Устройство для сравнивания двоичных чисел

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее трехстабильный триггер и три элемента И-НЕ, причем информационные входы первого и второго чисел устройства соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами трехстабильного триггера, третий вход которого подключен к входу начальной установки устройства, пбрвый, второй и третий выходы трехстабильного триггера являются выходами устройства, первый выхбд трехстабильного тригге ра соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к управляющему входу устройства , а выход соединен с вторыми . входами первого и второго элементов И-НЕ, отличающееся темэ что, с целью упрощения устройства , в него введен четвертый элемент И-НЕ, входы которого соединены с информационными входами первого и второго чисел устройства, а выход подключен к третьим входам первого и второго элементов И-НЕ.

СОЮЗ CQBETCHNX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

6 Об F 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ., Н ABTOPCHGMV СВИДЕЧ ЕЛЬСТВУ госудм ственный номитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГИЙ (21 ) 35261 62/1 8-24 (22) 15.11.82 (46) 30,04.84. Бюл. У 16 (72) В.Ю.Ларченко, Н.Г.Коробков, М.Ф.Холодный и К.К.Фурманов (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н.Е,Жуковского (53) 681.325.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 485445, кл. Я 06 7/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 760089, кл. 5 06 F 7/04, 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее трехстабильный триггер и три элемента И-НЕ, причем информационные входы первого и второго чисел устройства соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами трехстабильного триггера, третий вход которого подключен к входу начальной установки устройства, пЕрвый, второй и третий выходы трехстабильного триггера являются выходами устройства, первый выхОд трехстабильного тригге ра соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к управляющему входу устройства, а выход соединен с вторыми, входами первого и второго элементов И-НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введен четвертый элемент

И-НЕ, входы которого соединены с информационными входами первого и вто" рого чисел устройства, а выход подключен к третьим входам первого и второго элементов И-НЕ.

? г .,„ : Г Н 32(т Е Н1 = т ь . )т

И3обре:(ен(«(е т; QQHT(я;, в-.

1(Е lт ВЬ. т(Н(Jr(3 (тт т Ь -((ти *т B 2 li"! 1(3 т,1 бьггь нсполь3овяно прн HOc :: ро= н ттстрОйстн Оовяб(т:т".<И ЧНСЛОВО! Н;-.Г?0(,1.(я-IJHH °

1 13 БЕ С ТНО " C Т 00й С ТБО ЛЛЯ .ттЯ3:. К 311 -IЯ - НСЕЛ Стотц(Ер2 .(я!цЕЕ ТВЕХ" абид-;-: 3.A

Г=:Гт И =-,ЛЕМЕНТЫ (:- H, l 1 j.

Я ЯЛJ=.V! (CЯ СЛОН."!OCT!-: И НИ3 (OP ОЫС Y!30 (туг г т 7 ((т яи 2Л(тp б НИЗ 1(,(М ". 2(pB L(J(ГяЕМ т(! iñ я. Лне (ся у(TOQH, o (J! B cóàâíåíí3.- тисел Q- ер>(Pцеg тт ехгтабит(1,-:.=; т.": т(А(тттт(1 1, 22 . ЦP! i 3Т02тт Л(Е УВЬГй Ч -В ". СУОй тн(

3ЛЕт. (= . I 2В тт Г. (. БЬ!ХОДЫ iiPpB0 О

;..Q;= ОЛ .:ЕH TOB IJ-НЕ СОЕДИНЕЧЬ тЕртЬтм Н Вь Q,:)3(IC В Одгтми Т(ЗЕХС (тамб:3ттЬ!10 : Q (т трт тГ ГЕ ОЯ Г i3.2 T!cс1 ВХОД I(0TC:0(2 ГО Цо т к iIa=:Bн —: .:.евтвой а-;не yBI:ятзл- ..- - .=.я. я ((ст т т(т(л ВЬ -(ц Т iii!i» г зг2 1(т тт ттт:"Hi=i

