Устройство для сравнения двоичных чисел

ОЕОЗ СОВЕТСКИ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ЯО 1633 1) 0 06 Р 7/)( СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЕ:ЕТИ ПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ицстир ьг. кой чсских параметров ьш изоГретения функац, г,(я х ицдм 1 оеи( гх ати цифровыхявляетс ист эдсш Изобретен относи д нт о 1- ко и мо тс.;сио для тике и вычислит жет бьггь исполь ельо цт 1 (э.1(эн)з ческих параметцд тдтических цьгх системизобретения ов цифр1 ел ы(э ение фу стройст н:яется р дсггс и кцигаль гх нозможцос пределе г ои зогло о.цомеон зд счет еэ ядо тсг эд сов,етрад, ение дв котор оичьцгх разряртеже зривед цд схема ус роиства,Устройство с НОЗНЛЧНОСТВ 1, ННРЛВтриг ход 7т олег ты 1 э г-Е ,ен элерэ эдемемецт еры АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Киевский политсхцический тут им. 50-летия Великой Октяб с(эциа:истиц ес кой р сзол эции (72) Л. Г. Горб уноз, С, Е.1 ароцон) Е.Г.гопович и В.Л.Сдороэ (53) 681. 325 (088.8)(56) Лнт(рское и( тенисто СССР7115 б 8, кл. 0 06 Е 7/О) 977,Лвтирскос сис тсльстно СССР Н) 1156061, кл. С; Об Р 7/)г) 1985. (5(+) УСТР 0(СТВО Е(Е СЕЛЕ)Н,НЕЕЕ В)ИЧНХ гИСЕ(57) Изобретецс относится к дтома гике з нзьг(слит(льной технике и может бьггь исол,зодцо для контроля но зможцостс й у( то.стд зд счет спре;ел( цяом(роя рд рядо з тстр 1, хц ц(мс )э оез тс тэ 1: ) ко Гор г п)э о онесои;о ( ггг гх рдзр 5 гоз.с тэ о й с т В о д.г з (. р д г г г5 ) , )3 ( э и ч ц 1 Г; ( и г с е.содержит триег( ид НЕ:РЛВЕЕГ)3 НЛЧНОСТЕ., ломегт И:1, дд элемент, ИЛИНГ, три элем(эцтд 1, чс тире триггера,элемецт .3 ЛНРБТпд счет)ика, схемысрдешя тетра: дзе рупии элемецтоз И, групу:щсм(топ И.П 1-НГ,депфрдтор,руцу (рп(рон) дце.группы эге, ец г, чз 1 ле;ецт 11 - гдпд мультпглскс эрд, элемент задержки)чс" ыр( элемегтд Н, Устр(эйств и: -ззоля( т сргнниг(, слд, прс:стднгецг е ц,рдэг(ээьц ." ко,ом, с рд:зГкойа тетради и (эпредегть но.ераразряон гз тетрдддхомгрд тетгдд,в которгх прои зопо цегонпддецие.1 ил. цгча.ьцгг уст;цгн;г, гэиг ге,э 8, элсмент И 9, элсмснт .ЛЕЕРЕТ 10, элемецты НГРЛВ 103 НЛЧНС) 11 и 12, зьпсод"Больше 13 и ".1 ецьшсп 7 Устроства)элемент .И 15, ход 1 б тзктовях им -пульсов, элемет И 17, двоизн,гй счетчик 18, выходи которого соединены свыходом 19 "Номер т(з ради", де(пф - ратор О выходы ко.р(эг посэцэчсник первым входам хрупни элементовИЛИ-ЕЕГ 21 и 22, дзс групгги элементовИ 23 и 24) вх(э; 25 и 26 срднниваемхчисел устройстнд, комггдрдтори 27 страд гр упггу тэиг Г с.э сз 28 элемент И-НЕ 29, эдемег Н. 3, зьхо31 "Рд - венство" ) злемст НГ )", э(. мент И33, двоичный счетчик 34, ньходь которого соедицеци с ньходом 35 цНомер разряда" 1 з тетраде устройства, мультиплексоры 36 и 37, элемент НЕ 38, триггер 39, две группы элементов ИЛИ 40 и 41, этемецт 4; задержки и третий элемент НЕ 43.Устройство работает следую 1 им образом.На входы 25 и 2 б устройства посту 10 пают параллель,е коды сранцивя емых чисел, причем разряды чисел разбиты на тетрады, начиная с младших разрядов. Знаковые разряды чисел всегда по..15ступают в старце разряди старшихтетрад сравниваемых чисел,Ня вход 7 начальной установки устройства поступает нулевой логческийсигнал, устацявливюий триггеры 4,5, 8 и 39, двоичые счетчики 18 и34 в нулевое состояние, я группу триггеров 28 - в единичное, При этом навьгоде 31 "Равенство" устройства име 25ется единичныи логический уровень,а на входах 13 и 14 устройства - нулевье логические уровни. Четверть17 и пятый 33 элемецти И зякрьть дляпрохождения тактовых импульсов свхода 16 устройства улевьми логическими уровнями с выходов соответственно элементов И-НЕ 29 и НЕ 32. На ихсоответственно третьем и втором входах находите я ра эре 1 яии 1 единичнйлогический уронеь. Устройство готово 35к работе,Через элемент 4. задержк (задержка осуществляется ця время устаовления переходных процессоч н группетриггеров 28 и двоичном счетчике 181 40и третий элемент НЕ 