Устройство для определения положения числа на числовой оси относительно двух других чисел

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 11. 07. 80 (21) 2955151/18- 24 151)М. Кл.з с присоединением заявки Мо С 06 Г 7/06(23) Приоритет -Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОпубликовано 300882, Бюллетень Мо 32 Дата опубликования описания 30,08,82(72) Авторы изобретения В. М. Трусфус и В. Б. Матвеев ч Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А.Н. Туполева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ .ЧИСЛАНА ЧИСЛОВОЙ ОСИ ОТНОСИТЕЛЬНО ДВУХ ДРУГИХЧИСЕЛ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах распознавания образов,Известно устройство для сравнения,которое содержит регистры сравниваемых чисел, генератер импульсов, узлы формирования сигналов, элемент И, элементы задержки, элементы памяти и элемент НЕ (1.Недостатком данного устройства является отсутствие возможности обнаружения близости внутренней точки к концам отрезка.Известно устройство для сравнения, содержащее три числовых регист ра, две схемы сравнения, включенные между парами числовых регистрови блок управления, позволяющее определять принадлежности произвольного числа к отрезку, образованному двумя другими числами 2).Однако это устройство не позволяет сравнивать близость точки к раз - ным концам отрезка (интервала).Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения положения числа на числовой оси относительно двух других чисел, содержащее три регистра чисел, две схе. мы сравнения, включенные между нимии элементы И, с помощью которых анализируются результаты, получаемые навыходах двух схем сравнения 13).Однако схемы сравнения в известном устройстве являются полноразрядными, что обуславливает сложность выполнения устройства.Цель изобретения - сокращение оборудования.Поставленная цель достигается тем,что устройство для определения положения числа на числовой оси относительно двух других чисел, содержащеетри регистра, две схемы сравнения,входы первой схемы сравнения соединены с выходами первого и второго регистров, входы второй схемы сравнения соединены с выходами второго и 20 третьего регистров, содержит два блока анализа, два триггера и блок управления, причем первый, второй итретий входы каждого блока анализасоединены с первым, вторым и третьим 25 выходами соответствующей схемы сравнения соответственно, четвертый, пятый и шестой входы каждого блокаанализа соединены с первым, вторым и,четвертым входами другой схемы срав ,нения соответственно, седьмой и вось 955033мой входы каждого блока анализа соединены с первым и вторым выходами бпк упр,вяения соответственно деР нятый и д ятый входы каждого блока папии дкпючены соответственно к прямому выходу одноименного триггера и инверсному выходу другого триг гера, первый и второй выходы каждого блока анализа подключены к единичному и нулевому входам соответствующего триггера, третий выход каждого блока анализа подключен к соответствующему входу аднока управления, третий выход которого соединен с входами синхронизации триггеров, четвер-.ый выход блока управления подключен к входам сдвига регистров, пятый выход блока управления подключен к выходу признака окончания работы устройства, третий, четвертыйи пятый входы блока управления соединены соответственно с входом начальной установки, входом пуска ивходом внешней синхронизации устройства, при этом каждый блок анализасодержит шесть элементов И и три элемента ИЛИ, причем входы первогоэлемента И подключены к первому и пятому, второго элемента И - к второмуи десятому, третьего элемента И - кчетвертому и десятому, четвертого рому, четвертому и десятому, шестогоэлемента И - к восьмому и девятомувходам данного блока анализа, выходпервого элемента ИЛИ каждого блокаанализа, входы которого подключенык седьмому входу данного блока анализа и выходу первого эпемента И,псдключен к первом выходу данного 35 блока анализа, выходы второго и треть 4 О его элементов ИЛИ каждсго блока анализа, входы которых подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов И и четвертого, пятого и шестого элементсв Иподклю чены к второму и третьему соответственно выходам данного блока анализа.