором узле единица второгоразряда через разрешенный элемент 5И второго поразрядного узла 2 сравнения проходит через элемент 7 ИЛИна информационный выход 9 устройстваи через элемент 3 ИЛИ на входы элемента 5 И младшего поразрядного узласравнения и элемента б И, В третьемузле элемент 5 И младшего поразрядного узла 2 сравнения запрещен нулевым сигналом от элемента 3 ИЛИ второго канала, этот же сигнал запрещает также элемент б И,В младшем канале только второгоузла анализа элемент 5 И оказалсяразрешенным для входного сигнала.В результате значение младшего инФормационного выхода 10 определяется значением младшего разряда числа на входе 8 второго узла, 763889Таким образом, на выходах 9 устройства сформирован код 110, поступивший на входы 8 второго узла 14 анализа. Принадлежность кода второму узлу подсвечивается сигналом единицы на выходе 10 второго узла 1 анализа.Использование предлагаемого устройства по сравнению с существующими устройствами позволяет повысить производительность, а также уменьшить время реакции средств обработки, содержащих (тредлагаемое устройство и сократить затратына реализацию сравнения чисел,10 15 Формула изобретения сЗО 1. Устройство для выделения макси" мального из и чисел, содержащее элемен ты ИЛИ, и узлов анализа, каждый из 30 которых содержит элемент И и в поразрядных узлов сравнения, информационные входы каждого 1-го из которых соединены с шинами 1-ых разрядов сравниваемых чисел, где 1= 1,2,щ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в нем выход каждого 1-го поразрядного узла сравнения соединен со входами блокировки (3+1),(3+2).ш-го поразрядных узлов сравнений где 3=, 1,2(щ) и с3-ым входом элемента И, выход щ-гопоразрядного узла сравнения подключен к т-ому входу элемента И, информационные выходы каждого 1-го пораз"рядного узла сравнения К-го узла анализа соединены с К-ым входом 1-гоэлемента ИЛИ, где К=1,2п, выходкаждого из которых подключен к управляющему входу 1-го поразрядного узласравнения,2, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем каждый поразрядный узел сравнения содержитэлемент И, элемент ИЛИ, элемент НЕ,причем информационные входы узласоединены со входами элемента ИЛИ и спервыми входами элемента И, выходэлемента И подключен к информационным выходам узла, управляющий входузла соединен через элемент НЕсо входом элемента ИЛИ, выходкоторого поцключен к выходуузла, вторые входы элементов Игруппы подключены ко,входам блокировки узла.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 193160, кл6 06 Р 7/02, 12 05 50,2, Авторское свидетельство СССРР 497583, кл, С 06 Г 7/02 21,01,67б763889 Составитель В, БелкинРедактор С,Патрушева Техред И.Асталош Корректор И Муска Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,Заказ 6603/16 ВНИИ по 113035Тираж 751 Государственного к елам изобретений и Москва, Ж, Раушс Подписноемитета СССРткрытийая наб., д.4/5