Устройство для сравнения чисел с допусками

(57) Изобтике и выжет бытьобработкираспознавпроизводи ится к автоматехнике и мов устройствах устройствах Устройство чисел с учетом етение относислительнойспользовайоинформации,ния образовсортировку свГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(21) 388937/ (22) 24.04.85 (46) 30.09,86 (72) А.Н.Мурашк (53) 681.325 (56) Авторско У 911511, клАвторское У 1126948, кл СТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИС верхнего и нижнего допусков. Цельизобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит сдвигающие регистры, элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ,И, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, 1) -триггеры,формирователь импульсов, дешифраторгенератор. Устройство производит поразрядное сравнение числа с кодаминижнего и верхнего допуска, сосдвигом их в сторону старших разрядов, формирует результаты сравненияпри выходе числа за границы полядопуска, при нахождении в поле допус.ка и при равенстве его верхнемуили нижнему допуску, Быстродействие обеспечивается за счет адапти и к составу чисел синхронизации.ил20 30 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в устройствах обработки информации, устройствах рас познавания образов. 5Цель изобретения - повышениебыстродействия.На фиг,1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2вариант реализации дешифратора; на Офиг.З - временная диаграмма работыустройства.Устройство содержит: сдвиговыерегистры 1 - 4, элемент НЕ 5, гене -ратор 6 импульсов, элементы ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ 7 и 8, элементы И 9 - 11, 3 -триггеры 12 - 15, элемент ИЛИ-НЕ16, элемент И 17, элемент И 18, дешифратор 19, формирователь 20 импульсов, вход 21 нижнего допуска.,информационные входы 22, вход 23верхнего допуска, вход 24 запуска,выход 25 конца сравнения, выходы , 26-30 устройства.Дещийратор 19 (фиг.2) содержитэлементы НЕ 31 и 32, элементы И 3337.На фиг.З приведен пример временной диаграммы работы устройства дляслучая, когда код сравниваемогочисла В. больше нижнего допуска Ан.ди меньше верхнего допуска С АВ ( С, причем на фиг,Засигнап на входе 24 запуска, нафиг.Зб - сигнал на выходе генератора 6; на фиг. Зв - сигнал на выходетриггера 15; на фиг.Зг - сигнал навыходе триггера 13; на фиг.Зд - сигнал на первом выходе 25 формирователя 20; на фиг.Зе - сигнал на втором 40выходе формирователя 20.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии регистры 1 -4 и триггеры 12 - 15 установлены в 45нулевое состояние (на фиг.1 не показано). На входе 21 устанавливается значение нижнего допуска Ан 3.а на входе 23 - значение верхнегодопуска С .Затем на входе 22 ус в 0танавливается сравниваемое числоВ , а по входу 24 запуска поступает импульс запуска цикла (фиг,За).По переднему фронту сигнала запускав младший разряд сдвигового регистра у4 записывается "1", а в сдвиговыерегистры 1 - 3 соответственно записываются значения нижнего допуска А, сравниваемое число В, значение верхнего допуска С , По заднему фронту импульса запускается генератор 6 импульсов (фиг,Зб) .В зависимости от величины сравниваемого числа В возможны пятьситуацийВ, ( Ан.дВ, = С,;В ) СВ з ав исимости от состояния ст арших разрядов в сдвиговых регистрах на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и 8 единичный потенциал при разных потенциалах на входах последних и нулевой потенциал при равных потенциалах на первом и втором входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и 8, В исходном состоянии на первом входе элемента И 10 единичный потенциал, поскольку 3 -три 1 гер 12 обнулен. По каждому импульсу с генератора 6 происходит стробирование элементов И 10 и 11, а по заднему фронту импульса через элемент НЕ 5 содержимое регистров 1 - 4 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов. В случае, когда сравниваемое число В меньше нижнего допуска1В,А , то цикл работы устройства осуществляется путем стробирования элементов ИСКЛЮЧАЯ 1 ЕЕ ИЛИ 7 и 8, элемента И 9 сдвига информации в регист рах 1 - 4. Поскольку В, ( С , то вначале сработает элемент ЙСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, а единичный потенциал с выхода регистра 3 перепишется по строб-импульсу с выхода генератора 6 через элемент И 11 в 3 -триггер 15,Если в результате нескольких сдвигов содержимое старших разрядов в регистрах 1 и 2 будет совпадать, то на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 будет присутствовать нулевой потенциал до тех пор, пока после сдвига на выходе старшего разряда регистра 1 появится потенциал "1", а на выходе регистра 2 - потенциал "0". При этом по переднему фронту импульса с выхода генератора 6 через элемент И 10 происходит перезапись "1" с выхода старшего разряда регистра 1 в Э -триггер 12, на выходе которого появляется единичный потенциал.