Устройство для сравнения чисел

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ, содержащее п поразрядных ячеек сравнения, элементы И, ИЛИ, НЕ, причем первый выход каждой i-й поразрядной ячейки сравнения, где i 1, 2,.. . (п- 1) , соединен с первым входом ()-й поразрядной ячейки сравнения, вторые выходы всех поразрядных ячеек сравнения и третьи выходы всех, кроме первой ячейки , соединен с соответствующими входами элемента ИЛИ,.выход которого соединен с первым выходом устрой тва и через первый элемент НЕ - с первым входом элемента .И, выход которого является вторым выходом устройства , первый выход п-й поразрядной ячейки сравнения соединеН. со входом второго элемента НЕ, второй вход каждой j-и поразрядной ячейки сравнения соединен со входом прямого значения j-ro разряда первого числа устройства (j 2,3...п), первый и второй входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений пер .вого разряда первого числа устройства , третий и четвертый входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда второго числа устройства, третий и четвертый входы каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединены со входами соответственно прямого и инверсного значений j-ro разряда второго числа устройства, четвертый выход j-й поразрядной ячейки сравнения соеди:нен с пятым входом (з-«-1)-й поразрядной ячейки сравнения, шестой йход каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединен с первым входом управления представлением кодов сравниваемых чисел устройства, пятый вход второй ячейки сравнения соединен с прямым значением первого разряда первого числа устройства, первая поразрядная ячейка сравнения содержит элементы И, ИЛИ, причем первый и второй выходы ячейки соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, а третий и четвертый входы - со втог рыми входами соответственно второ (Л го и г.ервого элементов И, выходы KOTopi X соединены со входами элеменс та ил;-, выход первого элемента И Соединен со вторым выходом ячейки,, S последующие ячейки сравнения содержат :-ллементы И, ИЛИ, HEj, полусумматор , причем первый вход ячейки соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход ячейки соединен с первым входом 00 полусумматора и первым входом тре;о тьего элемента И, выходы первого и второго элементов И являются вто4ii рым и третьим выходами ячейки со4 ответственно, выход полусумматора соединен с четвертым-выходом ячейки , четвертый вход ячейки соединен со вторым входом второго элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, шестой вход ячейки соединен, с первым входом четвертого элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения области.применения за счет сравнения двух чисел , представленных в различных кодах, оно содержит дополнительные элементы НЕ, причем первый вход уп

(19) (И)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

3(5)) G 06 F 7/04ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ/ (21) 3363824/18-24 (22) 30.10.81 (46) 23.04.83. Вюл. )) 15 (72) В.И. Каина (53) 681. 325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 154090, кл. G 06 F 7/04, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР 9 726527, кл. G 06 F 7/04, 1977 (прототип ). (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

ЧИСЕЛ, содержащее и поразрядных ячеек сравнения, элементы И, ИЛИ, НЕ, причем первый выход каждой i-й поразрядной ячейки сравнения, где

