Устройство для сравнения двоичных чисел

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски иСоциапнстическниРеспублнк 748408(51)М. Кл. б 06 Г 7/04 с присоединением заявки РЙ Государственный комитет СССР(23)Приоритет -Опубликовано 15,07,80. Бкллетень Л 26 по делам изобретений и открытий(53) УДК 681.325. , 66 (088.8) Дата опубликования описания 17.07.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ Изобретение относится к области автЫматики и вычислительной техники и можетбыть использовано при реализации технических средств цифровых систем контроляи обработки информации.Известно устройство для сравнениядвоичных чисел, содержащее элементы И,ИЛИ, триггеры регистры, схемы сравнения (11Недостатком этого устройства являетзося относительная сложность и ограниченные функционал ьные возможности,так как ононе позволяет производить сравнение чиселс учетом знака,Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее элементы И, ИЛИ, триггер, регистр,накапливающий сумматор, элементы задержки, группы элементов И 21,26Недостатком этого устройства являются,ограниченные функциональные возможности, так как оно может использоватьсятолько для сравнения модулей двоичных 2чисел. Отрицательные двоичные числа и числа с разными знаками не могут срав ниваться с помощью этого устройства сравнения.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем реализации сравнения чисел с учетом нх знаков.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем регистр, накапливающий сумматор, группы элементов И, элементы ИЛИ, элемент И, триггеры элементы задержки, дешифратор, причем шина начальной установки соединена со входом установки в нулевое состояние первого триггера и с первыми входами первого и второго злементов ИЛИ, прямой и инверсный выходы первого триггера подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с первой шиной управления информационные входы регистра соединены с информационной шиной устройства, выход первого элемента8 фк первым входам седьмого и десятого 3 74840 ИЛИ подключен к управляющему входу регистра, первая группа выходов которого соединена с первыми входами первой группы элементов И, выходы которых ,подключены,к первой группе информаци,онных входов накапливающего сумматора, вторая группа выходов регистра соединена с первыми входами второй группы элементов И, выходы которых подключены ковторой группе информационныхвходов на 10 капливаюшего сумматора, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов И соответственно, выходы третьего и чет.вертого элементов И подключены ко вхо дам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим 20 входом накапливающего сумматора, второй вход пятого элемента И подключен через . первый элемент задержки к йервому входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми ьходами второй группы элементов И и через второй элемент задержки с первым входом пятого элемента ИЛИ, вторым входом первого элемента ИЛИ и входом установки в единичное состояние первого триггера, выход пятого элемента ИЛИ соединен со входом установки в нулевое состояние второго триггера, вход установки в единичное состояние которого подключен к шине задания знаков, прямой выход второго триггера соединен с первыми входами дешифратораи шестого элемента И, выход которого подключен ко входу установки в единичное состояниетретьего триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со40 вторым и третьим входами дешифратора, . шина начальной установки подключена ко второму входу пятого элемента ИЛИ и к первому входу шестого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом 4 седьмого элемента И, а выход - со вхо-. дом установки в нулевое состояние третьего триггера, инверсный выход второго триггера подключен к четвертому входу дешифратора, вторая и третья шины управления соединены с пятым и шестым входами дешифратора, первый выход дешифратора подключен ко второму входу четвертого элемента И и к первому входу восьмого элемента И, второй выход дешифратора соединен с первым входом девятого элемента И и со вторым входом третьего элемента И, третий и четвертый выходы децифратора подключены элементов И, выходы восьмого и девятого элементов И соединены со входами седьмого элемента ИЛИ, выход которого подключен ковторым входам первой группы элементов И и через третий элемент задержки ко второму входу пятого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ и через четвертый элемент задержки подключен к первому входу восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И а выход - со вторым входом шестого элемента И и со вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход десятого элемента И подключен к третьему входу пятого элемента ИЛИ и к третьему входу первого эдемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен со вторыми входами седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И.