ВТОРОЙ .;- -:,ОЦ 1 ОТСРОГО СОЕ:Pili((Н СО Хо рОЙ ттиной ун12ЙВЛЕНИЯ, i ВЬ(ХОЦ Тр -.: т -Ят, В ХО твта(,(„.1 ":, тт Бтотт О 1„1 В тет,от Р ЯЛЕ(т

p0ÃO =.ЛЕМЕ НТСК . (1- (т."(Подх."Î,×3 Нь("(IЕ(ВОМу H т-" Оттои c-::--;((20p!!ñüÖHQHНЬ3 : Б Х:. дям устрОН(твя сООтве 1 (1 .Гвенво тт

Ята тц (а:-с;- (: c!rio u ть и HH- :-::Q c бы Г;. о

ДЕЙ(ТВ1-„".Е 3Я ". -1ЕТ Гртт(т(ЕНЕНИЯ 3 ЧЕ1":;:- Е

"1 Я НЕР(т(т(1(223:((" тт(т i Ь. ДЛЯ Рта еа iiнва" .И!:: цоторо;. 0 гребует=-:::: не :. :.е(1ее ч =ты"; — ;-:

ЯЛЕ-ТЕНТОВ (1 — 1тЕ,,т1 (гент(-n -СТВИ(т; С,, тб(2лттттттс(т ттттсь1Н «Я тт т222(т(т (Г т т" 1 I " i: 3 j Н -

НИХ 3.(Ет (Е-тт.-.тв СН Н221(ЯЕ Т т гсс-:..::-,1тХт (21 . ттнт -: Гтс тт

=:=jÒ3, Нвобра P Hr: Н " 2т 13РО(Ц(:. 1-"НЕ (3(И((TBcl: —:ОБЫВ(Е:-. .:.;= B, 0 (=тытс ; БОЛЯ-1(и рстСТЯБЛ3111(ЯВ П. r в ДО(("."1: c33

ТЕМ,-. Ч .. О В У СТ!.ОЙСТБО ДтГЛЯ "УЦВНР.

Двт онтт;;НЫХ li!((ЕЛ, С ОДЕ 1Р23аттттЕ Е бильньл- :т"Ритсг- Р. элементь" 1 -.Hi - ЦP(:

3 ТОМ тт(3 рВЫй ИНС(. 0 рМ ав(ИО 11 НЬ!Й БХС Д

От-т Тра, QPr(I(iJicBН; 1ЕУВЬ 1(т B =ici;Qт

БОГО БЛЕМЕ: ТЯ И-H::: ., ВЬ(ХОД;:Отст1С т ..

Сговдт(НЕ:,- ; тт" ОВ.,I((I B ciriQМ Т(2Е Ст. т ",1 о 1- H: (Бра R Top A ннф(2УМЯ(,HQH" °

ВХОД СТРОтйс т ВЯ СОЕДИНЕН С ЛЕР—

BХСД01(В -ОРО ГО 3 JIBI! B ÍTB 1-12Е, БЫ:,(ттт:9. C: ÇOÃO СОЕ ПИНЕ!! (Бт-.трвтгм ВХОтт(тт1 "pc х стабильного тр.lгг; . ;. -т . Я трет" т 1 В, (,c("т" РВ!с .Табнт(тн(тт Q т, 1, т 1 РРР! ..О: ЦHHE Н С ПЕ РВЬ(М ЙРЯ В1(Я(ОГ(И т ВХОДОМ ,((.ТУОйСТВЯ,, ВЫХОД -ТРЕХ T-B"";;-.ЛЬНOBQ ! тР ттс2 Е1. а т т.Я(т(т CO .ДИЬJC Н ", - (2B3% тт "Qr(0«I .-;:УЕ ТЬЕ Гто 3ЛЕМЕ 1тта Ьт — ;! i С,т роА 32(c,«, Г((оторого соеднче(т с В тс рь(21

УЛРЯВГ(R(J(ЦИты ВХОДОМ УСТРОЙ.:ТВЯ,,-" ВЫ1(ОЦ (РЕТЬЕ ГО ЗЛЕМЕН т Я тт(12К " . (КНЕH (:-2 ТОРЫМИ БХОЦЯ! IН ЛЕРБО ГО .- . -:: :JРPОГ О

Злотт."ЕН ГОБ !1""1(" > ВЫХОДЬI PP2 (i Яб!сЛЬ"