1, 2,...(n- )), соединен с пер- вым входом (i+ ))-й поразрядной ячейки сравнения, вторые выходы всех поразрядных ячеек сравнения и третьи выходы всех, кроме первой ячейки, соединен с соответствующими входами элемента ИЛИ,.выход которого соединен с первым выходом устройства и через первый элемент НŠ— с первым входом элемента .И, выход которого является вторым выходом устройства, первый выход и-й поразрядной ячейки сравнения соединен со входом второго элемента НЕ, второй вход каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединен со входом прямого значения j-ro разряда первого . числа устройства (j = 2,3...n), первый и второй входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений пер.вого разряда первого числа устройства, третий и четвертый входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда второго числа устройства, третий и четвертый входы каждой )-й поразрядной ячейки сравнения соединены со входами соответственно прямого и инверсного значений j-ro разряда второго числа устройства, четвертый выход 1-й поразрядной ячейки сравнения соединен с пятым входом (j+) )-й поразрядной ячейки сравнения, шестой вход каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединен с первым входом управления представлением кодов сравниваемых чисел устройства, пятый вход второй ячейки сравнения соединен с прямым значением первого разряда первого числа устройства, первая поразрядная ячейка сравнения содержит элементы И, ИЛИ, причем первый и второй выходы ячейки соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, а третий и четвертый входы - со вто- Е рымн r:содами соответственно второго и г.ервого элементов И, выходы котор .х соединены со входами элемен- ею та ИЛ;, выход первого элемента И соеди.яен со вторым выходом ячейки, последующие ячейки сравнения содержат:-.лементы,И, ИЛИ, НЕ полусумматор, причем первый вход ячейки соединен с первыми входами первого н второго элементов И, второй вход ячейки соединен с первым входом полусумматора и первым входом третьего элемента И, выходы первого и второго элементов И являются вторым и третьим выходами ячейки соответственно, выход полусумматора соединен с четвертым выходом ячейки, четвертый вход ячейки соединен со вторым входом второго элемента

И, выход третьего элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, шестой вход ячейки соединен с первым входом четвертого элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет сравнения двух чисел, представленных в различных .кодах, оно содержит дополнительные элементы НЕ, причем первый вход уп1013944 равления представлением кодов сравниваемых чисел устройства соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с седьмым и входами .всех поразрядных ячеек сравнения, кроме первой, второй вход управления представлением кодов сравниваемых чисел устройства соединен с восьмым и через второй дополнительный элемент НŠ— с девятыми входами всех поразрядных ячеек срав-, нения, кроме первой, первый выход и-й поразрядной ячейки сравнения соединен с третьим выходом устройства, выход второго элемента НЕ соединен со вторым входом элемента И, первая поразрядная ячейка сравнения дополнительно содержит элемент НЕ, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход является первым выходом ячейки, j-e поразрядные ячейки сравнения (j = 2,3...n) дополнительно содержат управляющий полусумматор, причем первый вход

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и дискретной техники.

Известны устройства, позволяющие сравнивать числа, оба из которых представлены в двоичном ходе или в коде Грея 1 .

Недостатком данного устройства является то, что для правильного функционирования оно требует распределительных импульсов опроса, что усложняет устройство.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сравнения чисел, содержащее и поразрядных ячеек сравнения, элементы И, ИЛИ, НЕ, причем первый выход каждой i-й поразрядной ячейки сравнения, где

1,2,....(n- 1), соединен с первым входом (i+1) -й поразрядной ячейки сравнения, вторые выходы всех, кроме первой, ячеек соединен с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом устройства и через первый элемент HE — с первым входом эле- . мента И, выход которого является вторым выходом устройства, первый выход и-й поразрядной ячейки сравнения соединен со входом второго элемента НЕ, второй вход каждой j- и поразрядной ячейки сравнения соединен со входом прямого значения j-го разряда первого числа устройства управляющего полусумматора соединен с третьим входом ячейки, а второй .вход — с выходом элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с девятым входом ячейки, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом полусумматора, вторым входом первого элемента И .и четвертым выходом ячейки, выход управляющего полусумматора соединен со входом элемента НЕ и третьим входом первого элемента И, четвертый вход которого соединен с восьмым входом ячейки, второй вход полусумматора соединен с пятым входом ячейки, выход элемента НЕ соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первого элемен: та И, а выход соединен с первым выходом ячейки, второй вход третьего элемента

И соединен с седьмым входом ячейки.