43 сигнал начальной установки поступает на сихрозходы группы триггеров 28, записывая вцих состояние ньходов соответстнуощихкомпараторон тетряд. При этом в случае равенства сравнинаемьх тетрад нсоответствующй им триггер запишетсяединица, а в случае неравенстваноль. Если все тетрады равны, что соответствует равенству сранниваемих чи сел, то на выходе элемента И-НЕ 29 останется нулевой потенциал, На ниходе31 Равество будет находиться единичный логический уровень, что свидетельствует о равенстве срявнинаемьх чисел,В счучае неравенства сранннаемьхчисел ця входе элементов И-НЕ 29 формируется едицичнй логический уровень, который поступает ца второй яхолетвертого элемента И 17, разрешая про-, хождение такч овых импульсов с входа 16 тактовых импульсоц устроствя ца счетный вход двочого счетчика 18,С приходом первого ттоного импульса на счетцьй вход двоичного счетчика 18 на его нходе формируется двоичный код 01, по которому на втором выходе деиифрятора 20 появляется нулевой логический уровень, который поступает ца вход старчего элемента ИЛИ-НЕ из группы элементов ИЛИ-НЕ 21. По кодам, поступаюгим с иходов первого двоичного счетчика 18, дешифраторя 20 поочередно опраивает состояния триггеров из группы триггеров 28. При опросе триггера, соответствующего церягнозачьм тетрадам, на выходе соответствующего ему элемента ИЛИ-НЕ из группы элементов ИЛИ-НЕ 21 формируется единичный логический уровень. При этом, если старшие тетрадь ряэрядон сравниваемых чисел це ран, то ня выходе старшего элемента И.1 П 1-НЕ из группь элементов ИЛИ-НЕ 21 формруется сигнал единичного уровня, который через второй элемент ИЛИ-НЕ 22 поступает ца третий вход четвертого элемента И 17, запрещая прохождение через него тактовых импульсов с. входа 1 б тактовых импульсов устройства ця счетный вход двоичного счетчика 18. Кроме того, сигнал единичного уровня с выхода старшего элемента ИЛИ-НЕ из группы элементов ЖП 4-НЕ 21 поступает на старшие тетради элементов И перво 1 23 и второй 24 групп элементов И,разрешая прохождение старших тетрад сравниваемьх чисел ца соответствуюШе входы первой 40 и второй 41 групп элементов ИГП 1, а через них - на соответствующие входы первого 36 и второго 37 мультиплексоров.1На выходе двоичного счетчика 18и соответственно на выходе 19 "Номер тетрады" устройства будет находиться код О 1, указывая номер тетради, я которой найдена неравнозначность разрядов,Сигнал нулевого логического уровняс выхода второго элемента ЮП 1-НЕ 22 через четвертый элемент НЕ 32 поступает на третий вход пятого элемента И 33, разрешая прохождеие тактовыхимпульсов через него на счетный вход второго двоичного счетчика 34.Сигнал единичного логического уровня с выхода четвертого элемента НЕ 32 поступает ца первый вход третьего элемента И 9, разрешая прохождение через него сигнала с ньхода элемента ИЛ 15, При этом, если одно или оба числа отрицательны, то на ны 1 О ходе элемента ИЛИ 15 находится единичный логический уровень, а если оци оба положительны - нулевой .В случае отрицатепьных чисел в триггер 8 будет записана единица, а в случае положительньк - он останется в нулевом состоянии.С приходом первого тактового импульса с выхода пятого элемента И 33 ца счетный вход двоичного счетчика 34 на его выходе Аорпруется код 001, которьп поступает цл адресные входы перного 36 и второго 37 мультиплексоров,Первый тактоный импульс с вькодд пятого элемента И 33 поступает через нтороц элемент НЕ 38 на установочный вход четвертого триггера 39, устлцлнлиная его н единичное состояние. Пу - левой логическй уровень с его иннерсцого выхода поступает на разрешающие входы первого 36 и второго 37 мультиплексоров, разрешая прохождение старших рлзрядон нерлвнозначньк тетрад на выходы мультиплексоров.Тактовые импульсы с выходя устройства 16 через пятый элемент И 38 поступают на дночньп счетчик 34. Код с. выхода двоичного счетчика 34 поступает на адресные входы первого 3640 и второго 37 мультиплексоров, управляя последовательностью появления разрядов церавнозцачньк тетрад на их выходах.