Блок управления содержит первый и второй генераторы тактовых импульсов, счетчик, элемент ИЛИ, элемент И, элемент задержки, элементы НЕ и триггер, причем первый и второй входы блока подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ соответственно и через соответствующие элементы НЕ к первому и второму входам элемента И 55 соответственно, третий вход которогосоединен с третьим входом элементаИЛИ и выходом счетчика, третий входблока подключен к единичному входутриггера, входу начальной установкисчетчика и первому входу блока, четвертый вход блока соединен с входом 60 запуска первого генератора импульсов и через элемент задержки - с входом запуска второго генератора импульсов,65 элемента И - к третьему, шестому и ЗОдевятому, пятого элемента И - к втовходы останова генераторов импупьсор подключены к выходу элемента ИЛИ, входы синхронизации генераторов импульсов подключены к пятому входу блока, второй выход которого соединен с инверсным выходом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу элемента И, выходы первого и второго генераторов импульсов подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блок а, и я тый выход которого ссединен с выходом элемента ИЛИ, выход второго генератора импульсов подключен к счетному входу сче тчик а.На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - вариант выполнения блока управления.Устройство содержит три числовых регистра: РегистР первой границы 1, регистр Второй граниЦы 2 и регистр внутренней точки 3 отрезка (интервала), две схемы 4 и 5 сравнения, включенные соответственно между регистром 1.и регистром 3 и регистром 2 и регистром 3, два блока 6 и 7 анализа, два триггера 8 и 9. Выходы схем 10-17 сравнения 4 и 5 подключены к входам блоков 6 и 7 анализа, а именно: к входам 18-23 первого блока анализа 6 подключены, соответственно, выходы 10-12 первой схемы 4 сравнения, выходы 14,15 и 17 второй схемы 5 сравнения: к входам 24-29 второго блока анализа 7 подключены соответственно выходы 14-16 второй схемы 5 сравнения и выходы 10 и 13 первой схемы 4 сравненияВходы 30 и 31 первого блока 6 анализа подсоединены соответственно к прямому выходу первого триггера 8 и инверсному выходу второго триггера 9, а входы 32 и 33 второго блока 7 анализа - к прямому выходу второго триггера 9 и инверсному выходу первого триггера 8, Выходы 34- 37 блоков 6 и 7 анализа соответственно подключены к входам одноименных триггеров 8 и 9. Блоки 6 и 7 име. ют также выходы 38 и 39 соответственно. Устройство сЬдержит блок 40 управления. Блок 6 анализа имеет, кроме того, входы 41 и 42, а блок 7 анализа - вход 43 и 44. Выходы 45 и 46 устройства соединены соответственно с выходами 38 и 39 блоков би 7.Блок 6 анализа содержит элементы И 47-52 и ИЛИ 53-55. Блок 7 анализа содержит элементы И 56-61 и ИЛИ 62-64.В первом блоке 6 анализа входы элемента 47 подсоединены к входам 18 и 22, входыэлемента И 48 - к входам 19 и 31, входы элемента И 49 к входам 21 и 31, входы элемента И 50 - квходам 20,23 и 30, входы элемента И 51 - к входам 19,21 и 31, входы элемента И 52 к входам 42 и 30,10 3,1)2 = с),) о,й 1 з (1) =11 нх(55151 еээееме 5 а и 1 и 5 3 подсоединенын входу 1 1. и к 5 Иоду элемента И 47,выход слементн ИЛИ 53 подключен к выходу 34 блока 6 анализа, входы элементов ИЛИ 54 и 55 подсоединены квыходам, соответственно, элементовИ 48 и 49 и элементов И 50-52, а вы.ходы подключены к выходам 35 и 38блока б анализа. Второй блок 7 анализа выполнен аналогично,Блок управления 40 содержит генераторы тактовых импульсов 65 и 66,счетчик 67 по модулю п, элементИЛИ 68, элемент И 69, элемент 70 задержки, элемент НЕ 71 и 72, триггеры 73, выходы 74-77, входы 78 и 79,выход 80, выходы 81-83,Входы 78 и 79 подключены к выходам38 и 39 блоков 6 и 7 соответственно,выход 76 - к входам синхронизациитриггеров 8 и 9, выход 77 - к входамсдвига регистра 1-3, выход 75 - квходу 42 блока б и входу 44 блока 7,выход 74 - к входу 41 блока 6 и входу 43 блока 7. Выход 80 соединен свыходом признака окончания работы,вход 81 - с входом начальной установки, вход 82 - с входом пуска, вход83 - с входом внешней синхронизацииустройства.