Устройство для сравнения чисел

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пн 842791(22) Заявлено 1710,79 (21) 2830635/18-24 с присоединением заявки Но т(З 0 06 Р 7/04Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ Изобретение относится к автомати ке, измерительной, технике и может быть использовано в различных логических управляющих, программных, вычислительных, измерительных и других устройствах.В современных устройствах автоматики, измерительной техники, системах программного управления широкое распространение получила последова тельная (поразрядная) передача и обработка цифровой информации, при которой несколько снижается быстродействие по сравнению с устройствами, в которых принят параллельный способ 15 обработки и передачи информации, но значительно сокращается количество электрических связей, упрощается схемотехника отдельных узлов, в частности арифметических устройств (суммато ров), что повышает надежность всего устройства в целом.В системах с последовательной передачей информации числа преимущественно передаются начиная от младше го разряда к старшему, что обуславливается работой последовательного сумматора. В состав таких систем входят устройства сравнения, выявляющие равнозначность или неравнозначность и разрядных двоичных чисел (сравне:,-:едвух чисел между собой, сравнениеставки с числом и т,д,),Известно ,стройство сравнения двухчисел, основанное на их поразрядномсравнении, содержащее и-ячеек поразрядного сравнения, каждая с двумявходами и двумя выходами, и пирамидально соединенные ярусы ячеек сравнения к-разрядных кодов, входы ячеекпоразрядного сравнения подключены ковходам устройства, а выходы ячейкисравнения к-разрядных кодов последнего яруса соединены с выходами устройства Г 1 .Недостатки этого устройства состоят в том, что число ячеек поразрядного сравнения равно разрядности сравниваемых чисел, а для проведения операций сравнения сравниваемые числадолжны быть предварительно записаныв соответствующие регистры.Тот Факт, что операция сравненияв этом устройстве производится начи -ная со старшего разряда, а в цифровыхустройствах с последовательной передачей, более приемлема передача информации начиная с младшего разряда,также приводит к тому, что сравнениечисел по данным устройствам требуетпредварительной записи сравниваемыхчисел в регистры,Наиболее близким к предлагаемомуяВляется устройство, содержащее логические элементы ИЛИ-НЕ, триггерыи логические элементы И, в которомсравнинаемые числа А и В последовательным кодом поступают на устройстно сравнения начиная со старших разрядов. Первая неравнозначность всравниваемых разрядах чисел свидетельствует о неравенстве чисел иФиксируется соответствующими триггерами, Последующие разряды чисел непроходят на счетные входы триггеров.Существующее устройство сравненияпозволяет создавать устройства сравнения двоичных чисел с малым, не завнсящим от разрядности чисел, количеством элементов логических схем 12) .Однако применение этих устройствв системах с последовательной передачей инФормации, начиная с младшего разряда, связано с предварительной записью чисел в сдвигающие регистры, что приводит к снижению быстродействия, а также к усложнению в целом устройства сравнения, снижениюего надежности.Цель изобретения - повышениебыстродействия,Указанная цель достигается тем,что в устройстве для сравнения чисел,содержащем элементы И-НЕ, НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, триггеры, в которых первый инФормационный вход устройствасоединен с первым входом первого элемента И-НЕ и через первый элемент НЕс первым входом второго элемента ИНЕ, второй инФормационный вход устройства подключен ко второму входувторого элемента И-НЕ и через второйэлемент НЕ - ко второму входу перво Ого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, с первым входом четвертого элемента И-НЕ и с первым входомпервого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ выход второго элемента И-НЕ подключенк первому входу пятого элемента И-НЕ,ко второму входу четвертого элементаИ-НЕ и ко второму входу первого элемента ИСКЛОЧАОЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И-НЕ, выходытретьего и пятого элементов И-НЕ соединены с инФормационными входами первого и второго триггеров соответственно, выход четвертого элемента ИНЕ подключен через третий элемент НЕк первому входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со входом синхронизации первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключе- Яны ко входам второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключенк третьему входу четвертого элементаИ-НЕ, шина начальной установки соединена со входами установки в единич ное состояние первого и второго триггеров и со входом устанонки в нулевое состояние третьего триггера, шина синхронизации устройства подключена ко второму входу элемента ИЛИНЕ и ко входу синхронизации третьеготриггера,На чертеже приведена Функциональная схема устройства.Устройство для сравнения чиселсодержит элементы НЕ 1 и 2, элементы И-НЕ 3 и 4, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 5, элементы И-НЕ б и 7, триггеры8 и 9 О-типа, элемент ИСКЛЮЧАОЩЕЕИЛИ 10, триггер 11 О-типа, элементИ-НЕ 12, элемент НЕ 13, элемент ИЛИНЕ 14, Элементы НЕ 1 и 2, И-НЕ 3 и4, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, И-НЕ 6 и 7 образуют блок 15 определения неравнозначности; триггеры 8 и 9 и элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 образуют блок 16Фиксации неравнозначности. Триггер11 и элементы И-НЕ2, НЕ 13, ИЛИНЕ 14 образуют блок 17 запрещенияизменения состояния блока 16. Тригге -ры 8 и 9 Фиксируют неравнозначностьв каждом из сравниваемых разрядахчисел, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10,триггер 11, элемент И-НЕ 12, элементНЕ 13 и элемент ИЛИ-НЕ 14 запрещаютизменение их состояния, если за не -равнозначностью в более младших разрядах сравниваемых чисел следует ихравнозначность в более старших разрядах,Устройство работает следующимобразом.