Разряды сранцивлемых тетрлд по 45 ступают на входы первого элемента НЕРЛВНОЗНЛЧНОСтЬ 1, на выходе которого н случае равенства сравниваемых разрядов вырабатывается нулевой логический уровень, а и случае нерлнен ства - единичный логический ур,:ень. В первом случае перньп 2 и второй 3 элементы И закрыты нулевым логическим уровнем с вьлсода элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 1 и состояния первого 4 и55 нторого 5 триггеров остаются без изменений.1Во втором случае первый 2 и второй 3 элементы И открываются единичным логическим уровнем с выхода первогоэлемента НЕРЛВНОЗНАЧНОСТЬ 1. Состоянияпервого 4 и второго 5 триггеров вэтом случае определяются поступающимина их установочные входи разрядамисравниваемьпс тетрлд. При этом н ед -ничное состояние устанавливается тгпько тот триггер, на установочный нходкоторого поступает единичньп логический уровень, Нл выходе первого элемента ИЛИ - НЕ 6 устанавливается нулевой логический уровень, блокирующийпоследующие изменения состояния первого 4 и второго 5 триггеров черезпервьп 2 и второй 3 элементы И, закрывающий пятый элемент И 33 для прохожцея тактовьк импульсов на счетньп вход двоичного счетчика 34 и открывдющий элемент ЗАПРЕТ 10,Нд выходе 35 "Номер разряда" устройстна находится код номера разрядав неравнозначной тетраде сравниваемых чисел.При сравнении отрцдтельньсх чиселединичньп логический уровень с прямого выхода третьего триггера Я черезэлемент ЗАПРЕТ 1 О поступает на соответствующие входы второго 11 и третьего 12 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ,в связи с чем на выходах 3 и 14устройства устанавливаются логические уровни, обратцые состояниямпервого 4 и второго 5 триггерон.При сравнении положительных чиселустройство работает аналогично, нопри этом инвертирования уровней поступающих с выходов первого 4 и нторсго5 триггеров нд выходи устройство 13и 14 не происходит, так как третийтриггер Я в этом случае остается Ъобнуленцом состоянии.При сравнении чисел разных знаковна втором такте работы устройства устанавливается первый 4 или второй 5триггеры н единичное состояниеВэтом случае блокировка состояний пер- .вого 4 и второго 5 триггеров происходит сразу после сравнения знаковыхразрядов. Уровни нл выходах цЬольще"13 и цМеньпе" 14 устройства принимаютзначения, обратные состояниям первого4 и второго 5 триггеров соответственно.Таким образом, процесс сравниваниядвух чисел заканчивается, как толькона выходах первого 36 и второго 37мультиплексоров появятся разные логические уровни или, если числа равны, 1633390то сразу же после подачи сигналя ча вход 7 начальной установки устройства.При этом наличие единичного логического уровня на выходе 13 "Болые" устройства свидетельствует о том,5 что число, поступающее на вход 25 устройства, больне числа, поступающего на вход 2 б, Единичный логический уровень на выходе 14 "Меньше" устройства свидетельствует об обратном результате сравнения, Наличие единичного логического уровня на выходе 31 "Равенство" устройства свидетельствует о равенстве сравниваемых чи сел.На выходе 35 "Номер разряда" устройства находится двоичный код номера разряда в тетраде, в которой обнаружена неравнозначность, считая 20 от старшего разряда в тетраде к младшему, На выходе 19 "Номер тетрады" устройства находится двоичный код номера старшей из тетрад сравниваемых чисел, в которой есть нерав цозначность разрядов. При этом сравниваемые числа разбиваются на тетрады, начиная с младших разрядов, а номера тетрад считаются от старшей к младшей. 