Устройство для сравнения двоичных чисел

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее многовходовый элемент И.ПИ и п поразрядных . узлов сравнения, ка:9сцый из которых включает элемент, исключающее ИЛИ, два элемента И и элемент НЕ, причём вход irro разряда первого сравни.ваемого числа устройства, где i 1/2, ...,п, п число разрядов сравниваемых чисел, подключен к первым входам первого элемента И и элемента исключающее ИЛИ, i-ro поразрядного узла сравнения, второй вход которого соединен с входом i-ro разряда второго сравниваемого числа устройства , выход элемента исключаюо1ее ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ с первым входом второго элемента И этого же узла поразрядного сравнения, выход второго элемента И j-ro пораз« узла сравнения, где J 1, 2 ,. .. , (п-1), подключен к третьему входу первого элемента И и второму входу второго элемента И (j+l)-ro поразрядного узла сравнения, третий вход первого элемента И и второй вход второго элемента И первого поразрядного узла сравнения подключен к шине разрешения сравнения устройства , выход второг.о элемента И п-го поразрядного узла сравнения является выходом равенства чисел устройства , выходы первыхэлементов И всех поразрядныхузлов сравнения подключены к входам многовходового элемента ИЛИ, выход которого является выходом превышения первого числа устройства , отличающееся тем, что, с целью упрощения.,устрой (Л CZ ства, оно содержит два элемента НЕ; трехвходовой элемент И и элемент задержки , причем выход многовходового элемента ИЛИ черея первый элемзнт НЕ соединен с первым входом трехвходового элемента И, второй вход которого через второй элемент НЕ подключен к выходу второго элемента И п-го поразрядного узла сравнения, а третийN ) вход через элемент задержки соединен с шиной разрешения сравнения устрой00 . ства,, выход трехвходового элеменtsD та И является выходом превы1иения BTO-I рого числа устройства. . СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 0 06. F 7. 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21.) 3645816/24-24 (22) 27.09.83 .. (46) 07,12,84. Бюл. Р 45 (72) Л.Н.Герасимов и A.Â,Tàð÷èëèí ,(53) 681.325.5 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р.608154, кл. -G Об Г 7/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 1019437,кл. G Об F 7/02,1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее многовходовый элемент ИЛИ и и поразрядных . узлов сравнения, каждый из которых включает элемент. исключающее ИЛИ, два элемента И и элемент НЕ, причем вход i-, го разряда первого сравниваемого числа устройства, где = 1,2, ...,и, и " число разрядов сравниваемых чисел, подключен к первым входам первого элемента И и элемента исключающее ИЛИ, i-го поразрядного узла сравнения, второй вход которого соединен с входом i-ro разряда второго сравниваемого числа устройства, выход элемента исключающее ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ с первым входом второго элемента И этого же узла поразрядного сравнения, выход второго элемента И j-ro пораз рядйого узла сравнения, где j = 1, „„SU„„12 251 A

2,..., (n-1), подключен к третьему входу первого элемента И и второму входу второго элемента И ()+1)-ro поразрядного узла сравнения, третий вход первого элемента И и второй вход второго элемента И первого поразрядного узла сравнения подключен к шине разрешения сравнения устройства, выход второго элемента И п-го поразрядного узла сравнения является выходом равенства чисел устройства, выходы первых элементов И всех поразрядных узлов сравнения подключены к входам многовходового элемента ИЛИ, выход которого является выходом превышенкя первого числа устройства, о т л и ч а ю щ е е с я,р

С2 тем, что, с целью упрощения.,устройства, оно содержит два элемента ЙЕ, ф/) трехвходовой элемент И и элемент задержки, причем выход многовходового С элемента ИЛИ через первый элемент НЕ соединен с первым входом трехвходо- Я вого элемента И, второй вход которого через второй элемент НЕ подключен к выходу второго элемента .И n-ro поразрядного узла сравнения, а третий. вход через .элемент задержки соединен с шиной разрешения сравнения устройства,. выход трехвходового элемента И является выходом превышения вто . рого числа устройства.

1128251

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть йспользовано в устройствах управления

Известно устройство для сравнения и-разрядных двоичных чисел, содержащее 5 п поразрядных узлов сравнения, каждый иэ которых включает по два трехвхоДовых элемента И-НЕ и трехвходовый элемент И. Кроме того, устройство содержит два многовходовых элемен- 10 та НЕ ИЛИ Г12.

