Устройство для сравнения однопозиционных кодов чисел

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„10 795 51> ; 06 F 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3430867/18-24 (22) 23.02,82 (46) 23 ° 07.83. Бюл, Ь 27 (72) В.Б. Красильников, А.Н. Плешанов и В.Г. Попов (53) 681.32 (088.8) (56) 1. Щупов В.П. и Бизин И.В. Устройство для сравнения десятичных кодов. - "Приборы и системы управления", 1969 1Т 3> ñ. 23 °

2. Авторское свидетельство СССР

V 525082, кл. G 06 F 7/04„ 1976 (прототип). (4)(7) УГТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

ОДНОПОЗИЦИОННЫХ КОДОВ ЧИГЕЛ, содержащее диоды, позиционные шины первого и второго сравниваемых чисел, выходные шины ".Больше", "Равно" и "Меньше", первый и второй элементы НЕ и первый элемент И, выход которого подключен . к выходной шине "Больше", один из входов первого элемента И соединен с выходом первого элемента НЕ, причем позиционные шины второго сравниваемого числа соединены через согласующие резисторы с основной и вспомогательной шинами этого числа, каждая позиционная шина 1 -го разряда первого сравниваемого числа через соответствующий сравнивающий диод соединена с соответствующей вспомогательной шиной второго сравниваемого числа, каждая позиционная шина группы старших разрядов первого сравниваемого числа через соответствующие сравнивающие диоды соединена дополнительно с основными шинами всех младших разрядов соответствующей группы второго сравниваемого числа, а все вспомогательные шины второго сравниваемого числа через развязывающие диоды соединены с вторым входом первого элемента И и через второй элемент НЕ - с выходной шиной "Равно", о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены третий элемент HF., второй элемент И и элемент ИЛИ, первый вход которого через соответствующие развязывающие диоды соединен с первой группой основных 3 шин второго сравниваемого числа, второй вход через третий элемент НЕ и соответствующие развязывающие ди- С" оды соединен с второй группой основных шин второго сравниваемого числа, а выход подключен к входу первого элемента HF и к первому входу вто- оа рого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом перво" ( го элемента И, а выход подключен к вы- ходной шине "Меньше", причем каждая позиционная шина группы младших раз- © рядов первого сравниваемого числа через соответствующие сравнивающие © диоды соединена дополнительно с основными шинами всех старших разрядов соответствующей группы второго сравниваемого числа. :В»

1 10307

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах, в частности, в арифметических устройствах порядка, 5

Известно устройство для сравнения чисел, содержащее диодь1, позиционные шины чисел, выходные шины, элементы И . 1).

Основным недостатком этого уст- 10 ройства является большое количество оборудования, обуславливающее низкую надежность его работы. !

Наиболее близким к изобретению

15 является устройство для сравнения однопозиционных кодов, содержащее диоды, позиционные шины сравниваемых чисел и выходные информационные шины, причем каждая из позиционных шин первого сравниваемого числа через сравнивающие диоды связана с соответствующей основной и вспомогательной шинами второго сравниваемого числа, соединенными через согласующие резисторы с позиционными шинами этого числа, 25 логический элемент И, выход которого подключен к выходной информационной шине "Больше", а один из входов через логический элемент IIF. - к выходной информационной вине "Меньше", связанной через разияэывающие диоды с основными шинами второго сравниваемого числа, каждая позиционная шина

a --го разряда первого сравниваемого числа соединена дополнительно через 35 сравнивающие диоды с основными шинами всех младших разрядов второго сравниваемого числа, дополнительные шины которого через развязывающие диоды и второй логический элемент HE соеди 40 нены с выходной информационной шиной

"Равно" и с другим входом логическо" го элемента И 1 2) .

Недостатком известного устройства является его сложность, обусловленная 45 большим количеством сравнивающих диодов.

Цель изобретения -упрощение устройства.

Поставленная цель, достигается тем, 50 что в устройство, содержащее диоды, позиционные шины первого и второго сравниваемых .чисел, выходные шины

"Больше", "Равно" и Меньше", первый и второй элементы НЕ и первый элемент И, выход которого подключен к информационной шине "Больше", один из входов первого элемента И соединен с выходом первого элемента, НЕ, причем позиционные шины второго сравниваемого числа соединены через согласующие резисторы г. основной и вспомогательной шинами этого числа, каждая позиционная шина < -го разряда первого сравниваемого числа через соответст" вующий сравнивающий диод соединена с соответствующей вспомогательной шиной второго сравниваемого числа, каждая позиционная шина группы старших разрядов первого сравниваемого числа через соответствующие сравнивающие диоды соединена дополнительно с основными шинами всех младших разрядов соответствующей группы второго сравниваемого числа, а все вспомогательные шины второгo сравниваемого числа через развяэывающие диоды соединены с вторим входом первого элемента И и через второй элемент НЕ - с выходной шиной Равно", введены третий элемент HF., второ" элемент И и элемент

ИЛИ, первый вход которого через соответствующие раэвязивающие диоды соединен с первой группой основных шин второго сравниваемого числа, второй вход через третий элемент НЕ и соответствующую группу развязывающих диодов соединен с второй группой основ" ных шин второго сравниваемого числа, а выход подключен к входу первого элемента НЕ и к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а выход подключен к выходной шине "Меньше", причем каждая позиционная шина группы младших разрядов первого сравниваемого числа через сравнивающие диоды соединена с основными шинами всех старших разрядов соответствующей группы второго сравниваемого числа.