30Знаковье разряды чисел всегда поступают в старшие разряды старших тетрад сравниваемых чисел . Формула изобретения35Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее три элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, три элемента И, три триггера, 40 элемент ЗАПРЕТ, причем выход первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами установки в сдиничное 45 состояние соответственно первого и второго триггеров, прямые выходы которьм подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго50 элементов И, вход начальной установки устройства подключен к входам установки в нулевое состояние первого, второго и третьего триггеров, выход третьего элемента И соединен с входом установки в единичное состояние третьего триггера, прямой выход которого подключен к ИНФормационному входу элемента ЗАПРЕТ, управляюгрй вход которого соединен с выходом элементаИЛИ-НЕ, а выход подключен к первымвходам второго и третьего элементовНЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, вторые входы которых соединены с прямыми выходами первого и второго триггеров, а выходы являются выходами соответственно "Больше" и "Меньше устройства, выходэлемента ИЛИ соединен с вторым входомтретьего элемента И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей устройства за счет определения номеранесовпадающих разрядов, в него дополнительно введены четвертый и пятыйэлементы И, первый и второй счетчики, дешиФратор, четвертнй триггер,первый, второй, третий и етвертнй элементы НЕ, первый и второй мультиплексоры, второй элемент ИЛИ-НЕ, элементИ-НЕ, схемы сравнения тетрад, элементзадержки, группа триггеров, группаэлементов ИЛИ-НЕ, первая и втораягруппы элементов 11 П 1, первая ц втораягруппы элементов П, причем вход тактовых импульсов устройства соединенс первым входом четвертого элементаИ, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, вгходыразрядов которого соедпцець с выходомномер тетрады устройств ц с входамидешиФратора, выходи которого подключены к первым входам элементов ИЛ 11-НЕгруппы, выходы которых соедццецн свходами второго элемента 113 П 1-НЕ, выход каждого элемента ИЛИ-НЕ группысоединен с первыми входами соответствующих пар тетрад элементов И первой и второй групп элементов И, вторые входы которьм соединены с входами сравниваемых чисел устройства ис входами соответственно первой ивторой групп соответствующих схемсравнения тетрад, выходы которых соединены с инФормационннми входамигруппы триггеров, прямые выходы которых соединены с вторыми входами группы элементов ИЛИ-НЕ и с входами элемента И-НЕ, вьмод которого подключенк второму входу четвертого элементаИ и к входу первого элемента НЕ, выход которого является выходом "Раненство двух чисел" устройства, выходвторого элемента ИЛИ-НГ соединен стретьим входом четвертого элементаИ и с входом четвертого элемента НЕ,выход которого подключен к первомувходу третьего элемента И и к перво 633390 10му входу пятого элемеп. а И, второйвход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход пя -того элемента И соединен со счетнымвходом второго счетчика, выходы которого соединены с выходом пНомерразряда н тетраде" устройства и садресными входами первого и второгомультиплексоров, ньход пятого элемен Ота И через второй элеиент НГ соединенс установочным входом четвертого триггера, инверсный выход которого соединен с разреаюими входами перво -го и второго мультиплексоров, выходы 15первой и второй групп элементов И,разбитых на тетрады, соединены соответственно их номеру в тетраде с входами соответствуюих элементов ИЗБпервой и второй групп, нхадь которых д) подключены соответственно к входампервого и второго мультиплексоров, выходы которых соединены с третьимивходами первого и второго элементовИ и с соответствуюими входами перно 1 го элемента НЕРАВНОЗНАЧНО(;ТЬ, вход"Начальная установка" устройства соециен с входами начальной установкипервого и второго счетчиков, четвертого триггера, с входами установки н1" триггеров группы, а через элементзадержки и третий элемент НЕ - с синхронизирующими входами триггеровгруппы, третий вход пятого элементаИ соединен с выходом первого элементаИЛИ-НР, входы элемента ШП 1 соединеныс входами знаковых разрядон сравниваемых чисел устройства,