Устройство для сравнения чисел с допусками

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11 А а(51 С 06 Р 7 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им.Н.Е.Буковского(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 978143, клс С 06 Р 7/04, 1981.2. Авторское свидетельство СССРФ 980091, кл. С 06 Г 7/04, 1980 (прототип),(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯЧИСЕЛ С ДОПУСКАМИ, содержащее четыресхемы сравнения, элемента НЕ и элемента И, причем первые группы входоввсех схем сравнения соединены с входными шинами сравниваемого числа, вторые группы входов схем сравнения соединены с шинами задания соответствующих пределов, выход .-й схемы сравнения,. где 1=1 п,п=3, соединен с первым входом -го элемента И, второйвход которого через элемент НЕ подключен к выходу (+1)-й схемы сравне-ния, выход первой схемы сравнениясоединен с входом первого эле:-:,нта НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения области применения устройства за счет сравнения двоичных чисел с полем переменныхдопусков, в него введены (И) схемсравнения, (И) элемечтов НЕ и(И) - 1 элементов И, где М - числопределов, причем выход 1-й схемысравнения, где 3=5. И, соединенс входом 3-го элемента НЕ и с первымвходом 1-го элементаИ, второй входкоторого через элемент НЕ соединенс выходом (3+1)-й схемы сравнения,выход первого элемента НЕ и виходМ-й схемы сравнения являются выходами числа за пределы заданного интервала устройства, выходы элем нтов Иявляются выходами сравнения с допусками устройства.с входами третьего и четвертогоэлементов И, выходы первого-пятогоэлементов И - с входами элемента ИЛИ,выход которого является выходом устройства 12.Недостатком известного устройстваявляются ограниченные функциональныевозможности, поскольку оно позволяетсравнивать двоичные числа только сверхними и нижним пределами.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счетсравнения двоичных чисел с полемпеременных допусков.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для сравнениячисел с допусками, содержащее четыресхемы сравнения, элемента НЕ и элемента И, причем первые группы входов всех схем сравнения соединены свходными шинами сравниваемого числа,вторые группы входов схем сравнения -с шинами задания соответствующих пределов, выход 1-й схемы сравнения,где =1 п, п=З, соединен с первымвходом -го элемента И, второй входкоторого через элемент НЕ подключенк выходу (+1)-й схемы сравнения,выход первой схемы сравнения соединен с входом первого элемента НЕ,введены (Н) схем сравнения, (И)элементов НЕ и (И)-1 элементов И,где И - число пределов, причем выход1-й схемы сравнения, где 1=5И,соединен с входом 3-го элемента НЕ ис первым входом 1-го элемента И,второй вход которого через элемент НЕсоединен с выходом (3+1)-й схемысравнени 1, выход первого элемента НЕи выход И-й схемы сравнения являютсявыходами числа за пределы заданногоинтервала устройства, выходы элементов И - выходами сравнения с допусками устройства.На чертеже приведена структурнаясхема устройства.Устройство содержит шину 1 подачи сравниваемого числа 1 шины 2.1,2.22.М задания пределов, схемы3.1, 3.2..З.М сравнения, элементы НЕ4 . 1, 4 .2 4 .Б, элементы И 5. 1, 5.2..5.(И, выходы 6.1, 6,26.И,6.Э+1) устройства,Схемы 3.1, 3.23.И сравнения предназначены для сравнения и-разрядных двоичных чисел и выполнены на двоичных комбинационных сумматорах, выходы переполнения которых являют 1 1133591Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и можетбыть использовано при реализациитехнических средств дискретной автоматики и вычислительной техники.Известно устройство для сравнения чисел с полем переменных допусков, содержащее регистр, триггер,сумматор, элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ,элементы задержки, входы задания 10порогов, информационные входы и выходы устройства Я .