На фиг. 1 представлена схема устройства для сравнени", однопоэиционных кодов; на фиг. 2 - матрица для срав" нения двух однопоэиционных кодов; на фиг. 3 — соотношение кодов в различных областях матрицы. устройство содержит позиционные шины 1 первого сравниваемого числа А, первый и последующие разряды позиционного кода которого подключены к шинам сверху вниз, позиционные шины 2 второго сравниваемого числа В, первый и последующие разряды позиционного кода которого подключены к шинам справа налево. Каждая шина 2 через согласующие резисторы 3 соединена с основной 4 и с вспомогательной

3 10307 шинами. Вспомогательные шины 5 числа 3 посредством сравнивающих диодов 6 соединены с позиционными шинами 1 одноименных разрядов кода числа А для анализа равных чисел, Основные шины 4 первой группы позиционных шин кода числа В через сравнивающие диоды 6 соединены с позиционными шинами 1 второй половины разрядов кода числа А и с группой развязывающих диодов 7. !О

Основные шины второй группы позиционных шин кода числа В через сравнивающие диоды 6 соединены с позиционными шинами первой половины разрядов кода числа А и с группой развязы- 15 вающих диодов 8. Все вспомогательные шины 5 соединены с группой развязывающих диодов 9. Элементы HF 10, ИЛИ 11, HF. 12, И 13, И 14 и HF. 15 служат для формирования сигналов "Больше", "Иень 20 ше" и "Равно".

Устройство работает следующим образом.

Определение соотношения сравниваемых чисел А и В, представленных одно- 25 позиционными кодами, основано на свойстве матрицы чисел. Анализирующая матрица строится путем соединения каждого разряда числа В вентильными элементами с каждым разрядом числа А. (Условно такая матрица показана на фиг. 2). Узловые точки матрицы соответствуют вентильным элементам и отражают соотношение сравниваемых чисел.

Так, точки пересечения шин с равными номерами шин чисел размещены на диа- Э5 гонали матрицы. Точки пересечения, лежащие ниже диагонали, означают соотношение А ) В, а выше диагонали - А В. Помещая в точки пересечения элементы совпадения и объеди- 40 няя их соответствующие выходы, получаем результат сравнения. Из анализа матрицы видно, что в известном устройстве признаком равенства чисел

"Равно" являются сигналы, снимаемые 45 с диагонали матрицы. Признаки "Больше" или "Иеньше" формируются элементами, размещенными только ниже диагонали, так как нет необходимости, использовать элементы, размещенные выше диагонали, ввиду .симметричности матрицы (значения А с В можно получить путем инверсии сигналов с элементов, размещенных ниже диагонали матрицы) .

Используя эти свойства матрицы, можно сократить дополнительно количество сравниваемых диодов следующим образом. (Условно такой подход

95 4 показан на фиг. 3) . Разделим матрицу на две равнне части. тогда, если точки пересечения находятся в заштрихованной области первой половины матрицы, А ) В. Если точка пересечения находи ся в первой половине вне этой области, то А - B. Аналогично, если точка пересечения находится в заштрихованной области второй половины матрицы, А В, если вне ее А ) 3.

Разместим вентильные элементы в заштрихованных областях. Тогда для полу" чения признака А ) В необходимо логически сложить сигналы с вентильных элементов первой половины матрицы с инверсными значениями сигналов с вентильных элементов второ" половины матрицы, исключая сигналы с диагональных элементов. Получение признака А ° В выполняется путем объединения инверсных значений сигналов с диагональных элементов, сигналов с второй половины матрицы и инверсных значений сиг" налов с первой половины матрицы.

Рассмотренные принципы сравнения чисел позволяют сократить количество сравниваемых диодов ° Кроме того, из анализа работы известного устройства видно, что сравнивающие диоды, включенные по диагонали между основными шинами числа В и позиционными шинами числа А, участвуют в процессе сравнения, когда A = В, так как эти диоды размещены на диагонали. При равных числах А и В сигналом "Равно" блокируется формирование сигнала "Иеньше" без использования этих диодов.

В известном устройстве эти. диоды применяются для формирования нулевого значения сигнала "Меньше".