Работа устройства описывается наследующих соотношениях,Пусть У ху (или Уху ),где х и У(1 = 1,) - двоичные коды.Тогдах = хх х, Х= у ууи веса разрядов убывают в порядкевозрастания их номеров.Введем величины 31):1 х, Ц - х)Кх, ,) -х 1)дг= )(т 1) . (1 Г(1). х 15 гдеХ,) х х, х(Ы ЧУУ 1,1 1,шТогда д; (щ) 4 0 означает, что У ближе к х, чем другой конец интервала (отре зка) .Можно показать, что Это значит, что для каждого конца интервала (отрезка) достаточно на каждом шаге сравнения, ведущегося от старших разрядов. к младшим, фиксировать состояния д, (1) 6 0 и (Е (1) =1, а при выполнении (1) - выдавать сигнал Х, Означающий, что другой конец. ближе к х.Закодируем состояния двух триггеровО,=А 1)-О)Д,=-И 1):1) О,=-И Ы-О) Перебрав все возможные изменения (ос тон ний теиггерОВ в заеи(.имости От их П 1 едьеееу 1 их сОстОяниЙ и Значений т экущих разрядов чисел х, Уи У 5, получим уравнения устан(вки триггеров в единицу (5 ) и нуль ( е(;)/где В - сигнал начальной установкй;Б - сигнал конца сравнения(К ,Б, а также С - сигналсинхронизации - управляющие.сигналы).Устройство работает следующим образом.В числовые регистры 1-3 заносятсясоответственно значения верхней, н жней границ отрезка (интервала) и внутренней точки. По сигналу СБРОС, поступающему на вход 81 блока 40 управления, сбрасывается счетчик 67, триггер 73 и все триггеры 8 и 9 (сигнаЗ 0 лом В с выхода 74 блока управления).По сигналу ПУСК, поступающему на вход82 блока 40 управления ,запускаетсягенератор 65 и с задержкои на одинтакт импульсов внешней синхронизации, 35 поступающих на вход 83 блока 40 управления, (что Осущесевляется элементом 70) генератор 66. В первомтакте осуществляется сравнение стар ших разрядов чисел, занесенных в ре гистры 1-3, на :хемах 4 и 5 сравнения с выдачей на выходах 10-13 схемы 4 сравнения сигналов М,(5, 3, Ми на выходах 14-17 схемы 5 сравнения сигналов М, 81,8 М, которые 45 поступают на входы блоков б и 7 анализа, с выходов которых сигналы (попервому импульсу С с выхода 76 блока40 управления заносятся в триггера 8и 9. Во втором и во всех последующих50тактах сначала анализируются состояния на выходах 78 и 79 блока 40 управления (наличие или отсутствиеединичных сигналов о(. и (.) и состояние счетчика 67 и затем, если К = 0и Мд = 0 и нет переполнения счетчика 67, производится сдвиг информациив регистрах 1-3 (или сдвиг позицииопроса) по сигналу с выхода 77 блока40 управления, Затем производитсясравнение и занесение в триггеры 8 60 и 9 аналогично первому такту.Устройство прекращает работу припоявлении единичного сигнала (, илина одном из выходов устройства 452или 46 (что означает - другой конец 65 интервала (отрезка) ближе к данной955033 8, внутренней точке х), который отключает генераторы 65 и 66 тактовых импульсов и вццает сигналКонецпо выхоЛУ 80 блока 40 управления. Сигналы х и к могут появиться на любом такте сравнения, .в зависимости от конкретных значений чисел, Если эти сигналы не появились и после п тактов, то по сигналу переполнения счетчика 67 происходит остановка генераторов 65 и 66 тактовых импульсов 10 с выдачей сигнала Конец и установка сигнала Б = 1 на входе 75 блока 40 управления, который поступает на входы 42 и 44 блоков б и 7 анализа и, по которому может выработаться 15 один из сигналов с или , их отсутствие и в этом случае означает, что внутренняя точка х делит отрезок строго пополам (равноудалена от У и Уг ) . 20Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет выбор конца интервала или отрезка, ближайшего к внутренней точке. Количество обору дования в устройстве не зависит от разрядности чисел, а вся процедура выбора конца интервала (отрезка) мо-, жет занимать от двух до т тактов поразрядного сравнения, в зависимости от конкретных значений чисел, в среднем (ш + 2)/2 такта.