HO! C Pl à Рст ЯВЛЯтт2 1 С Н Bi-Jc(Дат.((1 „"CT

20т,(1 БЯ ВB JJ Л МPHI

НQ . 0LO Ã 3 т ОЕД ННЕ Нтт(r!(= рвЫМ Н 13 ТорЫМ . НтйОУ! 1Я (ГНО НньтМИ 3 ХОД ЯМИ УС ТРОAC ТБ Я, 2

?bJ2(QB(, отого злементя соединен с тpc Tüþ .; вхсдамн церзого н второго

3JIBi(B т1Т:: В .4 Н(:

С х е м:;-., i 31 т р (2 и с т в я дл я с у я в н е н и я

;воичны:;-; чисел приведена 1!а чертеже, У"Tpc.,- CTBc содержит трехстяби(тьНЫй -РИ. ГЕР 1, ИМЕ((2Ц:-Цт ВЫХО:т ,А=й . Н т (" т ч . ВЛЕМЯ Н ты Л-КЕ т: -. 8, вход 9 начальной уставЂ:Q::.к.-: н н(явл-(IcnHH вход 10 тстроистr3 c(2 1Hô(2 РМЬ1ЦИ(т(ННЫЕ XO I 1 1 H 2

, cт" р:ойс вя нерво го и Вт рО О чи" ел тт(" (вс т .: т В(т(НQ

L(УС: 12(,".СТГЕ HCBQЛЬ30;.BHBI СтаНцяо ГньB огические -.Лементы, :".12е1((,, 3(. Ил:-ный -т Стиг;е 20 мох;ст быть

-..;.бран на Яле:; ентах - (1-НЕ,. либо на т« 1 1РИт 3 ТЕ ЦЬНОй: ЛОГ(1(Ой т Я BCI 33 О р:.:;-: Ис.(:::нтельной. Далее будем счи. Ят . т -Г..: ТУИГГ312 (1ОСТ(2ОЕН НЯ ЗЛЕМЕЬ1=

"ЯХ И "(((Е .. 9 ТабЛИ тЕ,pHBe,;.IPHO СОС тт—

":-.Етт:3 BNP. 0CÒÎßÍÈß трЕХС (Ч:.(2И.ЦЬ((ОГÎ 12НГГ" (Pci ОДНОМУ И3 ТРСХ Во ЗМОЯНЫХ вЂ”,,-тт" т;(,т, тт(гжЦ т, pc,BBHBBPМЬ!:-1т,(т!,(СЛЯ (остсянис трехстабильl нГ2 о TpHir гера т ! т ЗЫХОЦт .. -" ВЫХОДт 3 БЫХ(2Д

108", 57 "

Устройство раоотает ;лед -i::mи.-; образом, На вход 9 устройства подается отрицательный импульс устан,в-, ива+в щий трехстабидьный триггер н состоя-5 ние "A=B", т.е. на выхаде 3 триггера формируется низкий потенциал. На управляющий вход 10 устройства падается низкий потенциал при сравнении чисел, начиная с младших разря-.

I0

I дон, и высокий потенциал при сравнении чисел, начиная со старших разрядов. На информационный вход 11 устройства подаются разряды числа А, а на информационный вход 12 устройства подаются разряды числа В.

Рассмотрим работу устройства при сравнении одноименных разрядов. гредположин, чтс í" выходе элемента И-КЕ ? присутствует высокий потенциал. Если оба разряда сраннинаемых чисел равны нулю, та на выходах элементов И-HE и 6 формируется высокий потенциал, который не мажет изменить предыдущее состояние триггера. При равенстве одноименных разрядов единице на выходе логического элемента И-НЕ 8 формируется низкий потенциал, который принодит к появлению на выходах логических элементов И-HE 5 и 6 высокого потенциала и состояние триггера остается прежним, Таким образом, при равенст=не одноименных разрядов сравниваемых чисел состояние триггера не изменяет- 35 ся. При неравенстве одноименных разрядов сравниваемых чисел на выходе логическога э".eèåíòà H-HE 8 формируется высокий потенциал, который не оказынает влияния на работу логи- 40 ческих элементов И-НЕ 5 и б па другим входам. Если на информационном входе 11 устройства подана единица, а на вход 12 подан нуль, та на выходе элемента И-HE 5 образуется низ- 45 кий потенциал, а на выходе элемента И-НЕ 6 — высокий потенциал., Триггер 1 переходи- при этом н состояние., когда на выходе образуется низкий потенциал, т.е. данный разряд числа А50 больше данного разряда числа B.