2 (j = 2, 3,... n), первый и второй вхо ды первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда пер5 вого числа устройства, а третий и четвертый входы первой, ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда второго числа устройст10 ва, третий и четвертый входы каждой -й поразрядной ячейки сравнения соединены со входами соответственно прямого и инверсного значений j-ro разряда второго числа устройства, четвертый выход j-й поразрядной ячейки сравнения соединен с пятым входом (j+1)-й поразрядной ячейки, шестой вход каждой j-й поразрядной ячейки соединен с первым входом управления представле. нием коДов сравниваемых чисел уст- ройства, пятый вход второй ячейки сравнения соединен с прямым значе.нием первого разряда первого числа устройства, первый выход и-й поразрядной ячейки сравнения соединен со вторым входом элемента И, выход второго элемента НЕ является третьим выходом устройства, первая поразрядная ячейка сравнения содержит элементы И, ИЛИ, причем первый и второй входы ячейки соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, а третий и четвертый — со вторыми входами соответственно второго и первого

1013944 элементов И, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен со вторым выходом ячейки, последующие ячейки сравнения содержат элементы

И, ИЛИ, НЕ, полусумматор, причем 5 первый вход ячейки соединен с входом первого элемента НЕ и первым входом элемента ИЛИ, первый и вто-. рой входы первого элемента И соединены с вторым и четвертым входами 10 ячейки, а выход — со вторым входом элемента НЕ и первым входом второго элемента И, выход которого соединен со вторым выходом ячейки, второй вход второго элемента И сое- 15 динен с выходом второго элемента

НЕ, а третий — с выходом первого элемента НЕ и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого

20 элемента И и третьим входом элемента ИЛИ, третий вход третьего элемента И соединен с первым входом полусумматора, входом второго элемента НЕ и выходом пятого элемента И, первый и второй входы четвертого элемента И соединены с третьим и пятым входами ячейки, выход элемента ИЛИ соединен с первым выходом ячейки, выход третьего элемен- та И соединен с третьим выходом ячейки, первый вход пятого элемента И соединен с седьмым входом ячейки, а второй — с шестым входом ячейки, второй вход полусумматора соединен с первым входом первого элемен- 35 та И, выход полусумматора соединен с четвертым выходом ячейки (2 ).

Недостатком известного устройства является невозможность сравнения чисел, представленных разными 40 кодами.

Целью изобретения является рас.ширение области применения устройства эа счет сравнения двух чисел, представленных в различных кодах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для сравнения чисел, содержащее и поразрядных яЧеек сравнения, элементы ИЛИ, И, НЕ, причем первый выход каждой i-й поразрядной ячейки сравнения, где

1,2,...(и- 1), соединен с первым входом (i+1)-й поразрядной ячейки сравнения, вторые выходы всех поразрядных ячеек сравнения и тре..тьи выходы всех, кроме первой, ячеек соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом устройства и через первый элемент НЕ— с первым входом элемента И, выход которого является вторым выходом устройства, первый выход и-й поразрядной ячейки сравнения соединен со. вх6дом второго элемента НЕ, вто45

65 рой вход каждой 1-й поразрядной ячейки сравнения соединен со входом прямого значения j-ro разряда первого числа устройства (j = 2,3...и), первый и второй входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда первого числа устройства, третий и четвертый входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда второго числа у .тройства, третий и четвертый в оды каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединены со входами соответственно прямого и инверсного значения j-го разряда второго числа устройства, четвертый -выход j-й поразрядной ячейки сравнения соединен с пятым входом (j+1)-й поразрядной ячейки сравненйя, шестой вход каждой j-я поразрядной ячейки сравнения соединен с первым входом управления представлением кодов сравниваемых чисел устройства, пятый вход второй ячейки сравнения соеди- нен с прямым значением первого разряда первого числа устройства, первая поразрядная ячейка сравнения содержит элементы И, ИЛИ, причем первый и второй входы ячейки соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, а третий и четвертый входы — со вторыми входами соответственно второго и первого элементов И, выходы которых соединены cD входами элемента ИЛИ, выход первого элемента Исоединен со вторым выходом ячейки, последующие ячейки сравнения содержат элементы И, ИЛИ, НЕ, полусумматор, причем первый вход ячейки соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход ячейки соединен с первым входом полусумматора и первым входом третьего элемента И, выходы первого и второго элементов И являются вторым и третьим выходами ячейки соответственно, выход полусумматора соеди-. нен с четвертым выходом ячейки, четвертый вход ячейки соединен со вторым входом второго элемента И; выход третьего элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, шестой вход ячейки соединен с первым входом четвертого элемента И, содержит дополнительные элементы НЕ, причем первый вход управления представлением кодов сравниваемых чисел устройства соединен,с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с седьмыми входами всех поразрядных ячеек сравнения, кроме первой, второй вход управления представлением кодов сравниваемых чисел . устройства соединен с восьмым и через второй дополнительный элемент

