Устройство для сравнения чисел (его варианты)

 

1. Устройство для сравнения чисел , содержащее п узлов сравнения, где п число разрядов сравниваемых чисел, причем каждый 1-й уз&п сравнения содержит два элемента НЕ, два элемента ИЛИ и два элемента И, первые входы которых соединены с нулевыми входными шинами i-ro разряда соответственно первого и второго чисел устройства , а вторые входы - с первыми входными шинами i-ro разряда соответственно второго и первого чисел, отли 1ающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем реализации сравнения W-ичных чисел в системах счисления с основанием 2,3, 4, ..., М и увеличения быстродействия , в него введены узел формирования результата сравнения, в состав которого входят два п (М-1)-входовых элемента ИЛИ, два элемента НЕ, входы которых подключены т: выходам соотч ветствунлцих п(м-1 )-входовых элементов ИЛИ и к выходам Больше, Меньше устройства, и элемент И, входы которого соединены с выходами элементов НЕ, а выход - с выходом Равно устройства, в каждый i -и узел сравнения дополнительно введены две группы по (М-2) элементов И, две группы по (W-3) элементов ИЛИ, две rpynnk по () элементов НЕ, причем выходы первого и второго элементов И и каждого элемента И первой и второй групп соединены с (М-1) входами соответственно первого и второго h(W-1)-входового элемента ИЛИ узла формирования результата сравнения, к другим входам которых подключены выходы эле-, ментов И соответствунлцих групп остальных узлов сравнения, и с входами соответствующих элементов НЕ первой и второй групп, выходы которых соеS динены с шинами блокировок соответ ствующей группы ,i-ro узла сравнения, первые входы j-x элементов И первой и второй групп, где fy1,2, ..., (М-2), подключены к (J+1)-M входным § шинам 1-го разряда первого и второго чисел соответственно, вторые входы К-х элементов И первой и второй со ел групп, где К 2, 3, .., .(), соединены с выходами (К-1)-х элементов ИЛИ соответственно первой и второй групп, вторые входы первых элементов И первой и второй групп соединены с выходами первого и второго элементов ШШ, входы которых соединены с нулевой и первой входными жлнами 1-го разряда второго и первого чисел соответственно, входы -х элементов ИЛИ первой и второй групп, где 1,2,..., (М-3), подключены к О, 1, ..., (+1)-м входным шинам i-ro разряда соответственно второго и первого чисел, остальные входы ;первого элемента И и элементов И первой группы соединены с шинами б.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СВУО ЮЮ

РЕСПУБЛИН

09) (}}); } }) Ц 06 Р 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3487000/18-24 (22) 27.08.82 (46) 30.05.84. Бюл. У 20 (72) В.Е.Пешев (53) 681.325.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 860059, . С 06 Z 7/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

) 840889, кл. G 06 = 7/04, 1979 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Устройство для сравнения чисел, содержащее и узлов сравнения, где п число разрядов сравниваемых чисел, причем каждый 1 -й узел сравнения содержит два элемента HE два элемента ИЛИ и два элемента И, первые входы которых соединены с нулевыми входными шинами i-ro разряда соответственно первого и второго чисел устройства, а вторые входы — c первыми входными шинами 1-го разряда соответственно второго и первого чисел, о т л и 4 а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем реализации сравнения М-ичных чисел в системах счисления с основанием 2,3, 4, ..., М и увеличения быстродействия, в него введены узел формирования результата сравнения, в состав которого входят два n (M-1)-входовых элемента ИЛИ, два элемента НЕ, входы которых подключены и выходам соот-1 ветствующих n{v-1)-входовых элементов ИЛИ и к выходам "Больше", "Меньше" устройства, и элемент И, входы которого соединены с выходами элемен-. тов НЕ, а выход — с выходом "Равно" устройства, в каждый i -й узел сравнения дополнительно введены две группы по (М-2) элементов И, две группы по (M-3) элементов ИЛИ, две групп| по (M-2) элементов НЕ, причем выходы первого и второго элементов И и каждого элемента И первой и второй групп соединены с (М-1); входами соответственно первого и второго h(hh-1)-входового элемента ИЛИ узла формирования результата сравнения, к другим входам которых подключены выходы эле-, ментов И соответствующих групп остальных узлов сравнения, и с входами соответствующих элементов НЕ первой и второй групп, выходы которых сое динены с шинами блокировок соответ ствующей группы i-го узла сравнения, первые входы j-х элементов И первой и второй групп, где j =.1,2, (М-2), подключены к (g +1)-м входным шинам 1 -го разряда первого и второго чисел соответственно, вторые входы К-х элементов И первой и второй групп, где К = 2, 3, . ., (®-2), соединены с выходами (К-1)-х элементов ИЛИ соответственно первой и второй групп, вторые входы первых элементов И первой и второй групп соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ, входы которых соединены с нулевой и первой входными шанами i-го разряда второго и первого чисел соответственно, входы 0-х элементов ИЛИ первой и второй групп, где 0 =1,2,..., (М-З), подключены к

