Устройство для сравнения чисел

О П И С А Н И Е (и 920701ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветснинСоциапистичеснинРеспубпни(22)Заявлено 09.07,79 (21) 2793900/18-24с присоединением заявки Мю(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в цифровых системах контроля и обработки информации аИзвестно устройство для сравнения чисел, содержащее триггеры, логические элементы И, ИЛИ-НЕ. Устройство выполняет сравнение чисел по модулю, представленных последовательнык.кодом, начиная со старших разрядов 1 .Однако оно не может осуществлять допусковый контроль чисел, заданных последовательным кодом, начиная с младших разрядов, а также не может осуществлять допусковый контроль за непрерывным процессом или числами, заданнымн импульсными последовательностямиНаиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее реверсивный счетчик, блок памяти, триггеры, элемент задержки, элемент И и схемы сравнения. Выходы реверсивного счетчика связаны со входами двух схем сравнения, другие входы которых соединены с соответствующими выходами блока памяти, выходы схем сравнения связаны со счетными входами двух триггеров, инверсный выход первого триггера связан со входом первой схемы И, прямой выход второго триггера связан со входом второй схемы И, а прямой выход первого и инверсный выход второго триггеров соединены со входами третьей схемы И, другие входы схем И соединены с выходом схемы ИЛИ, входы которой соединены с нинами сброса и управления, причем входы установки в нулевое состояние триггеров соединены с ниной сброса через элемент задерж - ки 21 .Недостатком устройства являются его малые функ иональные возможности, так как оно не может осуще9 ) 0 7 г) 1 ствлять допусковый контроль за числами заданными последовательным кодом, начиная со старших или мзгадших разрядов.Цель изобретения - расширеие функциональных возможностей устройства за счет обеспечения сравнения чисел с заданньМи допусками. Поставленная цель достигается10 тем, что в устройстве для сравнения чисел, содержаШем кольцевые регистры, реверсивный счетчик, схемы сравнения, трехстабильные триггеры, элементы И, ИЛИ, И-НЕ, элемент задержки, причем первая шина установки режима счета соецинена с первым входом управления реверсивного счетчика и с первьгм входом первого элемента И, вторая20 шина установки режима счета подключена к первому входу второго элемента И и ко в ггорому входу управления реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами первой группы первой и ьторой схем сравнения, первая шина выбора режима подключена к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с информационным вхоцом реверсивного счетчика и со вторыми входами первого и второго элементов И, выходы первого и второго кольцевых регистров подключеееы ко входам второй группы первой и второй схем сравнения соответственно, выход пер 35 вой схемы сравнения соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с третьим входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выходы40 первого и второго элементов ИЛИ соединены с первым и вторым входами соответственно первого трехстабильного триггера, выход второй схемы сравнения подключен к первому входу третье 45 го элемента ИЛИ и к третьему входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого лемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к первому и второму входам соответственно второго трехстабильного триггера, шина сброса соединена с первым входом пятого элемента ИЛИ, со входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика и через элемент 55 задержки - с первыми входами четвертого и пятого элементов И, первые выходы первого и второго трехстаби.