101 3944

Представление чисел А -и В код

Потенциал на управляющей шине

Двоичным Двоичным

Грея

Грея

Грея

Двоичным

НŠ— с девятыми входами всех поразрядных ячеек сравнения, кроме пер- . вой, первый выход и-й поразрядной ячейки сравнения соединен с третьим выходом устройства, выход второго элемента НЕ соединен со вторым входом элемента И, первая поразрядная ячейка сравнения дополнительно содержит элемент НЕ, вход которого . соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход является первым выходом ячейки, j-e поразрядные ячейки сравнения (j = 2 3...n) дополнительно содержат управЛяющий полусумматор, причем первый вход управляющего полусумматора соединен с третьим 15 входом ячейки, а второй вход -.с выходом элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с девятым входом ячейки, второй вход элемента ИЛИ 20 соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом йолусуьматора, вторым входом первого элемента И и четвертым выходом ячейки, выход управляющего полусумматора соединен о входом элемента НЕ и третьим входом первого элемента И, четвертый вход которого соединен с восьмым входом ячейки, второй вход полусумматора соединен с пятым входом ячейки, выход элемента НЕ соединен с первым входом пятого элемента И, второй ,вход которого соединен с первым входом первого элемента И, а выход— с первым выходом ячейки, второй вход третьего элемента И соединен с седьмым входом ячейки.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит поразрядные 40 ячейки сравнения 1„- 1, которые состоят из элементов И 2 и 3, элемента ИЛИ 4, элемента НЕ 5, полусумматоров б и 7, элементов И 8-12, элемента НЕ 13, элемента ИЛИ 14, эле- 45 менты НЕ 15-18, элемент ИЛИ 19, элемент И 20, управляющие шины 21 и 22 и выходные шины 23-25.

Устройство работает в трех режи мах, выбираемых подачей единичного потенциала на управляющую шину 24 или 25 и представленных в таблице.

21 .22 A В

Во всех трех режимах работы пер-вая поразрядная ячейка сравнения работает следующим образом.

Если старшие разряды сравниваемых чисел не равны, то на выходе элемента ИЛИ 4, элемента И 2 или И 3, ячейки 1, появляется единичный потенциал, который инвертируется элементом HE 5. В Обоих случаях элементы И 10-12 второй поразрядной ячейки сравнения закрыты нулевым потенциалом с выхода элемента HE 5, а элементы И 10-12 всех последующих поразрядных ячеек сравнения закрыты нулевым потенциалом с выходов элемента И 10. При а1>Ь„, (где а и

Ь вЂ” значения разрядов), на выходе элемента И 3 появляется .единица, которая через элемент ИЛИ 19 появляется на выходной шине 23 (A > B).

При à „ (b1 с выходных шин 23 и 25 снимается нулевой потенциал, а с шины 24 (A (B) снимается единица.

В случае, если а = Ь, на выходе

1 I элементов НЕ45 старшей ячейки остается единица, которая отпирает элементы И 10-12 второй поразрядной ячейки сравнения.

Работа второй поразрядной ячейки сравнения определяется режимом работы и разрешается единичным потенциалом, подаваемым на входы элементов И 10-12 с выхода старшей поразрядной ячейки сравнения (а =Ь

С= -1

В режиме сравнения двух чисел, представленНых кодами Грея, единичный потенциал, поданный на управляющую шину 22, отпирает элементы

И 11 и через элемент HE 16 запирает элементы И 12 всех пораз„-очных ячеек сравнения. В остальных режимах работы элементы И 11 заперты, а элементы И 12 отперты.