Предположим, что число А представлено положительным, а число В отрицательным единичными сигналами по одной из соответствующих этим числам позиционных шин 1 и 2.

П р и и е р 1. A = 3, В = 3.

В этом случае единичные сигналы присутствуют на третьих позиционных шинах сравниваемых чисел. Сравнивающий диод 6, включенный между третьей позиционной шиной кода числа А и вспомогательной шиной 5 третьей позицион" ной шины 2 кода числа В, открыт. Вследствие этого нулевой сигнал через раз- гязывающий диод 9 группы передается на вход элемента НЕ 11, закрывая по входам элементы И 13 и 14. Элемент

НЕ 12 формирует на выходной шине "Равно" единичный сигнал. Так как элемен1030795 ты И 13 и 14 закрыты, на выходных шинах "Меньшен и ИБольшен будут нулевые сигHRJlHa

П р и и е р 2. А = 3, В = 2.

В этом случае единичные сигналы при- 5 сутствуют на третьей позиционной шине i кода числа А и на второй позиционной шине 2 кода числа R. Так как эти шины не связаны между собой диодами, то единичный сигнал с овновной, "шины 4 третьей позиционной шины 2 koда числа В через развязывающий диод группы 8 подается на вход элемен-. та HE 10. С выхода этого элемента нулевой сигнал блокирует элемент И 13 и чРрез Элемент НЕ 15 разрешает рабОту элемента И 14. Пдновременно единичный сигнал через развязывающий диод группы 9, подключенный к вспомога— тельной шине 5 третьей позиционной 2G шины 2 кода числа В„ разрешает формирование единичного сигнала "Боль.ше" элементом И 14. На выходе элемента НЕ 12 будет нулевой сигнал

"Равно", На выходе элемента И 13 будет нулевой сигнал "Иеньшен.

Пример 3. А = 6, 8 = 5. В этом случае сравнивающий диод, включенный между шестой позиционной шиной 1 к".,: à числа A и основной шиной 4 зв позицион,;ой шины 2 кода числа В, открыт. Нувевой сигнал через развязывающий диод группы 7 подается на вход элемента ИЛИ 11, с выхода которого этот си1- ;ал закрывает по входу элемент 4 13 и через элемент НЕ 15 открывае элемент И 14 одновременно с единичным c«I-налом„ снимаемым через развязывающий диод группы 9 с-вспомогательной лины 5 пятой позиционной шины 2 ксда числа В. При этом формир;.ется елиничный сигнал "Больше", с:. :налы "МРньшен и "Равно" будут ну" левыии.

П р и и е р 4. А = 2, В = 3„ В этом случае диод 6 открыт. Нулевой

Я сигнал ерез развязывающий диод группы Я поступает на вход элемента НЕ 10.

Выходной сигнал с элемента НЕ 10 совместно с единичным сигналом через развязывающий диод группы 9 с вспомогательной шины 5 третьей позиционной шины 2 кода числа В обеспечивает формирова ь:; единичного сигнала Меыьше - элементом И 13 и нулевых сигналов

Вол ше и Ра в но" .

При Iep 5.А=3, В=-/. В этОм случае третьи ГОзиционныР UjMHH 1 кода числа А не связаны сравнивающим диодом с ::åäüìîé позиционной шиной 2 кода чи.-.ла В. единичные сигналы, снимаемые через развязывающие диоды группы ", и группы 9 соответственно с основной 5 и вспомогательной 4 шин седьмой позиционной шины 2 кода числа В, обеспечивают посредством элемента

;4ЯИ 11 .,; элемента и !3 единичный сигнал Hsl-iüûe и нулРвые сиг .-ьалы

"Больше" и Равно".

Работа устройства при других номерах позиционных шин и соотношениях кодов чисел А и В G алогична.

Та,им .- бразом, nðè реализации предложенног;; у"с„"тройства требуется меньРI шее колина; ТВо полулроводниковых диодов, ч;О повышает: адежность устройства.

Сравнительная оце:êà затрат оборудования пОказала- чтО если числО пОзициОнных шин кОдов чксРл А и В, тогда в известном устройстве требуемое количество сравнивающих диодов определится по выражению

1л м М(и+Ъ

+ И2. где ) - количество диодов для построения всей матрицы;

vl - количество диодов, размещенных на диагонали матрицы.

Для построения предлагаемого устройства необходимое количество сравнивающих диодов определяется по выражению

ylè — ь1 11 (и+ 21 ф

Сравнивания выражения (1) и (? ), получим

И 4и(и+3 ;

1< 2. Ь (1 + 2 )

Таким образом, в предлагаемом устройстве сравнивающих диодов в два раза меньше, чем в прототипе, 1 030795

ВНИИПИ Заказ 5214/49 Тираж 706 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Уж,"ород, ул, Проектная, 4