гнных трггг 1 ерг)Б по,гкк)невы к пе 1)вым входам шестого и ссгьмо о )эгег е- тов ИЛИ соотнетс гве 1111) г В 1 г)рые Выхо цы первого и эторого трехстабипьпых триггеров соедиеы с первы;ги вхс)дами шесто о и се,гьмого злемегп ов И соответствено, вторые входы которыхподключены к выходу пято о элементаИ,Р, выходы шестого и седьмого элементов 1),1 И соецп;гены с первым и вторым входами соответстнено восьмогоэлемента И, третий вход когорого подключен к выходу ятого элемегг ИЛИ,выход четвертого элемег га И г оециненс третьими вхоцами первого и второго трехстаби,ьных григгеров, информационньгй вхоц устройства соединен совторым входом третьего злемета И и с первыми ихоцамгг первого и вгорого элементов И-НЕ второй вход первого элемента Р 1-Ш подключен к выходу переноса первого кольцевого регистра,а выход - к первым входам девятогои десятого элемеггов И, вторые вхоцыкоторых соециеньг с ииой задания режима сравнен)я устройства, которая поцключена ко второму входу четвер- гого элемеггта Р 1, второи ьхоц второо элемета И, соецинен с выходом переоса второго кольцевого регистра,а выход - с первыми входами оциаццято о и цвеаццатого злеметов И, вторые входы коорых подключены к шине зацаия режима сравеия, третьи вхоцы цевятг)го и цвеаццатого элементов И соедиегы с информациопггым вхоцом устройства, а их выходы - со вторыми входами второго и третье о элемеЕгов И,И соответствено, третьи входы десятого иодиннадцатого злеметов И поцключены к выходам переносов первого ивторого кольцевых регистров соответственно, шина выбора входного кацасоединена с первыми входами восьмого и девятого элементов ИЛИ, выходвосьмого элемента ИЛИ поцк)еючен к четвертым входам цевятого и десятого элементов И, выход девятого элемента ИЛИ соединен с четвертымивходами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, выходы десятого иодиннаццатого элементов И подключены ко вторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ соответственно,третий выход первого трехстабильного триггера соединен со вторыми входами шестого и восьмого элементовИЛИ, третий выход второго трехста5 920бильного триггера подключен ко вторым. входам седьмого и девятого элементов ИЛИ, второй вход пятого элемента И соединен с первой шиной выбора режима устройства, а выход - с третьими входами первого и четвертогоэлементон ИЛИ, второй вход пятогоэлемента ИЛИ подключен ко второй шине выбора режима,На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит реверсивцыйсчетчик 1, кольцевые регистры 2 и 3,схемы сравнения 4 и 5, трехстабильные триггеры 6 и 7, элементы И-НЕ 8и 9, элементы ИЛИ 10 и 11, элементыИЛИ 2 и 3, элементы И 14, 15 и16, элементы ИЛИ 17, элемент задержки 18, шины выбора режима 9 и 20,шину выбора входного кода 21, шину 2задания, режима сравнения 22, шиныустановки режима счета 23 и 24, шну сброса 25, информационную шинуустройства 26, выходы устройства 27,28 и 29, элементы И 30-38, элементы 25ИЛИ 39; 40, 41 и 42,Устройство работает следующим образом,В случае сравнения чисел, заданных импульсными последовательностя- ЗОми, с пределами измеряемых чисел,записанных в кольцевых регистрахсдвига 2 и 3, на шинах выбора режима 19 и 20 - единичный и нулевой потенциалы соответственно. При этом информация н кольцевых регистрах сдвига 2 и 3 не сдвигается, В исходномсостоянии реверсивный счетчик 1снободен, а н трехстабильных триггерах 6 и 7 на первых выходах единичные сигналы.Первое число, поступающее на информационную шину устройства 26 через элемент И 15, записывается в реверсивном счетчике 1, работающем45на сложение,Если первое число меньше нижнего предела измеряемых чисел, записанного в кольцевом регистре 3, то при поступлении сигнала сброса на шину сброса 25 на ныходе устройства 28 есть сигнал, означающий, что число, записанное в реверсивном счетчике 1, меньше нижнего предела измеря 55 емых чисел. В случае, если первое число равно или меньше верхнего предела, записанного в кольцевом регистре 2, но равно или больше некиего предела измеряемых чисел, записанного в кольцевом регистре 3, то нмомент равенства чисел н реверсивном счетчикеи в кольцевом регист;ре 3 на выходе схемы сравнения 5есть сигнал, который через элементИ 38, элементы И 11 И 41 и 42 перебрасывает трехстабильный триггер 7 вновое состояние, в котором на его О третьем выходе есть единичный сигнал. При поступлении сигнала сбросапосле числа на шину сброса 25 навыходе устройства 27 есть сигнал,означающий, что число, записанноев реверсивном счетчике 1, в пределах измеряемых чисел. Если первоечисло больше верхнего предела измеряемых чисел, записанного в кольцевом