Работа второй поразрядной ячейки сравнения и всего устройства в целом в режиме сравнения двух чисел, представленных двоичными кодами, происходит следующим образом.

В этом режиме потенциал, определяемый значением а2, через открытый элемент И 9 и дальше через элемент

ИЛИ 14 йоступает на входы элемента

И 12 и полусумматора 6. В случае, если а < = Ь2, с выхода полусумматора б на вход элемента НЕ 13 посту-. пает нулевой потенциал. Единичный потенциал с выхода элемента НЕ 13 через открытый элемент И 10 (а

Ь ) разрешает сравнение в следую1 щей поразрядной ячейке сравнения.

Прн этом на выходе элемента И 12 остается нулевой потенциал, поскольку на его входы поступают значения а< и Ь2. В случае, если а ФО выхода полусумматора 6 снимается. единичный потенциал, поступающий на вход элемента HE 13. Нулевой потея.

101 3944 циал с выхода элемента НЕ 13 через элементы И 10 запрещает сравнение во всех последующих разрядах и нулевой потенциал будет на выходной шине 25 (A = В). При а >b2 на все входы элемента И 12 поступают единйчные потенциалы. Единица с выхода элемента И 12 через элемент ИЛИ 19 появляется на выходной шине 23 (A > В). В случае, если а Cb на выходные шины 23 и 25 поступают ну-. 10 левые потенциалы. При этом с выхода элемента И 20 на выходную шину 24 (A C, B) поступает единичный потенциал. Остальные поразрядные ячейки сравнения работают аналогичным обра- 15 зом.

В режиме сравнения двух чисел, представленных A — - кодом Грея, В— двоичным кодбм, вторая поразрядная ячейка сравнения работает следующим образом.

Единичный потенциал, поданный на шину 21, отпирает элементы И 8, а нулевой потенциал с выхода элемента HE 15 запирает элементы И 9.

При этом значение числа а в двоичном коде с выхода полусумматора

7,через открытый элемент И 8, элемент ИЛИ 14 поступает на входы элемента И 12 и полусумматора 6. В Зц дальнейшем работа ячейки и устройства сравнения в целом происходит ана-. логично работе устройства в режиме сравнения двух чисел, представленных двоичными кодами, начиная с момента 35..s поступления значения а на входы полусумматора 6 и элемента И 12.

Работа устройства в режиме сравнения двух чисел, представленных кодами Грея, происходит следующим образом.

При этом значение а через откры2 тый элемент И 9, элемент ИЛИ 14 поступает на вход полусумматора 6. Ес-.. ли a2 = b2 нулевой потенциал с выхода полусумматора 6 запирает элемент И 11, а единичный потенциал

С элемента НЕ 13 через открытый эемент И 10 разрешает сравнение в следующей ячейке сравнения. Если а2 4 b2 . единичный потенциал .с выхода полусуьвеатора 6 отпирает элемент И 11, а нулевой потенциал с выхода элемента HE 13:через элемент

И 10 запрещает сравнение в последующих поразрядных ячейках сравнения. При этом результат сравнения зависит от сигнала четности с выходов полусумматоров 7. Остальные ячейки поразрядного сравнения рабо- . тают аналогично.

Таким образом, предлагаемое устройство многофункционально и может проводить сравнения чисел, представленных двоичными кодами, кодами Грея, а также сравнение, двух чисел в случае представления числа A в коде

Грея и числа В в двоичном коде.

Предлагаемое устройство позволяет сравнивать два числа с различными кодами без дополнительного.преобразования кодов.

1013944 Фз аа

Составитель A. Суздалев .Редактор Н. Егорова Техред М.Коштура . Корректор М;Шарохин

Заказ 3018/57 . Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5 . Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4