Устройство для сравнивания двоичных чисел

сОюз СОветснихсоцидлистичкснихР 1:СПУБЛИН ЯО 1 О 89575 А б Об Г /04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госуддрствкнный номиткт сссРпо делдм изоьрктений и отнятий(46) 30,04.84, Бюл, У 16 (72) В.Ю.Ларченко, Н.Г.Коробков, М.Ф.Холодный и К.К.фурманов (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им, Н.Е,Жуковского (53) 681.325.5(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 485445, кл. Я 067/04, 1972.2. Авторское свидетельство СССР У 760089, кл. Я 06 Р 7/04, 1978 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее трехстабильный триггер и три элемента И-НЕ,причем информационные входы первогои второго чисел устройства соединеныс первыми входами соответственнопервого и второго элементов И-НЕ,выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами трехстабильного триггера, третий входкоторого подключен к входу начальнойустановки устройства, пЕрвый, второйи третий выходы трехстабильного триггера являются выходами устройства,первый выхОд трехстабильного триггера соединен с первым входом третьегоэлемента И-НЕ, второй вход которогоподключен к управляющему входу устройства, а выход соединен с вторыми,входами первого и второго элементов И-НЕ, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения устройства, в него введен четвертый элементИ-НЕ, входы которого соединены с информационными входами первого и вто"рого чисел устройства, а выход подключен к третьим входам первого ивторого элементов И-НЕ.бЗЬ ИСПО)ЬЗОВВНО При ОетрОР ) КИ уотрййСТВ ОбасбС)КИ ЧИ ЛОГО Иа)г)Сс)Р ции.ИЗБ "т 10 "С 1 ООЙСТБО:Ля " явя -и с е л .Р и Р Ож -" 1 Ц ст В гх"г Я б и с ь1 п=О И ЗЛЕМРНТЫ:1 Гс.1Я а )ЯК) У Я СЛО.й:Т; И НИ - , ОЕ бьС Усой - 0 сг г тс На" 1" " Л, Е блсЗср "- Пра У ц)Ес)ос 1 с с-.-У; - :Ет К УСТРОЙСТВО )1 1) Сг)ЯВНЕНН-.Ого ЗПЕ.ЕНтОВ 1)-НР СОЕДИНЕНЬВЬЪ И св 0)ЬЬ ВХОДЯМИ ТВЕХСТЯб ИЛЬ 10ОтрИГГЕ Оа. ТратгЛ ВХОД КОТСООГО Нос КГ)ОКЕ 1 с - .ЕРВСИ г,КЕ УПЯВЛ.;1.;,",Я а 1 гс сЙсусВЬС а т)З 1 ссе Р Л)0 пгсс р)6 Срйй .;:ХОД 1 отсрйтО ОЕ,Д"ГЕК СйТРОЙ Ув)ИОй УЛРЙВЛЕН 1 Я, ас ВЫХОД ТР с ссс г Сс ЯМ) с", с УО , В с )0 , ") )Е дООГО ЗЛЕМЕ НТСК .У"УЛ ПОДКссЧ .,НЬ ", "УН."рВСМУ И ВтйсООМс.:-Ус)СРМЯДс 1 В Ь Х:. -и,Я уг ЛОИг )два ОсНЕ)сггрЯВЛЯасгс г Ло Хог тИ н; ,.СР ЫС)УУДЕЯСТВ 1:"Е За СЕЗ П 1 ЕНЕКИЯ З.ЗЕ 14: К""Я )ЕРгВВОЗ-АЧУ)ссй".)сВЛЛЯ ЗЕЯ.ПИЗЯ.;И):,котсрото Гребуетс не меее ч.тыре;:ЗЛЕМРНТОЭ И - 1 Е,И ".УК СПЕДСТВИй С)ОИТВс 1ЗВЬСНО ЬР;")Цс)С)ПЕГ 1)СС: ЯвлвгЯВ ЦЕЛ)Ь Дост."1)гЕТЕМ-, ЧсО В УС 1:СйгфВОслссс ТУ)с-двогсНЫХ Чс.,СЕЛ- Одвр)КЯГ)У Ебийльньв". с"риГГер, элементь И-ДР Г.; гетом первььй инаормав)ионный вхсд усОИС Тра) с-орд) Е 1 г гррвсьссг )гс-у СсВСГО ЗЛЕ ЕК")а И Лс ВЬХод "СторС Гу)ГОР Вс.