Устройство для сравнения двоичных чисел

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистическикРеспублик п,877522ао делам иэобретеиий и открытий(54) УСТРО 11 СТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к цифровым системам контроля и обработки информации.Известно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее регистр,5 накапливающий сумматор, элементы И и ИЛИ, элементы задержки, триггер, группы элементов И, причем вход установки в нулевое состояние триггера и первые входы первого и второго элементов. ИЛИ1 о соединены с первой управляющей шиной,. прямой и инверсный выходы триггера подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые входы первого и второго элемен 15 тов И соединены со второй управляющей шиной, а выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первому входу третьего элемента "ИЛИ20 и к управляющему входу элементов И первой группы, информационные .входы которых соединены с инверсными выходами регистра, а выходы - с первой группой входов, накапливающего сумматора, выход третьего элемента ИЛИ подключен к управляющему. входу элементов И второй группы н через первый элемент задержки - к входу, установки в единичное состояние триггера и ко второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом установки в нулевое состояние,регистра, прямые выходы которого подключены к информационным входам элементов И второй группы, выходы которых подключены ко второй группе входов накапливающего сумматора 11.Недостатком этого устройства является его относительная сложность.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее регистр, накапливающий сумматор, элементы И и ИЛИ, элементы задержки, триггер, группы элементов И, причем вход установки в нулевое состо" яние триггера и первые входы первого8775и второго элементов ИЛИ соединены с первой управляющей шиной, прямой и инверсиый выходы триггера подключены к первым входам первого и второго,элементов И соответственно, вторые входы первого и второго элементов И соединены со второй управляющей шиной, а выходы второго и первого элементов И подключены соответственно к первому входу третьего элемента ИЛИ и к уп О равляющему входу, элементов И первой группы, информационные входы которых соединены с инверсными выходами регистра, прямые выходы которого соединены с информацйонными входами элементов И второй группы, управляющие входы которых соединены с входом первого элемента задержки и с выходом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки,. вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И, с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИвыход которого со-, единен с шиной сброса первого сумматора, а прямой и инверсный выход знакового триггера первого сумматора соеди 30 нен с первыми входами четвертого.и пятого элемента И; вторые входы которых подключены к третьей и четвертой шинам управления соответственно, а выходы - ко входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к другому вхо 5 ду третьего элемента И 21.Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно позволяет, только выбрать. экстремальное число из по следовательности чисел.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения двоичных чисел, содержащем регистр, группы элементов И, накапливающие сумматоры, элементы И и ИЛИ, группу элементов ИЛИ, триггер, элементы задержки, причем первые информационные входы 50 первой группы устройства соединены с информационными входами регистра, нрямые выходы которого подключены к первым входам элементов И первой группы, выходы которых соединены с первыми 55 входами элементов ИЛИ первой и вто, рой групп,.инверсные выходы регистра ;подключены к первым входам. элементов 22 . 4И второй группы, выходы которых соединены со вторыми входами элементовИЛИ первой и второй групп, первыйвход установки исходного состоянияустройства подключен. ко входу установки в единичное состояние триггераи к первому входу первого элементаИЛИ, второй вход установки исходногосостояния устройства соединен со входом установки в единичное состояниетриггера и со вторым входом первогоэлемента ИЛИ, выход которого подклю-чен ко входу управления регистра,прямой и инверсный выходы триггерасоединены с первыми входами первогои второго элемента И соответственно,вторые входы которых подключены ковходу установки режима устройства, авыход первого элемента И соединен спервым входом второго элемента ИЛИ,выход