Устройство для сравнения чисел

(22) Заявлено 250281 (21) 3250570/18-24 И) М. Кл.з с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 06 Г 7/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.5 (088,8) Опубликовано Зц 11,82. Бюллетень Йо 44 Дата опубликования описания 30,1182(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах контроля и управления технологическими процессами, в системах контроля качества изделий, в сетях ЭВМ,Известно устройство для сравнения двоичных чисел с допусками, содержащее двоичный счетчик, блок памяти, блок сравнения, элементы. И, инвертор, формирователь импульсов, триггеры.Сравнение текущего значения двоичйого числа с нижним и верхним допусками и выдача сигналов "Меньше", "Норма", "Больше" осуществляется с помощью блока сравнения, на который последовательно подаются значения нижней и верхней границ допуска, а также текущие значения контролируемой величины Г 11.Недостатком этого устройства является его низкое быстродействие и сложность.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее сумматор, группу элементов И, элементы задержки, триггер, регистр, информационные входы которого соединены с выходами первой группы элементов И, первые входы которых соединены с первой информационной шиной устройства, а их другие входы с первой шиной управления устройством и с первыми входами первого элемента ИЛИ, вторые входы которого соединены с второй шиной управления, а его выход - с инверсным входом триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с третьей шиной управления, а его выход - с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с первыми входами второй группы элементов И, вторые входы которых соединены с первыми выходами регистра, а их выходы с первыми информационными входами сумматора, инверсный и прямой выходы знакового триггера сумматора соединены с первыми входами второго и третьего элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом пер" вого элемента задержки, инверсные выходы триггеров сумматора соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ 2 3.Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные воз 978143можности, так как оно позволяет срав-нивать двоичные числа только с нижними верхним допусками, что сужаетобласти его применения.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей устройст-ва за счет обеспечения сравнения чисел с полем переменных допусков.Поставленная цель достигается тем,что устройство, сэдержащее регистр,сумматор триггер, элементы задержки,Яэлементы И, ИЛИ, ЙЛИ-НЕ, группы элементов И, причем информационные.входы устройства соединены с входами первой группы входов элементов Ипервой группы, выходы которых подключены к информационным входамрегистра, выходы которого соединеныс входами первой группы входов элементов И второй группы выходы которых подключены к входам первой группы сумматора, инверсные выхода которого соединены с входами элементаИЛИ-НЕ, выход которого подключен квходам первой группы входов элементов И третьей группы и к первомувходу первого элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с входом установки в нулевое состояние сумматора,первый вход управления устройстваподключен к входам второй группы входов элементов И первой группы и кпервому входу второго элемента ИЛИ,выход которого соединен с входомустановки в нулевое состояние триггера, инверсный выход. которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через первыйэлемент задержки соединен с входамивторой группы входов элементов И второй группы и с входом второго элемента задержки, выход которого подключен к первым входам второго,третьего и четвертого элементов И,второй вход управления устройства.соединен с вторым входом первого элемента И, инверсный и прямой выходы 45знакового разряда сумматора подключены к вторым входам второго и третьего элементов И соответственно, выходвторого элемента И соединен с входами первяй группы входов элементов Ичетвертой группы, с вторым входомпервого элемента ИЛИ и с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установкив единичное состояние триггера, введены группа регистров, кольцевойсдвигающий регистр, группа элементовИЛИ, и групп коммутирующих элементовИ, выход третьего элемента И черезтретий элемент задержки соединен спервым входом четвертого элемента ИЛИ 6 Ои с входом управления кольцевогосдвигающего регистра, каждый 1-ыйвыход которого подключен к вторымвходам 1-ых элементов И третьей ичетвертой групп, где),2Ь, 65 и с входами первой группы входовкоммутирующих элементов И 1-ой группы, выходы которых подключены к соответствующим входам элементов ИЛИгруппы, выходы которых соединены свходами второй группы сумматора, выход четвертого элемента И подключенк третьему входу первого элементаИЛИ, выход которого соединен с входом начальной установки кольцевогосдвигающего регистра и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выходкоторого подключен к входу установкив нулевое состояние сумматора, выходэлемента ИЛИ-НЕ соединен с вторымвходом третьего элемента ИЛИ, входначальной установки устройства подключен к четвертому входу первогоэлемента ИЛИ, к второму входу второго элемента ЙЛИ и к входам установкив нулевое состояние регистров группы,выходы каждого 1-го регистра группысоединены с входами второй группывходов коммутирующих элЕментов И1-ой группы, входы задания порогов1-ой группы подключены к входам1-го регистра группы, выход первогоэлемента И соединен с входами третьейгруппы входов коммутирующих элементов И всех групп.