О, 1, ..., (8+1)-м входным шинам

j-го разряда соответственно второго и первого чисел, остальные входы

;nepaoro элемента И и элементов И первой группы соединены с шинами б. 1095171 кировок вторых групп всех предыдущих узлов сравнения, остальные входы второго элемента И и элементов И второй группы соединены с шинами блокировок первых групп всех предыдущих узлов сравнения.

2. Устройство для сравнения чисел, содержащее п узлов сравнения, где

n — число разрядов сравниваемых чисел, причем каждый i-й узел сравне- . ния содержит два элемента НЕ, два элемента ИЛИ и два элемента И, первые входы которых соединены с нулевыми входными шинами i-го разряда соответственно первого и второго чисел устройства, вторые входы — с пер. выми входными шинами )-го разряда соответственно второго и первого чисел, а выходы — с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с выходными шинами "Больше" и

"Меньше" i-ro узла сравнения, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем реализации сравнения Ц -ичных чисел в системах счисления с основанием 2, 3, 4, ...,М, в него введены узел результата сравнения, в состав которого входят два в(М-1)-входовых элемента ИЛИ, два элемента НЕ, входы которых подключены к выходам соответствую» щих n(M-1)-входовых элементов ИЛИ .и к выходам "Больше" и "Меньше" устройства, и элемент И, входы которого соединены с выходами элементов НЕ, t

Изобретение относится к автомати.ке и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах различного назначения, выполняющих операции сравнения чисел в системах с основанием 2, 3, 4, ..., М .

Известно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее элементы И-НЕ, НЕ, ЭК-триггеры, и ячеек сравнения, каждая из которых состоит из четырех элементов И"НЕ, образующих полусумматор, и элемента НЕ 513.

Однако известное устройство сравнивает только двоичные числа и имеет а выход — с выходом "Равно" устройства, в каждый 1-й узел сравнения до.полнительно введены две группы по (М-2) элементов И, две группы по (h1-2) элементов ИЛИ и два дополнительных элемента И, причем выходы каждого элемента И первой и второй групп соединены с входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами соответствующих элементов НЕ, выходы которых подключены к. выходам блокировок i-го узла сравнения, первые входы 1-х элементов И первой и второй групп, где 1 =1,2,..., (М-2), подключены к (+1)-м входным шинам

i-го разряда первого и второго чисел соответственно, вторые входы 1-х элементов И первой и второй групп соединены с выходами j-х элементов ИЛИ соответствующих групп, входы. j-x элементов ИЛИ первой и второй групп подключены к (О...,j) входным шинам

i-ro разряда соответственно второго и первого чисел, третьи входы первого элемента И, элементов И первой группы, второго элемента И и элементов И второй группы подключены соответственно к выходам первого и второго дополнительных элементов И, входы которых .соединены с выходами блокировок соответствующих групп всех предшествующих узлов сравнения, шины "Больше" и "Меньше" i-ro узла сравнения соединены с 1-ми входами соответственно первого и второго элементов ИЛИ узла результата сравнения.

3 невысокое быстродействие, поскольку ячейки сравнения соединены последовательно.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее hl у з л оoв сoр а в н е н и я, каждый из которых состоит из двух элемен1ð тов ИЛИ, двух элементов НЕ и двух элементов И, первые входы которых соединены с шинами прямых сигналов б (1-ro разряда соответственно первого и второго чисел устройства (i-1, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения чисел, содержащее и узлов сравне45 ния, где ь — число разрядов сравниваемых чисел, причем каждый,i --й узел сравнения содержит два элемента НЕ, два элемента ИЛИ и два элемента И, первые входы которых соединены с нулевыми входными шинами i-ro разряда соответственно первого и второго чисел устройства, а вторые входыс первыми входными шинами i-го разряда соответственно второго и перного чисел, введены узел формирования результата сравнения, в состав которого входят два ь(М-1)-входовых з 10951

2... и ), вторые входы первого и второго элементов И подключены к ши-! нам инверсных сигналов . :1-ro разряда соответственно второго,и первого чисел устройства, первый и второй выхо- g ды каждого j-го узла сравнения (j =

=1, ..., n-1) соединены с первым и вторым входами переносов соответственно (j+1)-ro узла сравнения, каждый j-й узел сравнения содержит два элемента НЕ и два элемента ИЛИ, причем первый вход переноса каждого узла сравнения соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и через первый элемент НŠ— с третьим входом 15

"второго элемента .Hs выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход переноса каждого узла сравнения соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и через второй элемент HE — с третьим входом первого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элеМентов ИЛИ каждого j-го 2 узла сравнений подключены к первому и второму выходам y-ro узла сравнения, выходы первого и второго элементов И и-го узла сравнения подключены к первому и второму входам переносов Зл соответственно (n-1)-ro узла сравнения (2 3.