Функциональная схема устройства представлена на чертеже.Устройство содержит регистр 1, накапливающий сумматор 2, группы элементов И 3, 4, элементы ИЛИ 5,6,7,8,9,10, 11,12, элементы И 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, триггеры 23, 24, 25, элементы задержки 26,27,28,29 дешифратор 30, шину начальной установки 31, шины управления 32,33,34, информационные шины 35, шину задания знаков 36,Устройство работает следующим образом,При записи сравниваемых чисел в регистр 1 и накапливающий сумматор 2сигнал установки исходного состояния устройства поступает на шину начальной установки 31 и устанавдивает регистр 1, накапливающий сумматор 2, триггеры 23, 24, 25 в нулевое состояние. Модули сравниваемых чисел поступают по информационной шине 25 в параллельном илипоследовательном кодах в зависимости от типа источника сравниваемых чисел. Знаки сравниваемых чисел поступают по шине задания знаков 36.Модуль первого числа записывается в регистр 1, а его знак в триггер 24. Сигнад сброса, поступающий после первого числа на шину управления 32 через элемент И 19, управляемый инверсным выходом триггера 23, и элементы ИЛИ 9,7 поступает на группу элементов И 4, открывает их, При этом модуль числа перезаписывается из регистра 1 в накапливающий сумматор 2 в прямом коде. Кроме этого, сигнал с выхода элемента ИЛИ74849 поступает на элемент И 20 и знак1первого числа перезаписывается в триг.гер 25,Модуль второго числа посгупает по информационной шине 35 в регистр 1, аего знак с шины задания знаков 36 записывается в триггер М. Сигнал сброса сшины управления 32 через элемент И 18поступает на элементы И 17, 16, 21, 22,При этом на одном из выходов этих эле-1 Оментов в зависимости от того, какой изних будет открьгг сигналом, выдаваемымдешифратором 30, появится сигнал, обеспечивающий в каждом цикле сравненияработу устройства сравнения модулей. цешифратор знаков 30 дешифрирует сигналы,поступающие с триггеров 24, 25 и с шинуправления 33, 34,При выборе наибольшего числа, еслисравниваются положительные числа, тодешифратор знаков вырабатывает сигнал,который поступает на элемент И 17,Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее регистр, накапливающий сумматор, группы элементов И, элементы ИЛИ, элементы И, триггеры, элементы задержки, дешифратор, причем шина начвпьной установки соединена со входом установки в нулевое состояние первого триггера и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, прямой и инверсный выходы первого триггера подключены Если второе двоичное число окажетсябольше и равно первому числу, записанному в накапливающем сумматоре 2, тотриггер его знакового разряда будет вединичном состоянии, так как сигнал сброса, поступающий после второго числа нашину управления 32, перезаписывает вто- ЗОрое число в накапливающий сумматор 2в обратном коде, где образуется обратныйкод суммы сравниваемых чисел. Высокийуровень единичного выхода знакового триггера сумматора 2 подается на элемент Э 5И 13 и далее через элемент ИЛИ 8 наодин из входов здемента И 15, Сигиапсброса через элемент задержки 27, элементы И 15, ИЛИ 5 поступает на шинусброса накапливающего сумматора 2 и Юочищает его, Этот же сигнал через элемент задержки 28 и элемент ИЛИ 7поступает на группу элементов И 4, переписывает второе большое число в прямомкоде в накапливающий сумматор 2 и через эдемент задержки 26 и элемент ИЛИ6 очищает регистр 1,Если второе двоичное число окажетсяменьше первого то триггер знаковогоразряда сумматора будет в нулевом состоянии. В этом случае элемент И 13 закрыт,поэтому разность двух чисел - первого и второго сохранится в накапливающем сумматоре 2, таккак сигнал сброса не поступит на шину сброса сумматора, Этот сигнал через элементы задержки 27, 28 и элемент ИЛИ 7 откроетгруппу элементов.И 4. При этом к разности первого и второго числа прибавит 08 6са прямой код второго числа и первоебольшее. число будет восстановлено в суммвторееПри выборе наименьшего числа иэ подожитедьньвс чисел, если второе двоичноечисло окажется меньше первого, то триггер знакового разряда накапливающегосумматора 2 будет в нулевом состоянии,элемент И 14 окажется открытым и разре"шающий сигнал черю элемент ИЛИ 8 будет подан нв элемент и 15; Сигнал сброса,. поступающий с выхода схемы ИЛИ 12через элемент задержки 27, элемент.И15, ИЛИ, 5 поступит на шину сброса нанакливающего сумматора и очищает его.