Устройство для сравнения двоичных чисел

1092493 20 25 мента ИЛИ, вход начальной установкиустройства подключен к четвертомувходу первого элемента ИЛИ и к входам установки в нулевое состояниерегистров группы, выходы каждого-го регистра группы соединены свторыми входами коммутирующих элементов И 1 -й группы, входы заданияпорогов 1 -й группы подключены квходам 1-го регистра группы, выходпервого элемента И соединен с третьими входами коммутирующих элементов И всех групп, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностейустройства за счет обеспечения выбора экстремальных значений сравниваемых чисел за пределами полядопусков, в него введены дополни"тельные группы элементов И, элементы ИЛИ, элементы задержки, причем выход первого элемента ИЛИ чеИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к цифровым системам контроля.Известно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее элементы И, ИЛИ, триггер, регистр, накапливающие сумматоры, элементы задержки, группы элементов И 13.Недостатком этого устройства является низкая надежность за счет неоднозначного сравнения для отдельных значений сравниваемых чисел.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сравнения чисел, содержащее регистр, сумматор триггер, элементы задержки, элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, группы элементов И, причем информационные входы устройства соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к информационным входам регистра, выходы которого соединены с первыми входами элементов И второй группы, вюходы которых подключены к входам первой группы сумматора, инверсные выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ"НЕ, выход которого подключен к рез четвертый элемент задержки соединен с вторым входом четвертогоэлемента ИЛИ и входами установки внулевое состояние сдвигающего регистра и регистра числа, выход которого соединен с информационными входами элементов И пятой и шестой групп, управляющие входы которых через пятый и шестой элементы задержки соединены с выходами первого иЯ-го элементов И четвертой группысоответственно, а их выходы - с информационными входами первого иМ-го регистра группы, входы установки в нулевое состояние которых соединены соответственно с выходамипятого и шестого элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с шиной начальной установки устройства,а их вторые входы - с выходами соответственно первого и М -го элементов И четвертой группы. 2первым входам 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 квторым входам элементов И первойгруппы и к первому входу второгоэлемента И, выход которого соединен с входом установки в нулевоесостояние триггера, инверсный выход которого подключен к первомувходу первого элемента И, выход которого через первый элемент задержки соединен с вторыми входами элементов И второй группы и с входомвторого элемента задержки, выходкоторого подключен к первым входамвторого, третьего и четвертого элементов И, второй вход управленияустройства соединен с вторым входомпервого элемента И, инверсный и прямой выходы знакового разряда сумматора подключены к вторым входамвторого и третьего элементов И соответственно, выход второго элементаИ соединен с первыми входами элемен-.тов четвертой группы, с вторым входом первого элемента ИЛИ и с первымз 10924 входом третьего элемента ИЛИ, выходкоторого подключен к входу установки в единичное состояние триггера. Устройство содержит также группу регистров, кольцевой сдвигающий регистр, группу элементов ИЛИ, и и групп коммутирующих элементов И, выход третьего элемента И через третий элемент задержки соединен с первым входом четвертого элемента ИПИ и с 1 О входом управления кольцевого сдвигающего регистра, каждый -й выход которого подключен к вторым входам 1-х элементов И третьей и четвертой групп, где 1 = 1, 2, , п, и с 15 первыми входами коммутирующих элементов И 1-й группы, выходы которых подключены к соответствующим входам элементов ИЛИ группы, выходы кото- .