Однако это устройство сравнивает только двоичные числа и имеет невысокое быстродействие, обусловленное цепью переноса.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем реализации сравнения hlL --ичных чисел в системах счисления с основанием

2, 3, 4, ..., М и увеличения быстродействия.

71, 4 элемента ИЛИ, два элемента НЕ, входы которых подключены к выходам соответствующих О(И-1)-входовых элементов ИЛИ и к выходам "Больше", "Меньше" устройства, и элемент И, входы которого соединены с выходами элементов НЕ, а вьасод — с выходом

"Равно" устройства, в каждый 1-й узел сравнения дополнительно введены две группы по (М-2) элементов И, две группы по (М-3) элементов ИЛИ, две группы по (M-2) элементов НЕ, причем выходы первого и второго элементов И и каждого элемента И первой и второй групп соединены с (М-1); входами соответственно первого и второго n(N-1)-входового элемента ИЛИ узла формирования результата сравнения, к другии входам которых подключены выходы элементов И соответствующих групп остальных узлов сравнения, и с входами соответствующих элементов НЕ первой и второй групп,, выходы которых соединены с шинами блокировок соответствующей группы

i-ro узла сравнения, первые входы

j-х элементов И первой и второй групп, где j=1, 2, ..., (М-2), подключены к (+1)-м входным шинам 0-го разряда первого и второго чисел со-.

1 ответственно, вторые входы К-х элементов И первой и второй групп, где K =.2, 3, ..., (M-2), соединены с выходами (К-1)-х элементов ИЛИ соответственно первой и второй групп, вторые входы первых элементов И первой и второй групп соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ, входы которых соединены с нулевой и первой входными шинаии 1-го разряда второго и первого чисел соответственно, входы 6-х элементов ИЛИ первой: и второй групп, где 1 =1,2,...,(Ю-3), подключены к О, 1, ..., (8+1)-и входным шинам i-ro разряда соответственно второго и первого чисел, остальные входы первого элемента И и элементов И первой группы соединены с шинами блокировок вторых групп всех предыдуших узлов сравнения, остальные входы второго элемента И и элементов И второй группы соединены с шинами блокировок первых групп всех предыдущих узлов сравнения.

В устройство для сравнения чисел, содержащее . A узлов сравнения, где и — число разрядов сравниваемых чисел, причем каждый 1-й узел сравнения содержит два элемента НЕ, два

1095171 элемента ИЛИ и два элемента И, первые входы которых соединены с нулевыми входными шинами i-го разряда соответственно первого и второго чисел устройства, вторые входы — с пер- S выми входными шинами 4-го разряда соответственно второго и первого чисел, а выходы — с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответствен10 но с выходными шинами "Больше" и

"Меньше" i-го узла сравнения, введены узел результата сравнения, в сос тав которого входят два п(Ю -1)-входовых элемента ИЛИ, два элемента НЕ, входы которых подключены к выходам соответствующих п(М-1)-входовых элементов ИЛИ и к выходам "Больше" и "Иеньше" устройства, и элемент И, входы которого соединены с выходами элементов НЕ, а выход — с выходом

"Равно" устройства, в каждый i-й узел сравнения дополнительно введены две группы по (М-2) элементов И, две группы по (М-2) элементов ИЛИ и два дополнительных элемента И, причем выходы каждого элемента И первой и второй групп соединены с входами соответственно первого и второго элементов ИПИ, выходы которых соеди- ЗО нены с входами соответствующих элементов НЕ, выходы которых подключены к выходам блокировок т-го узла сравнения, первые входы j-x элементов И первой и второй групп, где j =1,2,...,ц (М-2), подключены к (1+1)-м входным ! шинам 1-го разряда первого и второго чисел соответственно, вторые входы -х элементов И первой и второй групп соединены с выходами j-x элемен- 40 тов ИЛИ соответствующих групп, входы

1-х элементов ИЛИ первой и второй групп подключены.к (О,...,j) входньи4 шинам ч-ro разряда соответственно второго и первого чисел, третьи вхо" 45 ды первого элемента И, элементов И первой группы, второго элемента И и элементов И второй группы одключены соответственно к выходам первого и второго дополнительных элементов И, входы которых соединены с выходами блокировок соответствующих групп всех предшествующих узлов сравнения, шины Больше" и "Меньше" j-ãî узла сравнения соединены с . -ми вхо- дами соответственно первого и второго элементов ИЛИ узла результата сравнения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для сравнения чисел в базисе И-ИЛИ-НЕ; на фиг. 2— вариант выполнения функциональной схемы устройства для сравнения чисел в базисе Й-ИЛИ-НЕ.