Недостатки данного устройства -низкое быстродействие за счет последовательного сравнения каждого числа 15со всеми пределами и сложность засчет применения большого числа разнотипных блоков, что приводит к низкойтехнологичности его конструкции.20Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройСтво для сравнения двоичных чисел сдопусками, содержащее четыре схемысравнения и анализатор, включающий25четыре элемента НЕ, пять элементов Ии элемент ИЛИ, причем первые группывходов первого и второго элементовсравнения соединены с входными шинамисравниваемого числа, вторые группывходов .первого и второго элементовсравнения - с входными шинами верхнего и нижнего допусков соответственно,входные шины кода знака сравниваемого числа - с первыми группами входовтретьего и четвертого элементов срав 35нения, а входные шины кодов знаковверхнего и нижнего допусков - с вторыми группами входов третьего и четвертого элементов сравнения соответственно, выход первого элемента срав.40нения соединен с вхоцами первогозлемента НЕ и первого элемента И,выход второго элемента сравненияс входами второго элемента НЕ и второго и третьего элементов И, выход 45третьего элемента сравнения - с входами третьего элемента НЕ и второго -четвертого элементов И, выход четвертого элемента сравнения - с входамичетвертого элемента НЕ и первого, 50второго и пятого элементов И, выходпервого элемента НЕ - с входами второго-пятого элементов И, выход второго элемента НЕ соединен с входамипервого, четвертого и пятого элементов И, выход третьего элемента НЕ -с. входами первого и пятого элементов И, выход четвертого элемента НЕ -3 113359 ся выходами схем сравнения. Применение сумматоров позволяет использовать предлагаемое устройство для сравнения чисел, заданных в любом двоичном коде с естественными весами. В ка честве схем 3 можно испольэовать любые комбинационные схемы срагнения двух п-,разрядных чисел А и В, на выходе которых формируются сигналы АВ и АВ. 10Все остальные элементы устройства являются стандартными логическими э лементами.Таким образом, предложенное устройство может быть легко реализовано15на серийных интегральных схемах, на-пример серии 155.Устройство работает следующим образом,На шины 2,1, 2.22.М подаются20соответственно значения пределов АА АМ в обратном коде, причем Ад )естественные ограничения на числа,которые могут быть обработаны п-раз 25рядным устройством. На шину 1 подается и-разрядное двоичное числох 602 - ( в прямом коде. Далее число х поступает на первые группы входов всех схем сравнения 3.1, 3,2З 0ЗМ,а пороги А , А 2 А поступают навторые группы входов соответствующихсхем 3 сравнения. При этом на выходесхемы 3.3 сравнения (1 сЗсМ) Формируется сигнал Р йо следующему правилу 35О, если х)А1. 1, если хсАсСигналы Р поступают на состоящуюиз элементов НЕ 4.1, 4,24.М и эле ментов И 5.1, 5.25.(М) логическую схему которая на выходе 6.1 устройства (1 с 1 с М+1) Формирует выходной сигнал у451, если х Е (А, А к-,Ук О, если хАк Ак рассмотрим подробно работу Устройства для всех логически возможных случаев. 50Если А с х, то на выходах всех схем 3.1, 3.23.М сравнения формируются низкие потенциалы, которые подаются на входы соответствующих элементов НЕ ч и на первые входы со ответствующих элементов И 5, что приводит к Формированию высокого потенциала на выходе 6.1 и низких потенциа 1 4лов на выходах 6.2, 6.36. (М+1), т.е. устройство формирует сигналыУ 2 У Ун+ли А 2 с хА 1 то на выходе схемы 3.1 сравнения формируется высокий потенциал, который приводит к 4 ормированию на выходе 6.1 низкого потенциала, а на выходах схем 3.2, 3.33. (М) сравнения формируются низкие потенциалы, которые поступают на первые входы соответствующих элементов И 5, что приводит к формированию на выходах 6.3, 6,46,М низких потенциалов. На выходе схемы З.