На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство содержит регистр 1,сумматор 2, группы элементов И 3 и 4,п групп коммутирующих элементов И5,5,,Б,группу элементов И б,элементы И 7-9, элемент ИЛИ-НЕ 10,группу элементов ИЛИ 11, элементыИЛИ 12-15, триггер 16, элементы 17-19задержки, кольцевой регистр 20.сдвига, группу регистров 21, группу входов задания порогов 22, информационные входы 23, входы 24 и 25 управления, вход начальной установки 26, выходы 27 устройства, группу элементовИ 28, элемент И 29,Устройство работает следующим образом.В исходное состояние устройство приводится установочным импульсом, который, поступая на вход управления начальной установки 26, очищает группу регистров 21 и триггер 16, регистр 1, сумматор 2 и устанавливает кольцевой регистр 20 в исходное состояние, при котором все разряды находятся в состоянии "0", кроме первого младшего разряда на схеме верхний разряд) в состояние "1".Далее происхоцит запись значений допусков Х, Х 2Х в группу регистров 21, причем ХХ, Х , запись очередного сравниваемого числа Х в регистр 1, сравнение числа Х с допусками Х 1 ф Х 2фХКаждое число сравнивается с величинами Х, ХХ, за одинцикл30 сравнения, который состоит из и тактов.Значения допусков Х 1ХрХпоступают по информационной шине 22и записываются в группу регистров 21.При подаче управляющего импульса на 5вход управления устройства 25 очередное число Х записывается в регистр 1,Сравнение числа Х с полем допусковХ Х.Х и выдача на выходы27 устройства одного из сигналов осу Оществляется за и тактов, В каждомцикле сравнения очередного числа Хс полем. допусков Х 1 У Х 2,Ухи навход 24 управления устройства подается и тактовых импульсов, При этом открывается первая группа коммутирующихэлементов И 5, так как на эту группу4с триггера младшего разряда сдвигающего регистра 20 поступает высокийпотенциал. Значение первого допускаХ перезаписывается из первого регйстра 21 группы в сумматор 2. Элементы И 3 открываются и число Х вобратном коде перезаписывается всумматор 2, В сумматоре 2 в обратномкоде образуется разность чисел(Х -Х). В зависимости от соотношения величин Х , Х сумматор 2 можетнаходиться в одном из трех возможных состояний: отрицательный результат, когда ХсХ ; отрицательныйноль, когда Х= Х ; положительныйрезультат, когда Х ) Х,Состояние сумматора анализируется элементами И 8 и 9 и ИЛИ-НЕ 10.Если ХХ, то в этом случае в З 5сумматоре 2 будет положительный результат, открывается элемент И 8 итактовый импульс .поступает. на элементы И группы элементов И б, однакоиз этих элементов открывается лишь 40первый элемент группы элементов И б,так как на этот элемент поступает разразрешающий потенциал с триггерамладшего разряда сдвигающего регистра 20. В результате на выходе устройства будет получен сигнал а=(ХХ),Импульс с выхода элемента И 8 поступает,на единичный вход триггера16, триггер устанавливается в состоя Оние "1", при этом элемент И 7 закрывается и дальнейшее поступление тактовых импульсов в устройство прекращается до начала нового цикла сравнения. Кроме того, с выхода элементаИ 8 импульс очищает. сумматор 2, регистр 1 и устанавливает регистр 20в исходное состояние.Если Х = Х, то в сумматоре 2 будет "отрицательный ноль" когда всетриггеры сумматора находятся в единичном состоянии). Такое состояниесумматора обнаруживается элементомИЛИ-НЕ 10, входы которого подключенык инверсным выходам триггеров сумматора, При наличии в сумматоре 2 "отрицательного нуля" на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 появляется сигнал, который подается на элементы И в группе 28. Однако при подаче тактового импульса открыт будет лишь первый элемент И в группе 23, что обеспечивается разрешающим потенциалом, поступающим с младшего разряда сдвигающего регистра 20. В результате на выходе устройства гоявляется сигнал аХ = Х). Кроме этого, сигнал с выхода элемента ЙЛИ-НЕ 10 поступает на единичный вход триггера 16, который устанавливается в состояние "1", при этом элемент И 7 закрывается и дальнейшее. поступление тактовых импульсов в устройство прекращается до начала нового цикла сравнения,С выхода элемента ИЛИ-НЕ 10 импульс также очищает сумматор 2 и устанавливает регистр 20 в исходное состояние. Если Х ) Х 1, то в таком случае в сумматоре 2 будет отрицательный результат, при поступлении тактового импульса открывается элемент И 9, импульс с выхода И 9 сдвигает на один разряд "единицу" в кольцевом сдвигающнм регистре 20, очищает сум", матор 2.