регистре 2, то н момент равенства чисеЛ, записанных в реверсивном счетчике 1, и нижнего пределаизмеряемых чисел кольцевого регистр 3, и в реверсивном счетчике 1 иверхнего предела измеряемых чиселкольцевого регистра ца выходах соответствующих схем сравцеция 5 и 4есть единичные сигналы. Единичныйсигцал на выходе схемы сравнения 5через элемент И 38, элементы ИЛИ 41и 42 устанавливает трехстабильцыйтриггер 7 в состояние, н котором наего третьем выходе есть едццичцьйсигнал, Если на выходе схемы сравцеция 4 есть единичный потенциали очередной импульс поступает черезэлемент И 15 на счетный вход ревер -сивцого счетчика 1, то этот импульсчерез элементы И 15 и 37 и элементы ИИ 39 и 40 устанавливает трехстабильный триггер 6 в состояние, когда ца его третьем выходе есть едицичцьф сигнал. При поступлении сигнала сброса после первого числа на шину сброса 25 на выходной шине 29 есть сигнал, означающий, что число, записанное в реверсивном счетчике 1, больше верхнего предела измеряемых чисел. При этом всегда сигнал, поступаюший на шину сброса 25, стирает содержимое реверсивного счетчика 1 и через элемент задержки 18, элемент И 14 и элементы И 37 и 38, элементы ИЛИ 39, 40, 41 и 42 устанавливает трехстабильиые триггеры 7 и б в состояния, когда на их первых выходах есть единичные сигналы. При поступлении на информационную шину 26 устройства следующего сравниваемого числа операция сравнения произ9207 счетчик 1 кд ВыхоДР 25указываюший,водится ацс 1 логично, Б с;1 у чае срае)не ния непрерывного процесса, заданноюО импульсными паследонлГельцаст 51 мис пределами измеряемьх чисел, ,записанных н кольцевых регистрах 2 и 3,ца шинах выбора режима 19 и О естьЕттицнт)ЕЬ)Е ПОтЕНцИаЛЫ, Прн ЭТОМ Информация в кольцевых регистрах 2 и3 не сдвигается, Импу.)ьсь), поступаюЕие нд ННФормдцио 51)гую шину устрой -гтва 26, через элемент И 5 проходятнд счетцыц вход реверсивного счетчг)ка 1, работт)его н зависимостиОт хардктевд протекания процесса цасложение или вычитание, Б каждый момент времени в реверсивном счетчикеесть чист)о, характеризуюц)ее процесс. Пусть, например, реверсивцый счетчик 1 свободен, нд первых выходах трехстдбильньх триггеров 6 и 7 единичные сигналы, и мгновенное знаЧЕНИЕ ВЕЛИЧИ)ГЫ ЦЕПРЕРЫ)ЗЦОГО ттРОЦЕСса возрастает.При этот реверсинттый работает на сложение, .д устпайствд 28 - сиге)лл. ЧТО МГЦОт)ЕЦНОЕ 3 ЦаЧЕН 1)Е ВСЛИЧИНЫ НРцрерывцого процесса мецьше нижнегопредела измеряемых чисел, Б момент 01 ЯЕДИИЧ)ГЫЙ СИ 1 ЦД;1, МГ НОВ ЕНЦОЕ 3)ДЧРИЕ)е Г 5 сли 1 и ны и е Г р е Г) ы н н ОО и р О 11 е с с адальше вазрдсГает 1,реверсивцый) счетчик)дботзе Г нд сложение), та Г)рехстабильГый триг)ер 7 при этом цеиз мец 51 ет сВОе)О состояния ф ,ри этОмна выходе схемы сравнения 5 - нулевой си 1 цдл. Если после этого мгноненцое значение величины непрерывногопроцесса уменьшается ),ренерсинныйсчетчик 1 работает цд Вычи- дцие),то в момент равенства чисел в реверсинцом счетчике 1 и нижнего пределаизмеряею)х чисел кольцевого регистра 3 на выходе схемы сравнения 5 появляется единичный потенциал, Б случае, если трехстдбильный триггерв состоянии, когда нд е) о третьемвыходе есть единичный СИГнал, и мгновеццое значение величины непрерыннога процесса возрастает реверсивцый счетчикработает ца сложение),то в момент равенства чисел в реверсивном счетчике 1 и верхнего предела измеряемых чисел кольценогс регистра 2 на выходе схе)гы сравнения 4есть единич)ий си).ндл, Если на выходесхе 1 ы сравнения ч единичньЙ сигнал и мгновенное значение величиць непре ПДВЕ 1)ОТВД ЧИСР 1 В РЕВЕОСИВттом СЧЕТ- чике 1 и )ц)жнега поедрла из:-)ет)яемы)х чисел кольцевого регт)стра 3 нд Выходе схемы сравнения 5 - сигнал,который через элемент И 38 элементы ИИИ 4 и 42 перебрасывает трехста - бильный триггер 7 в состояние прикотором цд его третьем выходе есть единичный сигнал втт)едствие чего на выходе устройства 27 появляется сигндл, указывающий), что мгновенное зна-,щ ЧЕЦИЕ ВЕЛИЧИНЬ НЕттРЕРЬПЗНОГО ПРОЦЕССД В ПРЕДЕЛаХ ИЗМЕРЯЕМЫХ ЧИСТ т), Б случае, если после переброса трех - с.:дбильного триггера 7 мгновенное45 значение величинь) непрерывного процесса начинает уменьшаться, то реверсивньп) счетчик 1 в этом случае работает цд вычитание, При едиеичном сигнале ца выходе схемы сравнения 5 первый импульс на счетном входе ре -50 версивного счетчикз 1 через элемент И 38, ЭЕМЕПТЫ ИД) 4)И 42 В)Зтврацает трехстдбильньтй триггер 7 в состояние, когда ца его первом выходе есть единичный т:игнал, вследствие чего на35 выходе устройстна 28 снова поянляется сигнал, Если же после переброса трехстабцпьцого триггера 7 в состояние, в катаром на его трегьем ныходе есть рывного процесса дальше возрастает, та при единичном си."