По сравнению с прототипом конструкция устройства упрощена за счет упрощения конструкции используемых схем сравнения.35Формула изобретения1. Устройство для определения положения числа на числовой оси отно сительно двух других чисел, содержащее три регистра, две схемы сравнения, входы первой схемы сравнения соединены с выходами первого и второго регистров, входы второй схемы 45 сравнения соединены с выходами второго и третьего регистров, о т л и ч аю щ е е с я. тем, что, с целью сокращения оборудования, оно содержит 1два блока анализа, два триггера и блок управления, причем первый, второй и третий входы каждого блока анализа соединены с первым, вторым и третьим выходами соответствующей схемы сравнения ссответственно, четвертый, пятый и шестой входы каждого блока анализа соединены с первым, вто рым и четвертым выходами другой схемы сравнения соответственно, седьмой и восьмой входы каждого блока анализа соелинены с первым и вторым выходами блока управления соответственно, девятый и десятый вхолы каждого блока анализа подключены соответственно к прямому выходу олноимен ного триггера и инверсному выходу б 5 другого триггера, первый и второй выходы каждого блока анализа подключены к единичному и нулевому входам соответствующего триггера, третий выход каждого блока анализа подключен к соответствующему входу блока управления, третий выход которого соединен с входами синхронизации триггеров, четвертый выход блока управления подключен к входам сдвига регистров, пятый выход блока управления подключен к выходу признака окончания работы устройства, третий, четвертый и пятый входы блока управления. соединены соответственно с входом начальной установки, входом пуска и входом внешней синхронизации устройства, при этом каждый блок анализа содержит шесть элементов И и три элемента ИЛИ, причем входы первого элемента И подключены к первому и пятому,.второго элемента И к второму и десятому, третьего элемента И - к четвертому и десятому, четвертого элемнта И - к третьему, шестому и девятому, пятого элемента И - к восьмому и. девятому входам уданного блока анализа, выход первого элемента ИЛИ каждого блока анализа, входы которого подключены к седьмому входу данного блока анализа и выходу первого элемента И, подключен к первому выходу данного блока анализа, выходы второго и третьего элементов ИЛИ каждого блока анализа, входы которых подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов И и четвертого, пятого и шестого элементов И, подключены к второму и третьему соответственно выходам данного блока анализа;2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит первый и второй генераторы тактовых импульсов, счетчик, элемент ИЛИ, элемент И, элемент задержки, элементы НЕ и триггер, причем первый и второй входы блока подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ соответственно и через, соответствующие элементы НЕ - к первому и второму входам элемента И соответственно, третий выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ и выходом счетчика, третий вход блока подключен к единичному входу триггера, входу начальной установки счетчика и первому входу блока, четвертый вход блока соединен с входом запуска первого генератора импульсов и через элемент задержки - с входом запуска второго генератора импульсов, входы останова генераторов импульсов подключены к выходу элемента ИЛИ, входы синхронизации генераторов импульсов подключены к пятому входублока, второй выход которого ,соединен с инверСным выходом триггера, нулевой вход Которого подключен к выходу элемента И, выходы первого и второго генераторов импульсовподключены соответственно к третьемуи четве ртому выходам блока, и я тый выход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход второго генератораимпульсов подключен к счетному входусчетчика. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельс тво СССРМ 310246, кл. С 06 Г 7/00, 19712. Авторское свидетельство СССРР 243659, кл. С 11 С 15/00, 1969.3, Авторское свидетельство СССРМ 249047, кл. С 06 Г 7/06, 1968955033 ель В. БерезкинА,Ач Корректор М. Ко остав ехред дактор Н. Ковал яка з б 4 37/5 Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная,Тираж 731 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 35, Москва, Ж, РауаскПодписноеоми те та ССС Роткрытийя наб., д. 4/5