НР ; С 11 го ВЬ)1 ВХОДОМ ", У)Е С ;-с, 1) ЕР ВОВГси ИНсООМЯ)СЦОНвход стройс-ва соединен с первым Вхсдй ВторОГО злемента И-Е, ВЫ ХО 1 КО тб)ОГО СОЕДИНЕН У Б ТЮРЬМ ВХО дОс трр К:табИЛЬ НОГО тр)ГГе. р 1 а трЕВг,с 1Реьс таО:ЦсНО й ) гс . Р.Рсс й ИКЕС Пе РВЩ ,УРан )Я)К;сас) ВГ ОДОМсгс. Гройс тв я , выход трех" табильн 0101Се В 1 В)1 сСгдиВ с С;ЕрвыМй)0) ТВЕ ТЬЕ Гс" . ЯРКС Ггя с.ссВ Г В ТО .рой вход котовогс соединен с Втсвьв с"сБ Уссй)ссЬХС)сй .) Стрйи . В ) с. ВЫ ход )ретье ГО злемента И )сь " дикен С ТОРЫМИ ВХОДЯМИ ПЕРВОГО -СРОГО ЗХ 1".МЕНТОВ И)с ) ВЫХОД 1 РЕ)СсссссслЬ" но - Тр)",Гера явля)0 с;. Вьух "дами уст- )ОЕСТВР, ВВЕ 1 "-Н ЗЛЕМЕК 1 г ; ВХОБЪ КО : Орй Г й с" СЕД ННЕ НЪ С ГЕ рг)ь)М И В ТорьМ П.О)С Рсса Д)со ННЬ)МИ ВХОДЯМИ УС ТРОЙС ТВ Я,) а выход 3 то Гй злемен те с Седма к с ТРС ТЬЮс; В;ссСДЭМИ ПЕРВОГС и ВТООО ГО 3 Л ЕЕ с Т Ус 11),Ч Б Е сс, ЕМ 1рОИС "1 Ва ДЛЯ )СВЯВНЕНИЯ ,г,ВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ ПРИВЕДЕНЯ Ка ЧЕРтажЕ.,У т 1)",-ство содержит трехстабиль- ЬЬПУ "РИУ Е Р 1, ИМЕ)Г)гй ВЫХОДЫ,.=В: и а",гч ) злементы И-Ь 5 " В, вхОДначальнои уста; - :ОВ К,-сзП ЯВЛг)ЫИИ ВХОД) У СТРОИСТВЯ, 1 г 1 фс.)РМг 1 ДИС)ННЫЕ ВХОДЬ 11 И2 ,стройсВя первсГО и второпо чисрл ; Ос тветств,ннс . В чс 1йстве ислользйвЯны станпао ТНЬЕОГИВСКИЕ .ЛЕМЕг. ТЫ,;,ехста.:лькьй триГГер )Ох;ет быть сйбзаи па з;,те:; ентах 6 )с-НЕ либо найрИ.сзгЬНОИ ЛОГИКОИ) а ВО ВТО- рй;: пс,).Нтелькой. Далее будем счи- СсаТЬ:с О трИГГЗ) ЛОСТрОРН На ЗЛЕМСН тахИ"Е 9 табли )е приведено сост- -,ЕЧ ,:ИЕООЯЧИЯ трЕХСс:, )Ил)О) 0 РнссЕРс ОДНОМУ ИЗ ВЕХ Бйзмо)КНЫХ -Е :П; .1 с Е)г; Ц С р Я В и И В Я Е МЫ М И с 1 И С Л а Г ос тс)1 Кис трехс тгбил - нй)ГО триГГеряУстройство раоотает ;лед гюши;-;образом,На вход 9 устройства подаетсяатрицательньй и" пуд с устанавливаютщий трехстабнльньй триггерн состоя ние "А.=В", т.е, на выходе 3 триггера формируется низкий потенциат Науправляющий вход 10 устройстваподается низкий потенциал при сравнении чисел, начиная с младших разря-.10дон, и высокий потенциал при сравнении чисел, начиная со старших разрядов, На инфоомационный вход 11 устройства подаются разряды числа А, ана информационньй вход 12 устройства подаются разряды числа В,Рассмотрим работу устройства присравнении одноименных разрядов, гредположин, чтс на выходе элемента И-НЕприсутствует высокий потенциал. Если оба разряда сраннинаемых чисел равны нулю, то на выходах элементов И-НЕ 5 и 6 формируется высокий потенциал, которьй не мажет изменить предыдущее состояние триггера, При равенстве одноименных разрядов единице на выходе логического элемента И-НЕ 8 формируется низкий потенциал, который приводит к появлению на выходах логических элементов И-НЕ 5 и 6 высокого потенциала и состояние триггера остается прежним, Таким образом, прн равенст=- не одноименных разрядов сравниваемых чисел состояние триггера не изменяет ся, При неравенстве одноименныхразрядов