которого подключен ко вторымвходам элементов И первой группы ичерез первый элемент задержки - кпервому входу установки исходного состояния устройства, выход второго элемента И соединен со вторыми входамиэлементов И второй группы и через второй элемент задержки с первыми вхолами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И и со входом третьегоэлемента задержки, выход которого подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ первой группы соединены со входами первойгруппы входов первого накапливающегосумматора, выходы элементов ИЛИ второйгруппы подключены ко входам первойгруппы входов второго накапливающегосумматора, выход третьего элемента Исоединен с первым входом третьего эле-.мента ИЛИ, второй вход которого подключен.ко 1 второму входу установкиисходного состояния,.а выход - ко вхо-,ду управления второго накапливающего.сумматора, входы второй группы которого соадинены со вторыми информационными входами второй группы устройства,информационные входы третьей группыустройства подключены ко входам второй группы первого накапливающего сумматора, прямой выход знакового разряда которого соединен с первым входомседьмого элемента И, а инверсный - совторым входом. шестого элемента И, прямой выход знакового разряда второгонакапливающего сумматора подключен кпервому входу врсьмого элемента.И, ковторому входу четвертого элемента И,а инверсный - к первому входу девятого элемента И и ко второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен со вторым входом пятого элементаИвторые входы восьмого и девятогоэлементов И подключены к первому ивторому входам выбора вида работы устройства соответственно, а их выходы -ко входам четвертого элемента ИЛИ, вы ход которого соединен до вторым входомтретьего элемента И, прямые выходы 1 Орегистра подключены к третьим входамчетвертого пятого и шестого элементов И,На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства. 15Устройство содержит регистр 1, накапливающие сумматоры 2 и 3 группы 4-8элементов И, элементы И 9-14, группу15 элементов ИЛИ, элементыИЛИ 16-19,элементы 20-22 задержки, триггер 23,группу 24 элементов ИЛИ, первый вход25 установки исходного состояния,вход 26 установки режима; входы 27 и28 выбора работы, группы информацион"ных входов 29-31, второй вход 32 ус- итановки исходного состояния, выходы33-35 устройств.Устройство работает в режиме выбора экстремального числа (наибольшегоили наименьшего из последовательностизочисел) и режиме сравнения чисел с допусками.В режиме выбора экстремального числа устройство работает следующим образом.35Сигнал установки исходного состояния устройства, поступающий на вход32 установки исходного остояния, устанавливает регистр 1, накапливакнцийсумматор 2 и триггер 23 в нулевое со Остояние, Числа для сравнения поступаютпо группе информационных входов 29 впараллельном или последовательном кодах в зависимости от типа источникасравниваемых чисел. Первое число запи 45сывается в регистр 1, а сигнал сброса,поступающий после первого числа навход 26 установки режима через элементИ 13, управляемый инверсным входомтриггера 23, и элемент ИЛИ 18, пере 50писывает это двоичное число в прямомкоде в накапливающий сумматор 2, Приэтом триггер 23 и регистр 1 сигналомсброса через элемент 20 задержки устанавливаются соответственно в единич 55ное и нулевое состояние.Второе число, поступающее на группу информационных входов 29, также зачписывается в регистр 1. Поступающии 877522 6после числа на вход 26 установки ре-жима сигнал через элемент И 14.открывает группу 4 элементов И и переписывает через группу 15 элементов.ИЛИ обратный код второго. числа в накапливающий сумматор 2.Рассмотрим работу устройства дляслучая выбора наибольшего .числа, когда разрешающий сигнал подан на вход27 выбора вида работы и выбора наименьшего числа, когда разрешающий сигнал подан на вход 28 выбрра вида работы,Если второе двоичное число окажется больше или равно первому двоичному числу, записанному в накапливающемсумматоре 2, то триггер его знаковогоразряда будет в единичном состоянии,элемент И 11 будет открыт и разрешающий сигнал через элемент ИЛИ 16 подается на элемент И 12. Сигнал сброса,поступивший после второго числа и задержанный на время, необходимое длявыполнения суммирования, через элемент И 12 и элемент ИЛИ 17 поступаетна шину сброса накапливающего сумматора 2 и очищает его. Этот же сигналчерез элемент 21 задержки и элементИЛИ 18 поступает на группу И 5 элементов, перезаписывает второе числона прямом коде в накапливающий сумматор 2 и через элемент 20 задержки иэлемент ИЛИ 19 очищает регистр 1.