на те нд выходе схемы снавнения ч првый импульс на счетном входе реверсивного счетчикачерез элемент И 37, элементы ИЛИ 39 и )О устанавлина.ет триггер 6 в состоятвте, в котором на его третьем выходе есть единичный сигналнследствие чего нд выходе устройства 29 появ:,)яется сигнал указыва - юший, что мгновенное значение величи)п,) нспр ерын ного працр с са большеверхнего предела. Измеряемь)х чисел. При этом на выход схемы сравненияустанавливается нулевой сигнал. Если же после пер броса трехстабильного триггера б мгноненное значениевеличины непрерывного процесса дальше возрастает то триггер б не из - ме)тяет своего состояния, и нд вьгхаде схемы сравнения Ет есть нулевойсигЕ)ал, д на выходе устроиствд Л 9 единичный сигцал. Б слъ-чае, если после этого мгновенное значение не -ЛИттИНЬ) НЕПРЕРЫВНОГО ПРОЦЕССа УМЕНЬ- лается (реверсиви)й счетчик 1 работает на Вычитание), то и момент равенства чисел в р"версинном счетчике 1 и верхнего предела измеряемых чисел кольцевого регистра 2 ца92 1 7 Овыходе схемы сравнения 4 - единичныйсигнал, который через элемент И 37,элементы ИЛИ 39 и 40 возвращает трехстабильный триггер 6 в состояние,когда на его первом выходе есть 5единичный сигнал, вследствие чегона выходе устройства 27 возникаетединичный си нал, указывающий, чтомгновенное значение величины непрерывного процесса в пределах измеря- Оемых чисел. В результате на одном извыходов 27, 28 и 29 устройства - сигнал, характеризующий процесс в данный момент времени,В случае сравнения чисел, заданных последовательным кодом, с пределами измеряемых чисел, записанныхв кольцевых регистрах 2 и 3, на шине задания режима сравнения 22 должен быть единичный потенциал, В исходном состоянии в трехстабильныхтриггерах 6 и 7 на вторых выходахесть единичные сигналы. Пусть на шине выбора входного кода 21 есть единичный потенциал. означающий, что 25сравниваемые числа заданы последовательным кодом, начиная с младших разрядов. Входной код, поступающий наинформационную шину устройства 26,и коды кольцевых регистров 2 и 3 Зосинхронно одноименными разрядами впрямом виде поступают на элементыИ-НЕ 8 и 9, элементы И 30, 31, 35и 36, элементы ИЛИ 1 и 1 О, где производится их поразрядное сравнение.Если одноименные разряды равнозначны, то при этом трехстабильные триггеры 6 и 7 сохраняют свое состояние,т.е. на вторых выходах этих триггеровесть единичные сигналы. Формула изобретения ционным входом реверсивного счетчикаи вторыми входами первого и второго элементов И, выходы первого и второго кольцевых регистров подключеныко входам второй группы первой и второй схем сравнения соответственно,выход первой схемы сравнения соединен с первым входом первого элементаЮП и третьим входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ,выходы первого и второго элементовИЛИ соединены с первым и вторым входами соответственно первого трехстабильного триггера, выход второй схемы сравнения подключен к первомувходу третьего элемента ИЗП и к третьему входу второго элемента И, выходкоторого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к псрвому и второму входам соответственно второго трехстабильногатриггера, шина сброса соединена спервым входом пятого элемента ИЛИ,со входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика и через элемент задержки - с первыми входамичетвертого и пятого элементов И, первые выходы первого и второго трехстабильньсс триггеров подключены к первым входам шестого и седьмого элементов ИЛИ соответственно, вторыевыходы первого и второго трсхстабиль. О 45 При поступлении на сравнение числа, заданного последовательным кодом, начиная со старших разрядов, на нине выбора входного кода 2 должен быть нулевой потенциал. В этом случае работа компаратора аналогична работе при сравнении числа, поступающего на информационную шину 26 младшими разрядами вперед.50Такое построение устройства позволяет расширить его функциональные возможности, так как предлагаемое устройство выполняет в два раза больше функций по сравнению с известным,55 т.