М сравнения также формируется низкий потенциал, который приводит к формированию на выходе 6.(М+1) низкого потенциала. На выходе 6.2 формируется высокий потенциал, поскольку на первый и второй входы элемента И 5.1 поступают высокие потенциалы соответственно со схемы 3.1 сравнения и с выхода элемента НЕ 4.2, на вход. которого поступает низкий потенциал со схемы 32 сравнения. Таким образом, устройство формирует сигналы у 1=0, У 1=1, у=у 4=у+ =ОПусть число х лежит в произвольном интервале х(А А 1 где 1 с Ыс 3. При этом на выходах схем 3.1,3,2Зсравнения, Формируются высокие потенциалы, которые приводят к формированию на выходах соответствующих элементов НЕ 4 низких потенциалов, Низкий потенциал на выходе элемента НЕ 4.1 обеспечивает низкий потенциал на выхсде 6.1. С выходов элементов НЕ 4.2, 4.34,(1-1) низкие потенциалы поступают .на вторые входы соответствующих элементов И 5,1, 5.25.(М) что приводит, в свою очередь, к формированию низких потенциалов на выходах 626.3.,06.(-1) .На выходах схем 3,1, 3,(+1) З.М сравнения формируются низкие потенциалы, которые поступают на первые входы элементов И 5.7 5.(7+1)5.(М) соответственно, что приводит к формированию на выходах 6. (2+1) 6. (1+2)6,М низких потенциалов.Низкий потенциал на выходе схемы З,М сравнения обеспечивает низкий потенциал на выходе 6.(М+1). На выходе 6.1 формируется высокий потенциал, поскольку на первый и второй входы элемента И 5.( -1) поступают высокие потенциалы соответственно с выхода схемы 3.(1-1) сравнения и свыхода элемента НЕ 4,1, на вход ко,торого поступает низкий потенциал со схемы 3. Р сравнения. Таким образом, устройство формирует сигналы У 1 уаУЕ 1 0 УЕ 1 Ъ -уеьа - 5у 0НнНаконец, если хА 1 то на выходах всех схем 3.1,3.23 И сравнения формируются высокие потенциалы, которые подаются на входы элементов НЕ 10 4,1, 4.24.И соответственно, Высокий потенциал на входе элемента НЕ 4.1 обеспечивает низкий потенциал на выходе 6.1. Высокие потенциалы на выходах элементов И 4.2, 4.34.И 15 обеспечивают низкие потенциалы на вторых входах элементов И 5,1,5.25.(И) соответственно, что приводит к формированию на выходах 6,1,6.2 6.И низких потенциалов. Высокий 20 потенциал на выходе схемы З.И сравнения обеспечивает высокий потенциал на выходе 6.(И+1), Следовательно, устройство формирует сигналы у =у,= =У=о, У=1.25Работа устройства была рассмотрена при условии, что пределы представлены в обратном коде, а сравниваемое число - в прямом коде. Если пределы представлены в прямом коде, а срав О ниваемое число - в обратном коде, то в этом случае пределы А 1, АА 1 причем АА,) А ) ААподаются соответственно на входы устройства 2.И, 2.(И), 2.2, 2. 1, а сигналы у, уу 1 уфоРмиРуютсяИ+4соответственно на выходах 6.(И+1), 6,И6.2, 6.1, причем сигнал у(1 й 1 с И+1) формируется по следующему правилуу1, если х Я А, А;,10, если х ф А, А ДФункционирование устройства при этом не изменяетсяИзвестное устройство позволяет сравнивать числа только с двумя пределами, что ограничивает его функциональные возможности. Предложенное устройство позволяет производить сравнение чисел с произвольным количеством пределов.Следует отметить, что предложенное устройство, позволяя производить сравнение чисел с произвольным количеством пределов, является устройством комбинационного типа, чем обеспечивается его высокое быстродействие и высокая надежность функционирования устройства, и имеет реализуемую на стандартных интегральных схемах простую и регулярную структуру, чем достигается высокая технологичность констРукции устройства,710 по делам113035, Москв ал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,арственного кзобретений иЖ, Раушс Подписи омитета СССРткрытийая наб., д.4/5