Если второе двоичное число окажется меньше первого числа, то триггерзнакового разряда будет в нулевом состоянииВ этом случае элемент И 12 закрыт,поэтому разность двух чисел первого ивторого сохранится в накапливающемсумматоре, так как сигнал сброса непоступает на шину сброса .накапливающего сумматора. Этот сигнал через элементы 22 и 21 задержки и элемент ИЛИ 18откроет группу 5 элементов И. При этомв первом случае (когда второе числобольше первого) второе число запишетсяв очищенный накапливающий сумматор 2,а.во втором к разности первого и второго числа прибавится прямой код второго числа и первое большее число будет восстановлено в сумматоре.При выборе наименьшего числа, есливторое двоичное число окажется меньшепервого, то триггер знакового разряданакапливающего сумматора 2 будет в ну"левом состоянии, элемент И 10 окажется открытым и разрешающий сигнал черезэлемент ИЛИ 6 будет подан на элементИ 12. Сигнал сброса через элементыИ 12 и ИЛИ 17 .поступит на шину сбросанакапливающего сумматора 2.и очищаетего, Этот же сигнал через элемент 21задержки и элемент ИЛИ 18 поступит на 5группу 5 элементов И и через элемент20 задержки и элемент ИЛИ 19 - нашину сброса регистра 1. При этом в накапливающий сумматор 2 перезаписывается второе число в прямом коде. 10Если второе двоичное число большеили равно. первому числу, то триггерзнакового разряда. будет в единичномсостоянии. В этом случае .элемент И 12закрыт, поэтому разность двух чисел 15первого и второго, сохранится,в накапливающем сумматоре 2, таккак сигналсброса не поступит на шину сброса,Этот сигнал через элементы 22 и 21, задержки и элемент ИЛИ 18 откроет грудпу. 5 .элементов И.,При этом к разностипервого и второго чисел, записанныхв .накапливающем сумматоре 2, прибавится прямой код второго числа и первоеменьшее число будет восстановлено в 25накапливающем сумматоре.При работе .устройства в режиме выбора экстремального числа вход 25установки исходного состояния,. группы информационных входов 30 и 31.и з 0выходные шины 32-34. не используются,В режиме сравнения чисел с допусками устройство работает следующимобразом,Значения верхнего,и .нижнего допусков с.группы информационных вмодов 30.и.31 записываются в накапливающиесумматоры 2 и ЗСигнал установки,исходного состояния устройства, .поступающий на шину 25 управления, устанав" 40ливает триггер 23.в единичное состояние и очищает регистр 1,Числа для сравнения записываютсяна регистр 1. Сигнал управления сшины 26 поступает, через элемент И 14,открытый сигналом с единичного выхо"да триггера 23, на группу 4 элементов И, открывает ее и обратный кодчисла из регистра 1 через группу,15элементов ИЛИ поступает в сумматоры. 50верхнего 2 и нижнего 3 допусков. Всумматорах 2 и 3 образуются обратныекоды сумм соответственно верхнего инижнего допусков,со.сравниваемым числом, при этом состояния знаковых триг 55геров сумматоров зависят от значенийдопусков и сравниваемого числа.На информационные входы групп 6.-7элементов И а прямых выходов регистра 1 поступает значение кода сравниваемого числа, а на их управляющие входы - сигнал управления, задержанныйэлементом 22 задержки на время переходных процессов в сумматорах.Если сравниваемое число окажетсябольше верхнего допуска, тов такомслучае триггер сумматора 2 будет вединичном состоянии, и сигнал с прямого выхода этого триггера будет подан на группу 8 элементов И. При этомсравниваемое число будет подано черезгруппу 8 элементов И на выходную шину32 - "больше допуска".Если сравниваемое число окажетсябольше нижнего допуска и меньше верхнего допуска, то в этом случае знаковые триггеры сумматоров 2 и 3 верхнего и нижнего допусков. будут соответственно в нулевом и единичном состоя. -ниях. Сигналы со знаковых триггеровсумматоров подаются на элемент И 9,а с его выхода - на группу 7 элемен"тов И,При этом сравниваемое число выдается на выходную шину 33 - "норма".Если сравниваемое число окажетсяменьше нижнего допуска, то в этомслучае знаковые триггеры сумматоров будут в нулевом состоянии. Сигнал с инверсного выхода знакового триггера сумматора 3 нижнего допуска поступает нагруппу И 6 элементов и сравниваемоечисло выдается на шину 34 - "меньшедопуска".