Перед началом операции сравненияимпульсный сигнал, приходящий нашину 18, устанавливает триггеры 8 и9 в состояние "1", которые сохраняют это состояние до окончания сравнения только в случае, если сравниваемые числа равны между собой.В случае, если сранниваемые разряды чисел не равны. между собой, например а 1 в О, в блоке 15 навыходе отдельных его элементов устанавливаются следующие уровни выходных сигналов: на выходах элементовНЕ 1 и 2-"0", на выходах элементовИ-НЕ 3 и 4-"1", при этом на выходеэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 появляется сигнал "1", что разрешает прохождению инФормации с выходон элементовИ-НЕ 3 и 4 через элементы И-НЕ б ина инФормационные нходы триггеров8 и 9, в результате на вход триггера 8 поступает сигнал "0", а на входтриггера 9 - "1".Поскольку инФормация на входах19 и 20 появляется синхронно с появлением тактового импульса по шине 21,при его исчезновении (по заднемуФронту импульса) инФормация, поступившая на инФормационные входы триггеров 8 и 9, записывается в эти триггеры и ,следовательно, триггер 8 устананливается в состояние "О", а842791 Формула изобретения триггер 9 сохраняет свое прежнее состояние, т,е. остается в состоянии"1", Как следствие этого,на выходеэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, а значит и на информационном входе триггера 11, появляется сигнал "1". В момент прихода следующего тактового импульса на входы 19 и 20 поступает информация об очередных сравниваемых разрядах чисел, прямой выходтриггера 11 принимает состояние своего информационного входа, а на соответствующем входе элемента И-НЕ 12появляется сигналЕсли очередные сравниваемые разряды а и в равны между собой, на 15выходах элементов И-НЕ 4 и 3 устанавливаются сигналы "1", вследствие чего на выходе элемента И-НЕ 12 появляется сигнал "0", а на выходе элемента НЕ 13 - "1". 20Появление сигнала "1" на первомвходе элемента ИЛИ-НЕ 14 запрещаетпрохождение через этот элемент тактовых импульсов с шины 21 на счетныевходы триггеров 8 и 9, а поэтомупоследние сохраняют принятое ранеесостояние, т.е. сохраняйт неравнозначность, зафиксированную в младших разрядах сравниваемых чисел, вслучае, если в более старших разрядах наблюдается их равнозначность, фЕсли в старших разрядах сравниваемыхчисел имеет место нераннозначностьвида а =О, в =1, то и результате ихсравнения триггеры Э.и 8 изменяютсвое состояние на противоположное, З 5(как н случае а; =1 и н; =0),Таким образом, в результате поразрядного сравнения двух чисел А иВ, начиная с младшего разряда триггеры 9 и 8 зафиксируют последнюю не Оравнозначность н сравниваемых разрядах чисел, что является окончательным результатом их сравнения междусобой.В зависимости от окончательногорезультата сравнения на одном иэвходов А) В или А ( В появляется сигнал "1".в случае неравенства сравниваемых чисел, а на выходе А = В (инверсный сигнал "Равно" ) - сигнал "1".Если сравниваемые числа равны между собой, на выходах А В, А( В иА=В устананливается сигнал "0",В предлагаемом устройстве операция сравнения при последовательнойпередаче информации, начиная с младшего разряда, может производитьсясинхронно с продвижением самой информации; сравнение чисел может производиться без предварительной их записи в соответствующие регистры, что щоуменьшает количество элементов в системе, в которой применяется устройство сравнения, что повышает надежностьвсей системы в целом; кроме того, количество элементов в устройстве длясраннения чисел не зависит от разрядности сравниваемых чисел,Устройство для сравнения чисел,содержащее элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ, НЕ,ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, триггеры, причемпервый информационный вход устройства соединен с первым входом первогоэлемента И-НЕ и через первый элементНЕ с первым входом второго элементаИ-НЕ, второй информационный вход устройства подключен ко второму входувторого элемента И-НЕ и через второйэлемент НЕ - ко второму нходу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, с первым входом четвертогоэлемента И-НЕ и с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходвторого элемента И-НЕ подключен кпервому входу пятого элемента И-НЕ,ко второму входу четвертого элементаИ-НЕ и ко второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И-НЕ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью понышения быстродействия, н нем выходытретьего и пятого элементов И-НЕ соединены с информационными входами первого и второго триггеров соответственно, выход четвертого элемента ИНЕ подключен через третий элемент НЕк первому нходу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со входами синхронизации первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключены ко входам второго элемента ИСКНОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединенс информационным входом третьего триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И-НЕ, шина начальной установки соединена со нходами установки вединичное состояние первого и второго триггеров и со входом установкив нулевое состояние третьего триггера, шина синхронизации устройстваподключена ко второму входу элементаИЛИ-НЕ и ко входу синхронизации третьего триггера,Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1. Анторское свидетельство СССРР 531151, кл. С 06 Г 7/04, 1975,2, Авторское свидетельство СССРМ 352274, кл, С 06 Р 7/02, 1970Фил ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж ИПИ Государстве по делам изобре 035, Москва, Ж 45 Подписноеного комитета СССРений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5