В результате устройство будет подготовлено к второму такту.При подаче второго тактового им" пульса осуществляется сравнение чисел Х, Х. При этом работа устройства аналогична работе при поступлении первого тактового импульса.Процесс сравнения числа Х с допусками Х, Х 2,Х продолжаетсядо и-го такта. Если Х Х, то в этом случае в и-ом такте элемент И 29 будет открыт, так как на его трех входах будут сигналы, поступающие с регистра 20, с в: выхода элемента И 9 (в сумматоре 2 будет отрицательный результат, поэтому элемент И 9 открыт) и с выхода элемента 18 задержки, На выходе элемента И 29 появится сигнал, который устанавливает сумматор 2,. регистры 1 и 20 в исходное состояние, подготавливая устройство к следующему циклу сравнения очередного числа с величинами поля допусков.Изобретение позволяет расширить функциональные воэможности предлагаемого устройства, так как сравнение чисел выполняется для широкого набора значений допусков, которые могут изменяться в процессе работы устройства. Новые функциональные возможности устройства позволяют испольэовать его в автоматических линиях контроля качества продукции, для контроля технологических процессов, в системах сортировки изделий на группы по классам точности, чистоте обработки и другим признакам.Формула изобретения Устройство для сравнения чисел, содержащее регистр, сумматор, триггер, элементы задержки, элементы Й, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, группы элементов И, причем 5 информационные входы устройства соединены с входами первой группы входов элементов И первой группы, выходы которых подключены,к информационным входам регистра, выходы которого сое динейы с входами первой группы входов элементов И второй группы, выхощд которых подключены к входам первой группы сумматора, инверсные выходы которого соединены с входами элемен- Е 5 та ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входам первой группы входов элементов И третьей группы и к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в нулевое состояние сумматора, первый вход управления устройства подключен к входам второй группы входов элементов И первой группы и к первому вхо,ду второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в нулевое состояние триггера, инверсный выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через первый элемент за держки соединен с входами второй группы входов элементов. И второй группы,и с входом второго элемента заЕцеркки, выход которого подключен к первым входам второго,. третьего и етвертого элементов И, второй вход управления устройства соединен с вторым входом первого элемента И, инверсный и прямой выходы знакового разряда сумматора подключен;1 к вторым входаЕ 1 второго и третьего элементов И соответственно, выход второго элемента И соединен с входами первой группы входов элементов И четвертой группы, с вторым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в единичное состояние триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства за счет обеспечения сравнения чисел с полем переменных допусков, в него введены группа регистров, кольцевой сдвигающий регистр, группа элементов ИЛИ, и групп коммутирующих элементов И, выход третьего элемента И через третий элемент задержки соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и с входом управления кольцевого сдвигающего регистра, каждый Е-ый выход которого подключен к вторым входам Е-х элементов И третьей и четвертой групп, где Е = 1,2,п, и с входами первой группы входов коммутирующих элементов И Е-й группы, выходы которых подключены к соответствующим входам элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с входами второй группы сумматора, выход четвертого элемента И подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом начальной установки кольцевого сдвигающего регистра и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние сумматора, выход элемента ИЛИНЕ соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, вход начальной установки устройства подключен к четвертому входу первого элемента ИЛИ, к второму входу второго элемента ЙЛИ и к входам установки в нулевое состояние регистров группы, выходы каждого Е-го регистра группы соединены с входами второй группы входов коммутирующих элементов И Е-й группы, входы задания порогов Е-й группы подключены к входам Е-го регистра группы, выход первого элемента И соединен с входами третьей группы входов коммутирующих элементов И всех групп., Источники информации,принятые вс. внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 538358, кл. 5 Об Р 7/04, 1975.2 Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2801894/18-24,кл. О 06 Г 7/04, 1980 (прототип).е Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 9219/64 Тир ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москв