Устройство (фиг. 1) содержит узел формирования результата сравнения, выполненный на элементах ИЛИ 1 и 2, элементах НЕ 3, 4 и элементе И 5, с выходами 6 — 8 "Больше", "Меньше", "Равно" и разрядных узлов сравнения (показан узел разряда) двух М -ичных чисел, каждый из которых содержит две группы элементов И 9.1, 9.2, две группы элементов ИЛИ 10.1, 10.2, две группы элементов НЕ 11.1 и 11.2, две группы выходных шин 12.1, 12.2, две группы входов 13.1, 13,2 первого и второго сравниваемых чисел и две группы входных шин 14.1, 14.2, подключенных к входам элементов 9.2, 9.1, к другим входам которых подсоединены входы 13.2, 13.1 и выходы элементов 10.2, 10.1, к входам которых подключены входы 13. 1, 13.2, выходы элементов И 9.1, 9.2 подсоедииены к входам (М-1)„ элементов ИЛИ 1, 2 и входам элементов НЕ 11.1, 11.2, выходы которых подключены к 1 группам выходных шин 12.1, 12.2.

Устройство (фиг. 2) содержит узел формирования результата сравнения, выполненный на элементах ИЛИ 1, 2, элементах НЕ 3, 4 и элементе И 5, с выходами б — 8 "Больше", "Меньше", "Равно" и и разрядных узлов сравнения (показан узел i разряда) двух

М-ичных чисел, каждый из.которых содержит две группы элементов И 9.1, 9.2, две группы элементов ИЛИ 10.1, 10.2, два элемента HE 11.1, 11.2, две группы выходных шин 12.1, 12.2, две группы входов 13. 1, 13.2, две группы входных шин 14.1, 14.2 и две группы входных шии 15.1, 15.2.

Устройство для сравнения чисел (фиг. 1) работает следующим образом.

Сравниваемые числа и У, каждый разряд которых представлен набором переменных вида (хo х x2 ° ° х M-13

1 и (Ъо Ч.1 ° ° ° ЧМ „), пРинимающих М эначенйй, например, F00...0), (0100...o3, (0010... 0), ..., (00 ... 01), подают на входы 13. 1 и 13.2 узлов сравнения. При этом срабатывает один из элементов И 9.1,"9.2 первой или второй группы, если

109S17

7 на входных шинах 14.1, 14.2 уровень

"1", соответствующий равенству всех предыдущих старших разрядов сравниваемых чисел.

В случае !)(). o PY), срабатывает 5

1 один из элементов 9.1, элемент 11.1 и элемент 1, обуславливающие уровень "1" на выходе 6 и уровень ."О" на одной.из шин 12.1 первой группы разряда, блокирующий группы элементов И 9.2 всех последующих узлов сравнения

Если (Х, ((У)„, элементы 9.2, 11.2 и 2 формируют уровень "1" на 15 выходе 7 и О" на одной из шин 12.2, блокирующий элементы 9.1 всех после.дующих узлов сравнения.

При X =Y ни один из элементов 9.1, 9.2 не срабатывает, что обусловлива- 20 ет уровень "0" на выходах 6,7 и уровень "1" на выходе 8.

В случае, когда числа двоичные, разряды имеют вид (Х о )(„) и (Y< 3 „) и их подают на входы первых элементов И.

Для десятичных чисел i разряды имеют аналогичный вид (х х„х ... X ), 9 1

H(Ч ч,, ... 1 ).

Положительный эффект, выражающийся в возможности сравнения чисел"на

"Больше", "Меньше", "Равно", представленных и системах счисления с основанием 2 3, 4, ...,:М, одним устройством, обеспечивает высокую унификацию как специализированных .узлов и приборов, так и построенных на их основе технических средств различного назначения, что создаст значительную экономию.

1095171

1 t

Q1 1Х2

Составитель Е.Иванова

Редактор M.Òîâòèí Техред Т.Дубинчак Корректор Т.Кугрьппева

Заказ 3598/30 Тираж 699 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