е. выполняет кроме допускового контроля за непрерывным процессом или числами, заданными импульсными последова:.тьностями, допусковый контроль за числами, заданными последовательнымкодом, начиная с младших или старшихразрядов. Устройство для сравнения чисел, содержащее кольцевые регистры, реверсивный счетчик, схемы сравнения, трех- стабильные т риггеры, элементы И, ИЛИ, И-НЕ, элемент задержки, причем первая нина установки режима счета соединена с первым входом управления реверсивного счетчика и с первым входом первогО элемента И, вторая шина установки режима счета подключена к первому входу второго элемента И и второму входу управления реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами первой группы первой и второй схем сравнения, первая шина выбора режима подключена к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с информа 920701ных триггеров соединены с первьпщ входами шестого и седьмого элементов И соответственно, вторые входы которых подключены к выходу пятого элемента ИЛИ, выходы шестого и седьмого элемента., ИЛИ соединены с первым и вторым входами соответственно восьиога элемента И, третий вход которого подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, выход четвертого эле" 1 О мента И соединен с третьими входами первого и второго трехстабильных триггеров, о т л и ч а ю щ е. е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обес Б печения сравнения чисел с заданныии допусками, в нем инфориационный вход устройства соединен со вторым входом третьего элемента И и с первыми входами первого и второго элементов 2 О И-НЕ, второй вход первого элемента И"НЕ подключен к выходу переноса первого кольцевого регистра, а выход " к первым входам девятого и десятого элементов И, вторые входы которых соединены с шиной задания режииа сравнения устройства, которая подключена ка второму входу четвертога элемента И, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом переноса второго кольцевого регистра, а выход - с первыми входаии одиннадцатого и двенадцатого элементов И, вторые входы которых подключены к шине задания режима сравнения,ЗЯ третьи входы девятога и двенадцатого элементов И соединены с информационным входом устройства, а их выходы - со вторыми входаии второгои третьего э.ементов ИЛИ соответственно, третьи входы десятага и одиннадцатого элементов И подключены квыходам переносов первого и второгокольцевых регистров соответственно,шина выбора входного кода соединенас первыми входами восьиаго и девято"го элементов ИЛИ, выход восьмого элеиента ИЛИ подключен к четвертыи вхо-.даи девятого и десятого элементовИ, выход девятого элемента ИГП 1 соединен с четвертьпи входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И,выходы десятога и одиннадцатога элементов И подключены ко вторым входампервого и четвертага элементов ИЛИсоответственно, третий выход первого трехстабильнога триггера саади"нен са .вторыии входами шестого и вась"мого элементов ЖМ, третий выходвторого трехстабильного триггера подключен ко вторыи входаи седьмого идевятога элементов ИЛИ, второй входпятого элемента И соединен с первойшиной выбора режима устройства авыход - с третьиии входами первогои четвертого элементов ЩК, второйвход пятого элем."нта ИЛИ подключенко второй шине выбора реала-.ма,Источники информапии,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельства СССР В 485445, кл. О 06 Г 7/04, 1972,2. Авторское свидетельство СССР У 487385, кл, С 06 Г 7/04, 19739207)1 аказ 2343 55 Тираж 732 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, 1Подписноекомитета СССР открытииуиская наб., д. Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Составитель В.Белкин едактор Л.Авраменко Техред А.Бабинец Корректор Н,Швыдка