В случае, когда на информационный вход 11 устрой"..òâà подан нуль, а на вход 12 — един ца, то на выходе логического элемента M-HЕ E5 формирует- «с» ся высокий поте:-ц -=":д, а на выходе элемента И-НЕ б -. низкий. При этом триггер 1 перейдет н состояние, ког:,а нь нахова 2 образуется низкий ло

-.енциал, т.-е., данный разряд числа А меньше данного разряда числа В. Итак, прн неравенстве одноименных разрядон сравниваемых чисел триггер переходит в состояние А1В" или н состояние A

Рассмотрим рабату устройства при сравнении чисел, начиная со старших р зрядон. На вход 10 устройства в

=-том режиме падается высокий потенциал. Триггер находится в состоянии A--В", -.å. на его выходе 3 присутствует низкий потенциал, который фар мирует на выходе логического элемента И-HE 7 высокий потенциал, позволяющий производить поразрядное сравнение чисел. При равенстве одноименных разрядон триггер 1 -не изменяет свое состояние, а при появлении первых же неодинаковых разрядов сравниваемых чисел триггер 1 перейдет в состояние, определяемое состоянием информационных входов 11 и 12 устройств.

При этом на выходе 3 триггера формируется высокий потенциал, который, в сною очередь, формирует низкий потенциал на выходах элементов И-HE 5 и 6, На их выходах образуется высокий потенциал и, следовательно, сос-;ояние триггера не может измениться при поступлении последующих разрядов сравниваемых чисел. Единичный сигнал на выходе 3 триггера 1 может быть использован для прекращения сравнения последующих разрядов, поскольку установлено отношение между сравниваемыми ислами.

Рассмотрим работу устройства при сравнении чисел, начиная с младших разрядон. Триггер находится н состоянии "A=B", a на вход 10 устройства падается низкий потенциал, формирующий на выходе логического элемента И-HE 7 высокий потенциал, который не зависит ат состояния триггера

При этом трехстабильный триггер 1 переключится столько раз, сколько неодинаконых разрядов имеют сравниваемые числа. Состояние триггера 1 будет огределяться старшим иэ неодинаковых разрядов сраннинаемь|х чисел. Поэтому н конце сравнения отношение между числами А и В будет определяться состоянием триггера 1..1

Для Определения TBxHY)ко зкОНОми ческой ЗОЮЯКТ)1БНОСТ)) ПОЯДЛа) ае!)О: i устройства за базовый вариант ))ы5ир:=:.— ит устройсTso-прототип,. НОДОН-:-: Bп::н).п - зффякт Б предлагаемом устройстве стигаятся применением одного ."-.лемян— та Н НЕ,, чтО яьляется болЯЯ ГРОС ii6i техничя кщ:; Ряо)я)4 :,ям )YYo О рHo)I: н-)Б

ПРОТ:3TH i I; Б КОТОРО)4 ДЛЯ PBализадi.-п4 тех же функци4 используется аляме)-::т, 0

HEP4HHG3Hsп))О(-г, Ter ";ак I)o= ряgiн,", може ; .)Ь)ть построен HB базе ii " и)" -::я четь)рех Элементов Я-НЕ. Таки)- обо,=:.ço:- - для ) яадизации ппедлагаемого уст )-й.. 7

Too., "-,öÿH прототипа 10., т -B, Бык ГОББИ IIO ЧИСЛУ Гас ПОЛЬ ЗУЯМЬ)Х ЛО ГИНЯ С . ких Элементов сОставляет пример

НО =87: )л)я более точной ОДЯ)-::.ки::- io); —;-ИОсти прядлаГаямОГО устрОйства и поо ) Отипа BocI)oчьзуямся Оценкой ДО(БАIHy - . B, ЧИСЛОМ БХОДОН -„-.Л:ОГИ-. че к)4 а )YBM»HTI,) Ечожност) ПО,-(вай ) «O "- -. ) BB 4О C} Ус";--«ОйСТна o))PB.-. Пег;Ч;эт. с я сложнО с T ь)0 тре хс т абильно ГО тон ""