рых соединены с входами второй груп пы сумматора, выход четвертого элемента И подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом начальной установки кольцевого сдвигающего ре гистра и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние сумматора, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторым входом ЗО третьего элемента ИЛИ, вход начальной установки устройства подключен к четвертому входу первого элемента ИЛИ, к второму входу второго элемента ИЛИ и к входам установки в нулевое состояние регистров группы, выходы каждого 1 -го регистра группы соединены с входами второй группы входов коммутирующих элементов И -й группы, входы задания 4 О порогов-й группы подключены к входам 1-го регистра группы, выход первого элемента И соединен с третьими входами коммутирующих элементов И всех групп .21.45Недостатком этого устройства являются его ограниченные функциональные возможности.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устрой ства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее регистр числа, сумматор, триггер, элемен ты задержки, элементы И, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, группы элементов И, группу регистров задания допусков, кольцевой 93 1сдвигающий регистр, группу элементов ИЛИ и ь групп коммутирующих элементов И, причем информационные входы устройства соединены с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к информационным входам регистра числа, выходы которого соединены с первыми входами элементов И второй группы, выходы которых подключены к входам первой группы сумматора, инверсные выходы разрядов которого соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первым входам элементов И третьей группы и первого элемента ИЛИ, вход разрешения записи устройства подключен к вторым входам элементов И первой группы и первому входу 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 задержки соединен с вторыми входами элементов Ивторой группы и через второй элементзадержки с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И, вход тактовых импульсов устройства соединен со вторым входом первого элемента И, инверсный и прямой выходы знакового разряда сумматора подключены к вторым входам второго и третьего элементов И соответственно, выход второго элемента И соединен с первыми входами элементов И четвертой группы, с вторым входомпервого элемента ИЛИ и первым входомтретьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки вединичное состояние триггера, выходтретьего элемента И через третий элемент задержки соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ ивходом управления кольцевого сдвигающего регистра, каждый -й выход которого подключен к вторым входам -х элементов И третьей и четвертой групп, где= 1, 2, ,ь , и к первым входам коммутирующих элементов И -й группы, выходы которых подключены к соответствующим входам элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с входами второй груп" пы сумматора, выход четвертого элемента,И подключен к третьему входу первого элемента ИЛИ, выход четвер 109249335 На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.45Устройство содержит регистр параллельного действия, накапливающий сумматор 2, группы элементов И 3-8, элементы И 9, 10 и 11, элемент ИЛИ-НЕ 12, группу элементов ИЛИ 13, элементы ИЛИ 14-19, триггер 20, элементы 2 1-26 задержки, кольцевой регистр 27 сдвига, группу регистров 28, группу информационных шин 29, информационную шину 30, шины 3 1-33 управления, выходные шины 34.Устройство работает следующим образом. того элемента ИЛИ подключен к входуустановки в нулевое состояние сумматора, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, вход начальной установки устройства подключен к четвертому входу первого элемента ИЛИ и к входамустановки в нулевое состояние регистров группы, выходы каждого 1-го регистра группы соединены с вторыми 1 Овходами коммутирующих элементов И-й группы, входы задания порогов-й группы подключены к входам 1-горегистра группы, выход первого элемента И соединен с третьими входами коммутирующих .