Срабатывает элемент ИЛИ-НЕ 16, на выходе которого появляется нулевой потенциал, блокирующий по первому входу элемент И 1 О. Кроме того, срабатывает элемент ИЛИ 18, с выхода которого по переднему фронту сигнала запускается формирователь 20. На выходе 25 устройства появляется выходной синхронизирующий импульс, свидетельствуя внешнему. устройству о готовности к съему результата сравнения с выхода 26 дешифратора 19. При этом на первом и четвертом входе дешифратора 19 единичный потенциал, а на остальных входах нулевой потенциал. Срабатывает элемент И 33 (фиг.21, на выходе 26 которого единичный потенциал, свидетельствующий о том, что сравниваемое число В меньше нижнего допуска А1 н д. По переднему фронту сигнала с пе рв ого выхода формирователя 2 О генератор 6 прекращает формирование импул всов . По заднему Фронту сигнала со второго выхода Формиров ателя 2 0 происходит обнуление четвертого регистр а и всех триггеров 1 2 - 1 5 . Устройство готово к сравнению следующего числа . Таким образом , при разрядности из сравниваемых чисел З 0 в случае кода В ,.Арезультат сравнения на выходе 2 6 устройства появится досрочно черезтактов , причем иш , при этом отпадает нео бходимос ть дальнейшего сдвига со- З 5 держимого регистров .В случае , когда сравниваемое число В , равно нижнему допуску В, = А , после записи допусков и В , в соответствующие регистры и 40 запуска на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 потенциалы будут совпадать при сдвигах , поскольку в с е соответствующие разряды чисел В1 и Аэ совпадают. На выходе элемен та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 постоянно нулевой потенциал. Триггеры 12 и 13 не изменяют своего состояния. При сдвигах содержимого в регистрах 2 и 3 возможна ситуация, когда сработает 50 ИСКЛ 0 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, далее элемент И 11 по импульсу с генератора 6, а затем возможна установка в "1" триггера 15 при наличии единичного потенциала на его 0 -входе. Однако, 55 досрочного запуска формирователя 20 не произойдет, а сдвиг содержимо" го регистров 1 - 4 в сторону старщего разряда будет происходить дотех пор пока записанная вначале цикла в младший разряд регистра 4не сдвинется н старший разряд, ана первом входе элемента И 9 появится . Го (т)-му импульсу с генератора 6 срабатывает элемент И 9, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 18 запускает формирователь 20, по переднему фронту сигнала с первого выхода которого генератор 6 прекращает формирование импульсов. Внешнее устройство по синхросигналу с выхода 25 принимает решение о сравнении с выхода 27 устройства, поскольку ранее сработал элемент И 34, (В, = А).По заднему фронту импульса со второго выхода Формирователя 20 регистр 4 и триггеры обнуляются. Устройство готово к приему следующего числа В,.Случай, когда исследуемое число В больше нижнего допуска А, и меньше верхнего допуска Сь .Анало - гично предыдущим случаям по входу 24 запуска поступает импульс запуска цикла (фиг.За), По переднему фронту сигнала в младший разряд сдвигового регистра 4 записывается "1", а в сдвигавые регистры 1 - 3 соответственно записываются значения нижнего допуска А 1, сравниваемое число В; и значение верхнего допуска С. По заднему фронту сигнала запускается генератор 6 (Фиг.Зб). По каждому импульсу с генератора 6 происходит стробирование первого, второго и третьего элементов И 9 - 11, а по заднему фронту импульса содержимое регистров 1 4 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов.В результате сдвигов информации в регистрах 1 и 2 вначале срабатывает элемент ИСКГГ)ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, так как В,С, то на информационном входе триггера 15 единичный потенциал, который переписывается в триггер 15 по переднему Фронту сигнала с выхода генератора 6 через элемент И 11. После установки тригге ра 15 в единичное состояние нулевьм потенциалом с его инверсного выхода блокируется по третьему входу элемент И 11 ( Фиг.Зв) . При дальнейшем сдвиге информации в регистрах 1 - 4 срабатывает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, а так как В, ) А , то единичный25 5 126094 потенциал с выхода регистра 2 перепишется н 1) -триггер 13 по строб- импульсу с выходя генератора 6 че - рез элемент И 1 О (фиг,3 г). Единичный потенциал с выхода тригггера5 13 поступает на вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 16 и 17 и дешифратора 19. Срабатывает элемент И 17, поскольку ранее на его первый вход поступил единичный потенциал с пря О мого выхода триггера 15. Сигнал с выхода элемента И 17 через элемент ИЛИ 18 запускает Формирователь 20, по переднему фронту сигнала с пер вого выхода которого генератор 6 15 прекращает Формирование импульсов В дешифраторе 19 срабатывает элемент И 35, а на выходе 28 устройства появляется единичный потенциал. Внешнее устройство по сигналу с выхода 20 25 принимает решение о сравнении с выхода 28 устройства. По заднему Фронту с второго выхода Формирователя устройство приходит н исходное состояние. Результат сравнения сформируется через (и (ш) тактов.