Сигнал управления, задержанный элементом 21 задержки на время выдачи результата сравнения на одну из выходныхшин 32-34, поступает через элементИЛИ 18 на группу 5 .элементов И.Прямой код сравниваемого числа спрямого выхода регистра 1 через группу 5 элементов И и группу 15 элементов ИЛИ поступает на входы сумматоров,при этом к содержимому сумматоровприбавляется прямой код сравниваемогочисла, В сумматоре 2 восстанавливается. значение верхнего допуска, а в сумматоре 3 - нижнего.Сигнал управления, задержанный,элементом. 20 .задержки на время восстановления допусков в сумматорах 2 и 3, поступает на шину сброса регистра 1 иочищает регистрподготавливая его кприему нового. числа для сравнения. Функциональные возможности предлагаемого устройства расширены за счет использования дополнительных узлов,87752 Формула изобретенияУстройство для.сравнения двоичных 1 О чисел, содержащее .регистр, группу эле-. ментов И, накапливающие сумматоры, элементы И и ИЛИ, группу элементов ИЛИ, триггер, элементы задержки, причем информационные входы первой груп пы устройства соединены с информационными входами регистра, прямые выхо ды которого подключены к первым входамэлементов И первой группы, выходы которых соединены с первыми входами эле О ментов ИЛИ первой и второй групп, инверсные выходы регистра подключены к первым входам эдементов И второй группы, выходы которых соединены со вторыми входами элементов ИЛИ первой и 25 второй групп, первый вход установки исходного состояния устройства подключен ко входу установки в единичное состояние триггера и к первому входупервого элемента ИЛИ, второй вход ус О тановки исходного состояния устройства соединен со входом установки в единичное состояние триггера и со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которогО подключен ко входу 35 управления регистрапрямой и инверс.ный выходы триггера соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, вторые входы которьпс подключены ко входу установки режима устройства, а выход. первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко вторым входам элементов И первой группы и через. первый элемент45 задержки - к первому входу. установки исходного состояния устройства, .выход ,второго элемента И соединен со вторы,;ми входами элементов И второй группы :и через второй элемент задержки с перпяО выми входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, и со вход ом третьего элемента задержки выход Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство. СССРУ 466508, кл. 6 06 Г 7/04, 1973.2. Авторское свидетельство СССР,У 646329, кл, 6 06 Г 7/02, 19761,прототип). элементов и новых функциональных связей. Устройство позволяет. выбиратьэкстремальное число из последовательности сравниваемых чисел, а также сравнивать числа с .заданными допусками. 2 10Фкоторого подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, о т л и ч а ющ ее с я тем, что, с целью расшире ния функциональных воэможностей за счет обеспечения сравнения чисел и выбора экстремальных значений, в нем выходы элементов ИЛИ первой группы соединены со входами первой группы входов первого накапливающего сумматора, выходы элементов ИЛИ второй группы подключены ко входам первой группы входов второго накапливающего. сумматора, выход третьего элемента И соединен с первым входом .третьего элемента ИЛИ, второй вход которого подключен ко второму входу установки исходного состояния, а вьпсод - ко входу управления второго накапливающего сумматора, входы второй группы которого соединены с информационными входами второй группы устройства, информационные входы третьей группы устройства подключены ко входам второй группы первого накапливающего сумматора, прямой выход.знакового разряда которого соединен с первым входом седьмого элемента И, а инверсный - со вторым входом шестого элемента И, прямой выход знакового разряда второго накапливающего сумматора подключен к первому входу восьмого элемента И, ко второму входу четвертого элемента И, а инверсный - к первому входу девятого элемента И и ко второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен со вторым входом пятого элемента И, вторые входы восьмого и девятого элементов И подключены к первому и второму входам выбора вида работы устройства соответственно, а их выходы - ко входам четвертого элемента ИЛИ, .выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И, прямые выходы регистра подключены к третьим входам четвертого, пятого и шестого элементов И.ВНИИПИ Заказ Филиал ППП "Пат