элементов И всехгрупп, введены дополнительные группы элементов И, элементы ИЛИ, элементы задержки, причем выход первого элемента ИЛИ через четвертыйэлемент задержки соединен с вторымвходом четвертого элемента. ИЛИ ивходами установки в нулевое состояние сдвигающего регистра и регистрачисла, выход которого соединен синформационными входами элементовИ пятой и шестой групп, управляющие входы которых через пятый ишестой элементы задержки соединеныс выходами первого и М -го элемен- ЗОтов И четвертой группы соответственно, а их выходы - с информационными входами первого и М -го регистра группы, входы установки в нулевое состояние которых соединенысоответственно с выходами пятогои шестого элементов ИЛИ, первыевходы которых соединены с шиной начальной установки устройства, аих вторые входы - с выходами соответственно первого и М -го элементов И четвертой группы. В исходное состояние устройствоприводится установочным импульсом,который, пос 1 гупая на шину 33 управ.ления, очищает группу регистров 28,триггер 20, регистр 1, сумматор 2и устанавливает кольцевой регистр27 сдвига по цепи 33 - 1 б - 27 висходное состояние, при которомвсе разряды регистра находятся всостоянии 10", кроме первого младшего разряда (на схеме верхнийразряд), находящегося в состоянии11 1 11Далее работа устройства пр оисходит в следующей последовательности :запись значений допусков Х1 Х 2в группу регистров 2 8 , прич ем Х . с Х с , , Х, , запись очередного сравниваемого числа Х в регистр1; сравнение числа Х с допусками;. Х поступают по информационнойшине 29 и записываются в группу регистров 28. При подаче управляющего импульса на вход 32 разрешенияочередное число Х по цепи 30 - 4 - 1записывается в регистр 1, Сравнениечисла Х с полем допусков Х, ХХ 1, выдача на вьгьоды 34 устройства о,ного из сигналов:с, = ( Х с Х),цг= (Х =Х )=(ХсХсх );с+= (Х = Х ),а 2= ,Х= Х)111, = (Х ) ХР 1)осуществляется за М тактов. В каждомцикле сравнения очередного числас полем допусков на шину 3 1 подается 8 тактовых импульсов (ТИ), ТИ 1,ТИ 2, , ТИХ, ТИ поступает по цепи31 - 9 группы элементов И 5, приэтом открывается первая подгруппаэлементов И из этой группы, так какна эту подгруппу с триггера младшего разряда регистра 27 сдвига поступает высокий потенциал. Значениепервого допуска Хпереписываетсяиз первого регистра группы 28 по цепи 28 - первая подгруппа И 5 - 13 -2в сумматор 2.ТИ поступает также по цепи 319 - 21 - 3 на группу элементов И 3,элементы И 3 открываются и число Хв обратном коде переписывается в сумматор 2. В сумматоре в обратном коде образуется разность чисел (Х 1 - Х )В зависимости от соотношения величин Х Х сумматор 2 может находить 1 фся в одном из трех возможных состо 1 Ояний: отрицательный результат, когда Х ( Х; "отрицательный ноль",когда )(. = Х, положительный результат, когда Х)ХСостояние сумматора анализируетсяэлементами И 10, 11 и ИЛИ-НЕ 12,15Если 3 )Х, в этом случае в сумматоре 2 будет положительный результат, открывается элемент И 10 и ТИпоступает на нечетные (кроме 21+1-го)элементы И группы элементов И 6, од 20нако из этих элементов открываетсялишь первый элемент группы, так какна этот элемент поступает разрешающий потенциал с триггера младшегоразряда регистра 27 сдвига. В резуль 25тате на выходе устройства будет получен сигнал с 1 = ( Хх 1 ). импульс1с выхода с 1 поступает на левый регистр группы регистров 28 по цепи30д 1 - 18 - 28 и очищает его, а так.же на группу элементов И 8 по цепи с 12 - 25 - 8, элемент И 8 открывается и значение числа Х переписывается в левый регистр группы 26по цепи 1 - 8 - 28. Теперь значе 35ние Х становится нижним значениемдопуска для очередного числаИмпульс с выхода элемента И 10 поцепи 10 - 15 - 20 поступит также40на единичный вход триггера 20.Триггер устанавливается в состояние" 1", при этом элемент И 9 закрывается и дальнейшее поступление ТИв устройство прекращается до нача 45ла нового цикла сравнения. Кромеэтого, с выхода элемента И 10 импульс по цепям 10 - 16 - 26 - 14 -2 10 - 16 - 26 - 1; 10 - 16 - 2627 очищает сумматор 2, регистр 1 иустанавливает регистр 27 в исходноесостояние.