Случай, когда сравниваемое число В. равно верхнему допуску В1 1 = С . После записи допусков А Си числа В в соответствующие З 01регистры,"1" в младший разряд регистра 4 и запуска устройства по входу 24 информации в регистрах 1 4 сдвигается в сторону старших разРядов. При сдвигах возникает ситуация, когда срабатывает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, а поскольку В; ) А,), то единичный потенциал с выхода регистра 2 поступает на информационный вход 1) -триг гера 13. По строб-импульсу с генератора 6 через элемент И 1 О единичный потенциал переписывается в триггер 13Дальнейшие сдвиги содержимого регистра в 1,2,3,4 будут происходить до тех пор,пока записанная вначале цикла 1 в младший разряд регистра 4 не сдвинется в старший разряд, а на первом входе элемента И 9 появится "1". По (ш)-му им пульсу с генератора 6 срабатывает элемент И 9, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 18 запускает формирователь 20, по переднему Фронту сигнала с первого выхода которого 55 генератор 6 прекращает Формирование импульсов. Внешчее устройство по синхросигналу с выхода 25 принимает 3 6решение В = Г о сравнении с выхода 29 устройства, поскольку ранее сработал элемент И 36 дешифратора 19. По заднему Фронту импульса со второго выхода формирователя 20 устройство приходит в исходное состояние.Случай, когда сравниваемое число В больше верхнего допуска В.СЬ.д. После записи "1" в младший разряд регистра 4 и соответствующих допусков и числа В, в соответствующие регистры 1 - 3 по сигналу запуска по входу 24 запускается генератор 6. Цикл работы устройстваповторяется как и в предыдущих случаях путем стробирования элементов ИСКЛЮЧИЩЕЕ ИЛИ 7 и 8, элемента И 9 и сдвига информации в регистрах. По- скольку В ) С , то в результате1сдвигов содержимое старших разрядов в регистрах 2 и 3 будут совпадать до тех пор пока п,зсле сдвига на выходе старшего разряда регистра 2 появится потенциал "1", а на выходе регистра 3 - потенциал "0", При этом по переднему фронту импульса с генератора 6 через элемент И 11 происходит перезапись "1" с выхода старшего разряда регистра 2 в триггер 14, сигналом с выхода которого через элемент ИЛИ 18 запускается формирователь 20, На выходе 25 устройства появляется выходной синхрониэирующий импульс, свидетельствуя внешнему устройству о формировании: результата сравнения В.,Сна выходе 30 менее чем за , тактов, По заднему фронту сигнала со второго выхода формирователя 20 устройство приходит в исходное состояние.Формула изобретенияУстройство для сравнения чисел с допусками, содержащее первый, второй и третий сдвиговые регистры, триггеры, элементы И, дешифратор, генератор импульсов, вход запуска которого является входом запуска устройства, входы нижнего и верхнего до - пусков устройства подключены к установочным входам соответственно первого и второго сдвиговых регистров, выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму входам дешифратора, прят мой выход третьего триггера подклю 12609. лчен к первому входу первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, триггеры выполнены в виде Р-триггеров, и в устройство введе ны четвертый сдвиговый регистр, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАМ 111 ЕЕ ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, формирователь импульсов, элемент НЕ, причем информационные входы устройства соединены с установочными входами третьего сдвигового регистра, выход старшего разряда которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с информационными входами второго и четвертого Э -триггеров, выход старшего разряда первого сдвигового регистра соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с информационным входом первого 0 -триггера, выход которого дополнительно подключен к первым входам элементов ИЛИ и ИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход соединен с. синхровходами первого и второго Э -триггеров, выход второго В -триггера дополнительно подключен к вторым входам элемента ИЛИ-НЕ и первого элемента И, выход . которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого 35 соединен с выходом четвертого Э-триггера и третьим входом дешифратора, четвертый вход которогоподключен к прямому выходу третьего триггера, информационный вход которого соединен с выходом старшего разряда второго сдвигового ре -гистра и вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера, а выход соединен с синхровходами третьего и четвертого Р -триггеров, вход запуска устройства дополнительно подключен к синхровходам первого, второго и третьего регистров и входу установки в"1" младшего разряда четвертого сдвигового регистра, выход старшего разряда которого соединен с пятым входом дешиАратора и первым входом четвертого элемента И выход которого подключен к четвертому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки в "О" четвертого сдвигового регистра и всех Э-триггеров, а второй выход является выходом конца работы устройства и подключен к входу останова генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и третьими входами второго и третьего элементов И н через элемент НЕ - с входами управленич сдвигом всех сдвиговых регистров, выходы дешифратора являются выходами устройст -ва160943 Фий ктор Е.Сирохман 232/49 Тираж 67ВНИИПИ Государственногпо делам изобретен113035, Москва, Ж,Подписно а о комитета СССРий и открытий Раушская наб д.4/ город эводственно-полиграфическое предприяти Проектна Составитель Е,Иваноедактор Т.Парфенова Техред А.Кравчук