сравниваемых чисел на выходе логическога элемента И-НЕ 8 Формируется высокий потенциал, каторьй не оказывает влияния на работу логи ческих элементов И-НЕ 5 и б по другим входам. Если на информационном входе 111 устройства подана единица, а на вход 12 подан нуль, то на выходе элемента И-НЕ 5 образуется низ кий потенциал, а на выходе элемента И-НЕ 6 - высокий потенциал., Триггер 1 переходит при этом н состояние., когда на выходеобразуется низкий потенциал, т.е. данньй разряд числа А 50 больше данного разряда числа Б.В случае, когда на информационный вход 11 устройства подан нуль, а на вход 12 - единица, то на выходе логического элемента И-НЕ 5 формирует- с ся высокий потенциал., а на выходе элемента И-НЕ б - низкий, При этом триггер 1 перейдет в состояние, когна ныхоьз 2 образуется низкий потенциал, те данньй разряд числа А меньше данного разряда числа В, Итак, прн неравенстве одноименных разрядов сравниваемых чисел триггер переходит н состояние АБ" или н состояние АБ" в соответствии с состоянием информационных нходон 11 и 12 устройства:Рассмотрим работу устройства при сравнении чисел, начиная со старших разрядон. На вход 10 устройства в этом режиме падается высокий потенциал. Триггер находится в состоянии А=В", т.е, на ега выходе 3 присутствует низкий потенциал, который формирует на выходе логического элемента И-НЕвысокий потенциал, позволяющ,й производить поразрядное сравнение чисел. При равенстве одноименных разрядон триггер 1 не изменяет свое состояние, а при появлении первых же неодинаковых разрядов сравниваемых чисел триггер 1 перейдет в состояние,определяемое состоянием информационных входов 11 и 12 устройств, При этом на выходе 3 триггера формируется высокий потенциал, который, в сною очередь, Формирует низкий потенциал на выходах элементов И-НЕ 5 и 6,. На их выходах образуется высокий потенциал и, следовательно, состояние триггера не может измениться при поступлении последующих разрядов сравниваемых чисел, Единичньй сигнал на выходе 3 триггера 1 может быть использован для прекращения сравнения последующих разрядов, поскольку установлено отношение между сравниваемыми числами. Рассмотрим работу устройства при сравнении чисел, начиная с младших разрядон. Триггер находится в состоянии "А=В", а на вход 10 устройства падается низкий потенциал, формирующ 1 й на выходе логического элемента И-НЕвысокий потенциал, которьй не зависит ат состояния триггера При этом трехстабильный триггер 1 переключится столько раз, сколько неодинаконых разрядов имеют сравниваемые числа. Состояние триггера 1 будет огределяться старшим иэ неодинаковых разрядов сранниваемьх чисел. Поэтому н конце сравнения отношение между числами А и В будет определяться состоянием триггера 1ДЧ ОПРЕДЕ ПЕИЯ ТЕХ К.ОнО 1(,.