Если Х=Х, то в сумматоре 2 будет "отрицательный ноль", когда всетриггеры сумматора находятся в единичном состоянии. Такое состояниесумматора выявляется элементомИЛИ-НЕ 12, входы которого подключены к нулевым выходам триггеров сумматора. При наличии в сумматоре 2 "отрицательного нуля" на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 появляется сигнал, который подается на четные элементы И в группе 6. Однако при подаче ТИ 1 открыт будет лишь второй элемент И в группе 6, что обеспечивается разрешающим потенциалом, поступающим с младшего разряда регистра 27 сдвига. В результате на выходе устройства появляется сигнал с 12= (Х = Х 1). Кроме того, сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 12 по цепи 12 " 15 - 20 поступает на единичный вход триггера 20, который устанавливается в состояние "1", при этом элемент И 9 закрывается и дальнейшее поступление ТИ в устройство прекращается до начала нового цикла сравнения. С выхода элемента ИЛИ-НЕ 12 импульс по цепям 12-16-26-14 - 2; 12 - 16-26- 1; 12 - 16 " 26 - 27 очищает сумматор 2, регистр 1 и устанавливает регистр 27 в исходное состояние.Если Х) Х, то в сумматоре 2 будет отрицательный результат. При поступлении ТИ 1 открывается элемент И 11, импульс с выхода И 11 сдвигает на один разряд единицу в кольцевом регистре 27 сдвига по цепи 11 23 - 27 и очищает сумматор 2 по цепи 11 - 23 - 14 - 2. В результате этого устройство будет подготовлено ко второму такту. При подаче ТИ 2 осуществляется сравнение числа Х сПри этом работа устройства ана 2логична работе при поступлении ТИ 1, однако во втором такте в сдвигающем регистре 27 "1" будет записана во втором триггере, поэтому при поступлении ТИ 2 в сумматор 2 из группы регистров 28 будет выдано число Х 2 .На выходе устройства во втором такте могут быть выработаны сигналы С 13 - (Х ХсХ ) или с 1 =(Х1=Х), так как в группе элементов И б во втором такте открыты 3 и 4-й элементы И.Если Х )Х 2, та во втором такте импульсы с выхода И 11 по цепям 11 - 23 - 27 и 11 - 23 - 14 - 2 подготавливают устройство к третьему такту, сдвигая "1" на один разряд в регистре 7 и очищая сумматор 2,Процесс сравнения числа Х с до - пусками Х.1, Х 2 , Х 3Х 11 про должается до М -го такта, если10 1092493 9ХХ 1 . В Н-м такте вырабатывается один йз сигналов:а, .,- ( Х 1.,3 СХ );а(Х -Х);фЪч"ЪЕсли ХХм в сумматоре 2 после подачи ТИ будет положительный результат, в этом случае (2 -1)-й элемент И группы 6 будет открыт разрешающим10 потенциалом, подаваемым с Я -го триггера регистра 27 и импульс с выхода И 10 по цепи 10-(2 М)-й элемент И группы 6 поступит на выход устройства. Сигнал а 211 на выходе устройства появится в М -м такте,15 если Х 1 =Х. Если ХХ 11то в этом случае в М -м такте трехвходовый элемент И группы б будет открыт, так как на его трех входах будут сигналы, поступающие с регистра 27, с выхода элемента И 11 (так как при Х )Х 1 в сумматоре 2 будет отрицательный результат и элемент И 11 открыт) и с выхода элемента 22 задержки. На .выходе (2 Н + 1)-го элемента И группы25 6 пОЯВитсЯ сигнзлдд 1+1= (,Х У Х Я ) в Импульс с выхода элемента Иа поступит на правый регистр 28 груйпй по цепи (о(1+) - 19 - 28 и очистит его, а также на группу элементов И 7 йо цепи (а 1+) - 24 - 7, элементы И 7 открываются и значение числа М переписывается в правый регистр 28 группы. Теперь значение Х становится верхним значением допуска дляочередного числа Х. Импульс с выхоца элемента Иан по цепямд,1 - 1626 - 14 - 2;а,- 16 - 26 - 1;ц - 16 - 26 - 27 устанавливаетсумматор 2, регистры 1 и 27 в исходное состояние к следующему циклусравнения очередного числа Х с величинами Х Х , Ху , ., Ммполя допусков и в этом случае Х -наименьшее значение Х и х 11 - наибольшее значение Х из предыдущегоцикла сравнения. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает сравнение двоичных чисел с полем допусков Х 1Х., Х 1 н сохранение экстремальных значений чисел Х, значение которых выходит за пределы заданных нижнего и верхнего допусков ХХ, Х Х.,1.Изобретение позволяет расширить функциональные возможности и области применения устройства, так как предложенное техническое решение позволяет выполнить сравнение теку" щих значений двоичных чисел Х с полем допусков Х, Х., Х 1а также выбрать экстремальные значения Х при выходе их за пределы заданного поля, т. еХХХХ 1,1,1092493 оставитель Е. Ивановаехред М.Кузьма Корректор едактор М. Петро кма Заказ сно 5 лиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная 255/32 Тираж ВНИИПИ Государственнпо делам изобрет 3035, Москва, Ж, Р 99 Подго комитета СССРний и открытийушская наб., д. 4