Этот же сигнал черкез элемент задержки 28 и элемент ИЛИ 7 поступит нагруппу элементов И 4 и через элементзадержки 26 и элемент ИЛИ. 6 на шину сброса регистра 1, При этом в накапливающий сумматор 2 переэаписываетсявторое число в прямом коде и очищаетрегистр 1,Если второе двоичное число больше иравно первому числу, то триггер знакового разряда сумматора 2 будет в единичном состоянии. В этом случае элементИ 15 закрьгг, поэтому разность двух чисел - Первого и второго - сохранится всумматоре 2, так как сигнал сброса непоступит на шину сброса сумматора. Этотсигнал через элемент задержки 27, 28 иэлемент ИЛИ 7 откроет группу эдементов И 4. При этом к разности первого ивторого чисел, записанных в накапливающем сумматоре 2, прибавится прямойкод второго числа" и "первоеменьшее число будет восстановлено в накапливающемсумматоре, Сигнал с выхода элементаИЛИ 7 через элемент задержки 26, ИЛИ6 очищает регистр, подготавливая его кприему первого числа.Анвдогично работает устройство присравнении чисел с отрицательными и разными знаками,формула изобретения7 7484к" первым входам первого и второгоэле-.ментов И соответственно, вторые входыкоторых соединены с первой шиной управления, информационные входы регистра соединены с информационной шиной устройства, выход первого элемента ИЛИ.под 5ключен к управляющему входу регистра,первая группа выходов которогссоединена с первыми входами первой группы эле;- ментов И, выходы которых подключены кпервой группе информационных входов накапливающего сумматора, вторая группавыходов регистра-соединена с первымивходами второй группы элементов И, выходы которьх подключены ко второй группе информационных входов накапливающего сумматбра, первый и второй выходыкоторого соединены с первыми входамитретьего и четвертого элементов.И соответственно, выходы третьего и четвертого элементов И подключены ко входамтретьего элемента ИЛИ, выход которого"соедийен с первым ьходом пятого элемента И, выход которого подключен ко второмувходу второго элемента ИЛИ, вы.ход которого соединен с управляющим вхохом накапливающего сумматора, второйЫод пятого элемента И подключен черезпервый эл"-.мент задержки к первому вхоюду четвертого элемента ИЛИ, выход кото- зорого соединен со вторыми входами второйгруппы элементов И и через второй элемент задержки с первым входом пятогоэлемента ИЛИ, вторым входом первогоэлемента ИЛИ и входом установки в еди-З 5яичное состояние первого триггера, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностейпутем реализации сравнения чисел с учетом их знаков, в нем выход пятого элемента ИЛИ соединен со исодом установкив нулевое состояние второго триггера,вход установки в единичное состояние которого подключен к шине задания зйаков,прямой выход второго триггера соединен 45с первыми входами дешифратора и шестого элемента И, выход которого подключенко аходу установки в единичное состояние 08 8третьего триггера, прямой и инверсныйвыходы которого соединены со вторыми итретьим входами дешифратора, шина начальной установки подключена ко второмувходу пятого элемента ИЛИ и к первомувходу шестого элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен с выходом седьмого.элемента И, а выход - совходом установки в нулевое состояние третьего триггера, инверсный выход второго триггераподключен к четвертому входу дешифратора, вторая и третья шины управлениясоединены с пятым.и шестым входами дешифратора, первый выход дешифратора подключен к второму входу четвертого эле.мента И и к первому входу восьмогоэлемента И, второй выход дешифраторасоединен с первым входом девятого элемента И и со вторым входом третьегоэлемента И, третий и четвертый выходы дешифратора подключены к первымвходам седьмого и десятого элементов И,выходы восьмого и девятого элементов Исоединены со входами седьмого элементаИЛИ, выход которого подключен ко вторымвходам первой группы элементов И и через третий элемент задержки ко второмувходу пятого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с третьим входомвторого элемента ИЛИ и через четвертыйэлемент задержки подключен к первомувходу восьмого элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход- со сторым входом .шестого элемента И и со вторымвходом четвертого элемента ИЛИ, выходдесятого элемента И подключен к третьему входу пятого элемента ИЛИ и к третьему входу первого элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен со вторыми входами седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И.Источники информации,принять 1 е во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР466508, кл. О 06 Р 7/04, 1971.2. Авторское свидетельство СССР позаявке2358610/18-24, 04,05,76,240/36Тираж 751 Под ЦНИИПИ Государственного комитета СС по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж 5, Раушская наб., д. 45писноеСР ал ПНП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная