Устройство для сравнения чисел

О П И С А Н И Е ц 1 оо 1082ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сотов Сове тенинСоциалистическихРеслублии К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУГесударственей квинтет СССР па аенаи нзебретеннй,н вткритнй(53) УДК 681.325.5 (088.8) Дата опубликования описания 28.02.83 М. А. Дуда,. Р. А. Дуда, А. А. Стол и В, А. Литаврин(72) Авторы изобретения 71) Заявител Тернопольский финансово-экономически 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕ сдвига,второй ги с инфогруппы Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может. быть использовано в цифровых системах контроля и обработки информации.Известно устройство для сравнения чисел, содержащее счетчик, регистр сдви 5 га, группы элементов И, схему сравнения, триггер, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, шины управления, информационный вход, шину сброса и выполняющее выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательностью импульсов, или последовательным кодом, начинаясо старших разрядов 1 1,. 15Однако это устройство не может осуществлять выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательным кодом, начиная с .младших разрядов. 20Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство для сравнения чисел, содержащее 2счетчик, регистр сдвига, группы элементов И, схему сравнения,:триггерыэле,менты И, ИЛИ, элемент неравнозначности, элементызадержки, информационный вход, шины управления, шину сброса, выходы схемы сравнения, информационный вход устройства соединен с первыми вхо-дами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первым и вторым шинам управления устройства, выход второго элемента И подключен к информационно му входу регистра сдвига, а выход первого элемента И соединен с информационным входом счетчика, выходы счетчика соединены с первой группой входов схе-, мы сравнения и информационными входами первой группы элементов И, выходы которых подключены к входам регистравыходы которого соединены с руппой входов схемы сравнения рмационными входами второй элементов И, выходы которыхподключены к входам счетчика, первый и второй выходь. схемы сравнения соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с 5 третьей и четвертой шинами управления устройства, а шина сброса устройства подключена к третьим входам третьего и четвертого элементов И и к первому входу пятого элемента И и через первый 36 элемент задержки - к первым входам шестого и седьмого элементов И и к входу установки в единичное состояние первого триггера, инверсный вход которого подключен к первому входу 35 первого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И соединены с вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ соответственно, выход первого элемента ИЛИ подключен ро к первым входам восьмого и девятого элементов И, вторые входы седьмого и, девятогоэлементов И соединены с второйшиной управления устройства, вторые входы шестого и восьмого элементов И соецинены 25 с первой шиной управления устройства, выход девятого элемента И через второй элемент задержки подключен к управляющему входу второй группы элементов И, ,выходы седьмого и восьмого элементов И Зй соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние регистра сдвига, выходы шестого и девятого эле.ментов И соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние счетчика, а выход восьмого элемента И соединен.с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен40 через третий элемент задержки к управляющему входу первой группы элементов И, информационный вход устройства соединен с первыми входами десятого элемента И и элемента неравнозначности,45 выход регистра сдвига соединен с первым входом одиннадцатого элемента И и с вто рым входом элемента неравнозначности, выход которого подключен к вторым вхо-, дам десятого и одиннадцатого элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами установки в единичное и нулевое состояния второго триггера, прямой выход второго триггера и четвертая шина управления устройства соединены соответственно с первым и вторым входами двенадцатого элемента И, инверсный выход второго триггера и третья шина управления устройства соединены соответственно с первым и вторым входами тринадцатого элемента И, третьи и четвертые входы двенадцатого и тринадцатого элементов И соединенышиной сброса устройства и пятой шиной управления устройства, а выходы этих элементов И подключены к четвертым и пятым входам первого элемента ИЛИ соответственно, шестая шина управления устройства соединена с четвертыми входами третьего и четвертого элементов И, а пятая шина управления устройства и выход первого элемента задержки подключены к входам четырнадцатого элемента И, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИГ 2При таком схемном решении известное устройство для сравнения осуществляет выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных только последовательностями импульсов, или последовательным кодом, начиная только с младших или только со старших разрядов. Однако это устройство не может осуществлять выборку наиболь щего или наименьшего из следующих друг за другом чисел в том случае, если одно число задано одним кодом, а другое - другим кодом (например, если одно число задано последовательностью импульсов, другое - последовательным позиционным кодом, начиная со старших разрядов, а третье число - последовательнымопозиционным кодом, начиная с младших разрядов), Вместе с тем устройство содержит большое количество оборудования.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности сравнения чисел, представленных различными кодами, и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения чисел, содержащем счетчик, регистр сдвига, схемы сравнения, группы элементов И, триггеры, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первый вход задания режима устройства подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с входом счетчика, выходы которого подключены к входам первой группы, схемы сравнения и элементов И первой группы, выходы которых соединены с информационными входами регистра сдвига, выходы которого подключены к яхо3.ООХОЙ 2 нения,дам второй группы схемы сравнения и к входам первой группы элементов И второй группы, выходы которых соединены с установочными входами счетчика, вход сброса устройства подключен к первымвходам третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И и через первый элемент задержки с первыми входами восьмого и девятого элементов И и с входом установки в единичное со ф стояние первого. триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен 15 к первым входам десятого и одиннадцатого элементов И, выходы которых соединены с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, первый вход задания режима устройства подключен к вторым входам восьмого и десятого элементов И, выходы которых соединены с вторыми входами третьего и второго элементов ИЛИ соответственно, выход второго элемента ИЛИ подключен 25 к входу установки в нулевое состояние регистра сдвига и через второй элемент задержки - к входам второй группы элемен тов И первой группы, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом установки щ в нулевое состояние счетчика через третий элемент задержки - с входами второй группы элементов И, первый, выход схемы сравнения подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого3 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход схемы сравнения подключен к второму входу третьего и пятого элементов И, выход которого подсоединен к третьему входу первого элемента ИЛИ, второй вход задания режима устройства подключен к третьим входам четвертого и третьего элементов И, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ, третий вход зада.45 ния режима устройства подключен к третьему входу пятого элемента .И и к второму входу шестого элемента И, выход которого соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ, четвертый вход задания ре 56 жима устройства соединен с первыми входами четвертого элемента ИЛИ и двенадцатого элемента И, выход которого подключен к управляющему входу регистра сдвига, пятый вход задания режима устройства соединен с первым входом тринад. цатого элемента И и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, вьосод которого подключен к вторым входам девятого и 4одиннадцатого элементов И и к четвертым входам четвертого и пятого .элемен тов И, выход первого элемента задержки соединен с входом установки в нулевоесостояние второго триггера, инверсныйвыход которого подключен к третьемувходу второго элемента И, выход которого соединен с установочным входом счетчи.ка и с входом установки в единичное состояние второго триггера, прямой выходкоторого подключен к третьему входу первого элемента И, информационный входустройства соединен с вторыми входами двенадцатого и тринадцатого элементовИ, первый выход схемы сравнения подключен к третьему входу шестого элемента И, первый вход задания режима устройства соединен с четвертыми входами тре.1 тьего и шестого элементов И.На чертеже представлена блокйссемй устройства для сравнения чисел. Устройство для сравнения чисел содержит счетчик 1, регистр 2 сдвига, группы элементов И 3 и 4, схему 5 сравнения, триггеры 6 и 7, элементы И 8-20, эле.менты ИЛИ 21-24, элементы 25-27 задержки, информационный вход 28, входы 29-33 задания режима, вход 34 сброса, выходы 35 и 36 схемы 5 сравУстройство для сравнения чисел работает следующим образом,В исходном состоянии счетчик 1 и регистр 2 сдвига свободны, а триггеры 6 и 7 - в нулевом состоянии, При этом на инверсных выходах триггеров 6 и 7 есть единичные сигналы.Пусть на входе 33 задания режима есть единичный сигнал выборки меньшего числа, а на входе 31 задания режима единичный потенциал, указывающий, что на информационный вход 28 устройства поступает первое число, заданное последовательностью импульсов. Первый импульс первого числа, поступающего на информационный вход 28 устройства, проходит через элемент И 11 и устанавливает в счетчике 1 число000001, а также устанавливает триггер 7 в единичное состояние, Второй и последующий импульсы. этого числа через элемент И 10 записываются в счет-,чик 1, а сигнал сбросапоступающий послепервого числа на вход 34 сброса, черезэлемент И 16, управляемый нулевымвыходом триггера 6, и через элементыИЛИ 24, И 17 и ИЛИ 21 устанавливаетрегистр сдвига 2 в нулевое состояние.082 7 1001 Затем импульс с выхода элемента ИЛИ 21 через элемент 25 задержки переписывает содержимое счетчика 1 в регистр 2 сдвига. Вместе с тем сигнал сброса, поступаюший после первого числа на вход34 сброса, через элемент 27 задержки устанавливает триггер 6 в единичное состояние, а триггер 7 - в нулевое состояние. Далее импульс с выхода элемента 27 задержки проходит через элементы И 19 и ИЛИ 23 и устанавливает счетйик 1 в нулевое состояние, а затем через элемент 26 задержки переписывает содержимое регистра 2 сдвига в счетчик 1,В случае, если на информационный вход 28 устройства поступает первое число, заданное последовательным позиционным кодом, начиная со старших разрядов, то на шине 30 задания режима должен быть единичный потенциал. При этом ф первое число через элемент И 9 звписььвается в регистр 2 сдвига, в котором сдвиг осуществляется влево. Так как в счетчике 1 - нулевое число, а в регистре 2 сдвига - первое число, то на выхо- фф де 36 схемы, сравнения будет нулевой, а на выходе 35 - единичный сигналы, Сигнал сброса, поступающий после первого числа на вход 34 сброса, через элемент И 16, управляемый нулевым выходом 30 триггера 6, через элементы ИЛИ 24, И 18 и ИЛИ 23 устанавливает очетчйк 1 в нулевое состояние, Затем импульс с выхода элемента ИЛИ 23 через эле:. менты 26 задержки переписывает содер- з жимое регистра 2 сдвига .в счетчик 1. Вместе с тем сигнал сброса, поступающий после первого числа навход 34 сброса, через элемент 27 задержки устанавливает триггер 6 в единичное состоя ние. Далее импульс с выхода элемента 27 задержки проходит через элементы И 20 и ИЛИ 21 и устанавливает регистр 2 сдвига в нулевое состояние, а затем через элемент 25 задержки переписываетю содержимоесчетчика 1 в регистр 2 сдвига. Если на информационный вход 28 устрой. ства поступает первое число, заданноеЯ последовательным позиционным кодом, начиная с младших разрядов, то на шине29 задания режима должен быть единичный потенциал. При этом первое число, поступающее на информационный вход 28 через элемент И 8 записывается в реБ гистр 2. сдвига, в котором сдвиг осуществляется вправо, Сигнал сброса, поступающий после этого числа, осуществляет в устройстве ту же последовательность дей .ствий, что и для,первого числа, заданного последовательным кодом начиная состарших разрядов.Если второе число задано последовательностью импульсов, то на шине 31задания режима должен быть единичныйпотенциал. При этом первый импульс второго числа, поступающего на информационный вход 28 устройства, проходитчерез элемент И 11 и устанавливает всчетчике 1 число 000001, а такжеустанавливает триггер 7 в единичноесостояние. Второй и последующий импульсы этого числа через элемент И 10записываются в счетчик 1,Если второе число окажется меньшеили равно первому числу, записанномув регистре 2 сдвига, на выходе 35 схемы 5 сравнения будет единичный, а навыходе, 36 - нулевой сигналы. Поступающий после числа на вход 34 сброса сигнал сброса через элементы И 15, ИЛИ24, И 17 и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в исходное положение, азатем через элемент задержки 25 переписывает число, находящееся в счетчике1, в регистр 2 сдвига. Вместе с темсигнал сброса, поступающий после второго числа на вход 34 сброса, проходитчерез элемент 27 задержки, элементыИ 19 и ИЛИ 23 и устанавливает счетчик 1 в нулевое состояние, а заРем через элемент 26 задержки переписываетсодержимое регистра 2 сдвига в счетчик 1.В случае, если второе число большепервого числа, записанного в регистре2 сдвига, то на выходе 35 схемы 5сравнения будет нулевой, а на ныходе36 - единичный сигналы, Сигнал сброса,поступающий после второго числа навход 34 сброса, только через элемент27 задержки, элементы И 19 и ИЛИ 2.3устанавливает счетчик 1 в .нулевое состояние, а затем через элемент 26 задержки переписывает содержимое регистра 2 сдвига в счетчик 1Если второе число. задано последовательным кодом, начиная со старших разрядов, то на шине 30 задания режимадолжен быть единичный потенциал,Второе число, поступающее на информационный вход 28, через элемент И 9записывается в регистр 2 сдвига, в котором сдвиг осуществляется влево. Если второе число окажется больше или равно первому числу, эаписанноьц в10 082 9 1001счетчике 1, то на выходе 35 схемы-Бсравнения будет единичный, а на выходе36 - нулевой сигналы. Сигнал сброса,поступающий после второго числа навход 34 сброса, только через элемент 527 задержки, элементы И 20 и ИЛИ 21устанавливает регистр 2 сдвига в нулевое состояние, а затем через элемент25 задержки переписывает содержимоесчетчика 1 в регистр 2 сдвига.1 ОВ случае, если второе число меньшепервого числа, записанного в счетчике1, то на выходе 35 схемы б сравнениябудет нулевой, а на выходе 36 - единичный сигналы. Поступающий после чиспана вход 34 сброса, сигнал сброса черезэлементы И 14, ИЛИ 24, И 18 и ИЛИ21 устанавливает счетчик 1 в исходноеположение, а затем через элемент 26задержки переписывает содержимое регистра 2 сдвига.в счетчик 1. Далеесигнал сброса через элемент 27 задержки, элементы И 20 и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в нулевое состояние, а затем через элемент 25.задержки переписывает содержимое с 4 етчика 1 в регистр 2 сдвига,Если второе число задано последовательным кодом, начиная с младших.разрядов, то на шине 29 задания режима ЗОдолжен быть единичный потенциал.Второе число, поступающее на информационный вход 28, через элемент И 8записывается в регистр 2 сдвига, в котором сдвиг осуществляется вправо. Сиг-З 5нал сброса, поступающий после этогочисла, осуществляет в устройстве ту жепоследовательность действий, что и сигнал сброса после второго числа, заданного последовательным кодом, начиная со 4 фстарших разрядов.Далее устройство работает аналогичноописанному.В результате в счетчике 1 (регистр2 сдвига) будет наименьшее из следующих друг эа другом чисел, заданныхчисло-импульсным способом, или после-довательным позиционным кодом, начи,ная со старших или младших разрядов. Пусть на шине 32 установки режима50 счета единичный потенциал выборки большего числа. При этом при соответствующих потенциалах на шинах 29-31 задания режима запись чисел в счетчик 1 или регистр 2 сдвига осуществляется так, как и при выборке меньшего числа. Сигнал сброса, поступающий после первого числа, осчшествляет в устройстве ту же последовательность действий, что и дляпервого числа для случая выборки .меньшего числа,Если второе число, заданное числоимпульсным способом, окажется меньшеили равно первому числу, записанному врегистре 2 сдвига, то на выходе 35 схе.мы 5 сравнения будет единичный, а навыходе 36 - нулевой сигналы. Поступающий после числа на вход сброса 34 сигнал сброса только через элемент 27,задержки, элементы И 19, ИЛИ 23 устанавливает счетчик 1 в нулевое состояние, а затем через элемент 26 задержкипереписывает содержимве регистра 2сдвига в счетчик 1,В случае, если второе число, заданное.число-импульсным способом, больше первого числа, записанного в регистре 2сдвига, то на выходе 35 схемы 5 сравнения будет нулевой, а на выходе 36 -единичный сигналы. Сигнал сброса, поступающий после второго числа на входсброса 34, через элементы И 12, ИЛИ24, И 17 и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в исходное состояние,азатем через элемент 25, задержки переписывает число, находящееся в счетчике1, в регистр 2 сдвига. Вместе с темсигнал сброса, поступающий после второгочисла на вход 34 сброса, проходит черезэлемент 27 задержки, элементы И 19 иИЛИ 23 и устанавливает. счетчик 1 внулевое состояние, а затем через элемент26 задержки переписывает содержимоерегистра 2 сдвига в счетчик 1.Если второе число, заданное последовательным позиционным ходом, начинаясо старших разрядов, окажется большеили равно первому числу, записанномув счетчике 1, то на выходе 35 схемы 5сравнения будет единичный, а на выходе36 - нулевой сигналы. Сигнал сброса,поступающий после второго числа на вход 34 сброса, через элементы И 13,ИЛИ 24, И 18 и ИЛИ 23 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние, а затемчерез элемент 26 задержки переписываетсодержимое регистра 2 сдвига в счетчик1. Далее этот сигнал сброса через эле.мент 27 задержки, элементы И 20 иИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвигав нулевое состояние, а затем через элемент 25 задержки переписывает содержимое счетчика "1 в регистр 2 сдвига. В случае, если второе число, заданное последовательным позиционным кодом, начиная со старцшх разрядов, меньше пер11 1001вого числа, записанного в счетчике 1, тона выходе 35 схемы 5 сравнения будетнулевой, а на выходе 36 - единичный сиг.налы. Поступающий после второго числа.сигнал сброса только через э",пемент 27 5задержки, элементы И 20 и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в нулевоесостояние, а затем через элемент 25задержки переписывает содержимое счетчика 1 в регистр 2 сдвига. 16Есливторое число задано последовательным позиционным кодом, начиная смладших разрядов, то сигнал сброса, поступающий после этого числа, осуществляет в устройстве ту жепоследовательность 15действий, что и сигнал сброса после второго числа, заданного последовательнымкодом, начиная со старших разрядов.Далее устройство работает аналогичноописанному. 20В результате в .счетчике 1 регистра2 сдвига будет наибольшее иэ следующихдруг за другом чисел, заданных числоимпульсным способом или последовательным позиционным кодом, начиная со старших или младших разрядов.Область применения предлагаемогоустройства шире по сравнению с устройством-прототипом, так как устройствовыполняет выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другомчисел в том случае, если одно число задано одним кодом, а другое - другим кодом (например, если одно число заданопоследовательностью импульсов, другое -35последовательным позиционным кодом,начиная со старших разрядов, а третьечисло - последовательныМ позиционнымкодом, начиная с младших разрядов).Вместе с тем предлагаемое устройствосодержит на один элемент И и на одинэлемент неравнозначности меньше посравнению с прототипом. За счет этогорасширена сфера применения устройствадля сравнения чисел, а также упрощено45само устройство сравнения.Предлагаемое устройство рекомендуется к использованию в различных системах контроля и обработки информации,в частности в тех специализированных56системах контроля и обработки информации, где одна сравниваемая информация,может быть задана одним кодом, а дру.гая - другим кодом, Устройство можетбыть реализовано на микросхемах различных серий,55Таким образом, устройство выполняет выборку наибольшего или наименьшегоиз следующих друг за другом чисел, за 082 12данных последовательностью импульсовили последовательным кодом, начиная смладших или старших разрядов, и можетиспользоватьея в цифровых системахконтроля и обработки информации,формула изобретения Устройство для сравнения чисел, содержащее счетчик, регистр сдвига, схемы сравнения, группы элементов И, триггеры, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первый вход задания режима устройства подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента соединен с входом счетчика, выходы которого подключены к первой группе входов схемы сравнения и элементов И первой группы, выходы которых соединены с информационными входами регистра сдвига, выходы которого подключены к второй группе входов схемы сравнения и к первой группе входов элементов И второй группы, выходы которых соединены с установочными входами счетчика, вход сброса устройства подключен к первым входам третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И и через первый элемент задержки с первыми входами восьмого и девятого элементов И и с входом установки единичного состояния первого триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам десятого и одиннадцатого элементов И, выходы которых соединены с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, первый вход задания режима устройства подключен к вторым входам восьмого и десятого элементов И, выходы которых соединены с вторыми входами третьего и второго элементов ИЛИ соответственно, выход второго элемента ИЛИ поцключен к входу установки в нулевое состояние регистра сдвига и через второй элемент задержки-к входам второй группы элементов И первой группы, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входоМ установки в нулевое состоянйе счетчика, через третий элементзадержки - с входами второй группыэлементов И, первый выход схемы сравйения подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элементаИЛИ, второй выход схемы сравнения подключен к второму входу третьего и пятого элементов И, выход которого подсоединен к третьему входу первого элемента ИЛИ, второй вход задания режимаустройства подключен к третьим входамчетвертого и третьего элементов И, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ, третий входзадания режима устройства подключен ктретьему входу пятого элемента И и квторому входу шестого элемента И, вы- Мход которого соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения,возможности сравнения чисел, представлен ных различными кодами, и упрощенияустройства, в нем четвертый вход заданиярежима устройства соединен с первымивходами четвертого элемента ИЛИ и двенадцатого элемента И, выход которого 25подключен к управляющему входу регистрасдвига, пятый вход задания режима устройства соединен с первым входом тринадцатого элемента И и с вторым входомчетвертого элемента ИЛИ,выхоц которого подключен к вторым входам девятого и одиннадцатого элементов И и к четвертым входам четвертого и пятого элементов И, выход первого элемента задержкисоединен с входом установки в нулевое состояние второго триггера, инверсный выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, выход которого соединен с установочным входом счетчи ка и с входом установки в единичное состояние второго триггера прямой выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, информационный вход устройства соединен с вторьвми входами двенадцатого и тринадцатого элементов И, первый выход схемы сравнения подключен к третьему входу шестого элемента И, первый вход задания режима устройства соединен с четвер- тыми входами третьего и шестого элементов И.Г Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР М 798817, кл, 606 Р 7/02, 1981,2. Авторское свидетельство. СССР Мо 2871913/18-24, кл. 006 Г 7102 ф 1980 (прототип).