Гера р котОрая pBBHB ) 2, сложностьк) двух тв.-- „- — xoäoHI,)x Элементов ;1-НЕ . ко)озая равна с), - . сложностьк) дн:;-;

ББУХВ -"ЛБОВЫХ ЗЛЕМЕНТОНр КОТОРан Рав на -" » со ягл е 2 еди" и)%! Г Yo " З1

Ho= T» и;:)Отртипа Опрядепяе) я лож-ностью тгехстабиль Io)"o тамгI:Bна к ЛО )НО Г ТЬ) ДВУХ ТРк ХВХО l )O дЫз» тон ei HE ),6 ),,ÖH) ÕHходовьп -:. Элемен- тОМ::-4-НЕ (1 ) и Элементом Y,".E )tÐ НСЗНЛЧНОГЬ „ четыре 1)ну.хвхо чонм- злк-мента И -HE) слОжность которо го ранна 8, и составляет 8 единиц: Так)в4

Обваэом, пведлагасч-;ое устоойства IYpo)! G по наинg )IpoToчпа ))Ре)хеgHG 44), на 2 ) Е s .ледовательно ) ПОcтанленная

¹ пь (уг)роняния устройства,г до : =! н " >ОЛЬБЕB ). )::СТРОДЕЙСTБИЕ ЧЯМ IYPOTOTHII > ак к ак:;.))Держка и злемеи ) е И-НЕ .;Яньше, чем н =)лементB НЕРАОН()3НА)4НОСТЬ ., и:); кольку последний; одержит

"ри яруса злементоя И-НЕ...".:.Ня более

: o IHo)4 опрнки Воспользуемся сравняБием 3 адя Ожек сигналов В промы)))лен:.\ .Q Быпу с). а е) АХ лО Гических з )YBMB итах ) например 5 ) серии. Иаксю4алЬнОЯ

Бремя эадяржки сиГнала Б зляменИ-HE,Ê155ËÀÇ) Равно 22 нс, а в

::лементе . -))ЕЕАВНОЗНАЧНССТЬ (К ) 55ЛП5)

:)С нс, - r-- „-адержка н элементе 4-НЕ )6Hb))IB = ) -"божки н элементB ": БЧ() .)НА)НОСТ.)) примеpHo на 2I)Х.- О-. o

R предлаг4)Ямом устрОйстве мОжно уне

;:.ичить тактонук) частоту пОдачи Разря !

oI ч)гасел A и 3 Такю4 Образом ПРЯД

Лат ЬЕМОЕ УС TÐO)IÑ TÍO ИМЕЕТ бОЛЕЕ ВЫСО;;оВ быстродейстние, чем прототип.

;;лядонатяльно, пОстаВленная цель (по))ышен)яе бь)стродейстния устройства) дост)4гну. а, Кроме того, од).отипность

1 ii)JI414B H IYB i4k)x H пРедлагаемом Ус РОйс т

1 ,БЕ ЗЛЕМСНТОН ПОЗВОЛЯЯT ПОВЫСИТЬ ТЕХ ..)ОЛСГИЧ). ОС ь Ь BY О КОНС РУК))ИИ, Для оценки технологичности обоих устройстr Бсспользуемся козффициентом ..o:8iopHBYIocTH Деталей., которыи опре)-,Яляется )4ак ОтнОБение ОбЩЯГО ХОли"яс гва pBTалей устройстна к сумме

;-:аименований Этих деталей. Б предлаг,ямом ус-;-"ройстне и н прототипе об@ее число деталей равно 7, Сумма -:aHI4BHoÁ;!Hüã) . деталеЙ данного устроЙ::тва рав:iа 3, а прототипа — )). Козф))ици"-нт повторяемости деталей в пред,iагаЯмом Ус. -.Ройстве Ранен 7/3, а Б ,:".РО ) Отип 4. Таким Образом„ ТВхНо логичность конструкции предлагаемого

:.Ст). ОЙС Иа БЬШ)Е Т ХНОЛОГИЧНОСТИ КОН

Э

Р К Г -.,:;Прото ипа н 257.

Составитель Е.Иванова

Редактор М.Янович Техред И.Асталош Корректор А.Зимокосов

Заказ 2935/45 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретенМ и открытий t13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4