ческой эО)фектьнности иедлагяемогоустройства эа баэоный вар 4 ант ныб 1 р:.:. -КЗТ УС ТРОЙС ТНО ПРОТОТИП,. ЛОЛОГ 11 ТЕЛ)4 Ьйэффект в предлагаамси устройствестигается применением одного Лемен -та И-НРчто является более грос.лымтехн; ческща рещен:,ем по 0 снопенааПРОТОТИГГУ Б КОТОРОМ ДЛЯ ,)Радинац 44тех жа Функци 4 испольэуется эле 4 е:т")тон а для прототипа 10 Т,.е., ныГОЫИ 110 ЧГНСЛ ИСПОЛЬЗУЕ 4 ЫХ ЛОГИЧЕСких элементов составляет прааерно ЗО 7: лля более точной Оце 1 ки.ло)к" НОСТ 14 ПРЕДЛаГаЕМОГО УСТРОЙСТВа ИПООЭ 075)1)а РостОЬЭУЕМСЯ ОЦЕНК 01 ГО Княжну 7 е числом нходОВ Б логи" чз 114 11 Онты Сгщиост)) йа"тГаЕ 4 опо УС т ОЙСтнася сл жност 1 тре)1 габил- но О три;" Гевар котовая ранна 12 сложностьк двух трехнходоных элеметон И-НЕ.которая ранна о и сложностьк дву ДВУХВХО НОВЫХ ЭЛЕ)4 ЕНТОВ ) КЭТОРая Рав), д СО с а-Ла Е 7 Э, ЕДИЭИЫ С Чо).нос - и;:)Отртипа Определяе 1я с)эож-цо. тьо тге-.стагИЛЬНС)ГО Гвю),ЭКДО О Р т а ДВУХ ТРО ХНХО ) ОдЬзчтон Ь-НЕ 1 б), дв)хнходоньп 4 элементом .д-НЕ (2) и элементом Ер,абНС- ЗЕВАЧНО)а тр нвухв О аов 1 УЛ мента 4-НЕ, сложность котОро ГО дан на 8, и составляет 8 единиц: ТакВ 4 обнаЭОМВР ДЛагасМОЕ ус ТВОЙ Оп грн ЩР ПО КВ Э Й Ч"Р П 1)0 ТО "Я а ПР ЕМЕ 1)Н ) 1, на 2Е, Сле понательно ПО ставленная БЕЛЬ 1 улрощЕН 1 Е )С 1 ройства, ДОСТН "альпае :Стродейстние, чем прототип, ак к ак:;11 держка и элементе И-НЕ 4 еньше, эм н элементе НЕРА 3 НСЗ)АЧНОСТЬ поскольку последний ;одержит :ри яруса элементов И-НЕ, ,".:.я более ,очО 4 Опенки носпольэуемс" сравце 11 Е Э ада ежак СБГНЗЛОН В ПРОИЬЯЛЕН но нылусае 4 ьх логическг зпемецтах, например55 серии. Макси 4 апьноевремя эадержки сиГнала н элемен ,е И-НЕ ,1155 ЛАЗ) равно 22 нс, а и .:Ле".аяте ЕРАВНОЗНАЧНССТЬ (К 55 ЛП 5)а Дар)ка и ;леманеЯЕ 4 еньше Задержки н элементе 1: .БН) ЗНАЧИОСТ) примернО на 203о ому а предлагсемом устрОйстве можно уве "1 Чт" т "ОВУ 1 Час О 1 У ПодаЧИ РаЭРЯ ДОН чисел А и 1. Такю 4 Обраэом преД латаемое устройство имеет более высоое быст)с)действие, чем прототип.:.Е ЭЛЕМС 11013 ПО Э НОЛЯ 6 т ЛОВЫ СИЬ ТЕ ХНОлсг 4 чность еГО конструкции,Дл 1 Оденки технологичности обоих с 1)ойстн всспольэуемся коэфФициентом онторяеости деталей которыи опре- . - ,еляется;ак отнощение общего количества деталей устройстна к сумме а 4 енований этих деталей В пред :агае)404 устройстве и н прототипе общее число деталей равно 7, Сумма ":аи 4 еновиний деталей даннОГО устрой :;таа равга 3, а прототипа - б. КОЭФ)ицие 47 повторяемости деталей в пред,аГаемОм устрОйстне ранен 7/3, а в :рототипа 1 4. Таким Обраэом техно,огичиость конструкции предлагаемогот);ой"-ча ные технологичности кон:Грукции прототипа н 257,1089575Составитель Е.Иванова Редактор М.Янович Техред И,Асталош Корректор А.Зимокосов Заказ 2935/45 Тираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеню и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4