Недостатком данного устройства . является относительно низкая надежность из-за формирования импульсов помех на выходной шине. Импульсы по- )5 мех формируются из-за задержек прохождения сигнала "Разрешение" через элементы И-НЕ. Кроме того, относи" тельно сложен монтаж из-за использования прямых и инверсных значений сравниваемых чисел.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство для сравнения и-разрядных двоичных чисел, содержащее два элемента ИЛИ и и поразрядных узлов сравнения, причем первый выход каж дого i-ro поразрядного узла сравнения соединен с i-ым входом первого элемента ИЛИ, второй выход каждого

i-ro поразрядного узла сравнения подключен к i-му входу второго элемента ИЛИ, третий выхоц каждого i-ro поразрядного узла сравнения, где

1, 2,..., п, соединен с входом бло- кировки (i+1)-.ãî поразрядного узла сравнения,,входы i-ых разрядов первого и второго сравниваемых чисел соединены с первым и вторым входами. соответственно i-го поразрядного узла сравнения, каждый поразрядный - 40 узел сравнения состоит из элементов И, HE и элемента исключающее ИЛИ, первый вход каждого поразрядного узла сравнения подключен к первым входам первого элемента И и элемента 45 исключающее ИЛИ, второй вход каждого поразрядного зла сравнения сое- динен с первым входом второго эле-. мента И и с вторым .входом элемента исключающее ИЛИ, выход которого подключен к первым входам первого и вто-. рого элементов И и через элемент НЕ к первому входу третьего элемента И, вход блокировки .каждого поразрядного узла сравнения соединен с тре.тьими входами первого и второго эле 55 ментов И и с вторым входом третьего элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов И каждого пораз-, рядного узла сравнения соединены с первым, вторым и третьим выходами 6О .соответственно этого поразрядного узла сравнения (23. . Однако известное устройство не формирует ложных сигналов, не имеет сложную схему реализации, которая i 65 включает большое количество логичес-1 ких элементов и междуэлементных связей, Кроме того, характеризуется относительно высокой стоимостью, сложным монтажом и низкой надежностью работы. Например, для сравнения

12-разрядных чисел известное устройство должно включать б2 логических элемента, а, общее число входов и выходов (междуэлементных связей) равно 218.

Цель изобретения — упрощение устройства, Поставленная цель достигается тем, что, устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее многовходовый элемент ИЛИ и р . поразрядных узлов сравнения, каждый из которых включает элемент исключающее ИЛИ, два элемента И и элемент НЕ, причем вход i-го разряда первого сравниваемого числа устройства, где 1 = 1, 2 ° ° °, п, и — число разрядов сравниваемых чисел, подключен к первым входам первого элемента И и элемента исключающее ИЛИ, i-ro поразрядного узла сравнения, второй вход которого соединен с входом i-ro разряда второго сравниваемого числа устройст-, ва, выход элемента исключающее ИЛИ соединен.с вторым входом первого элемента И и через элемент НЕ с первым входом второго элемента И этого же:узла поразрядного сравнения, выход второго элемента И g-ro поразрядного узла сравнения, где 1 = 1,2,..., (n-1), подключен к третьему входу первого элемента И и второму входу второго элемента И ()+1)-го поразрядного узла сравнения, третий вход первого элемента И и второй вход второго элемента И первого поразрядного узла сравнения подключен к шине разрешения сравнения устройства, выход второго элемента И и-го поразрядного узла сравнения .является выходом равенства чисел устройства, выходы первых элементов И всех поразрядных узлов сравнения подключены к входам многовходового элемента ИЛИ, выход которого является вы" ходом превышения первого числа устройства, содержит два элемента НЕ, трехвходовый элемент И и элемент задержки, причем выход многовходового элемента ИЛИ через первый элемент НЕ соединен с первым входом трехвходового элемента И, второй вход которого через второй элемент НЕ подключен к выходу второго элемента И n-ro поразрядного узла сравнения, а третий вход через элемент задержки соединен с шиной разрешения сравнения устройства, выход трехвходового элемента И является выходом превышения Йторого числа устройства.

1128251

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит поразрядные узлы 11, 1,..., 1„. сравнения, включающие элемент исключающее ИЛЙ 2, элементы И 3 и 4, элемент НЕ 5, многовходовый элемент ИЛИ 6, элемент 7 задержки, элементы. НЕ 8 .и,9, элемент И 10, входные шины 11„,,11 первого двоичного числа А, входйые шины 12„,..., 12 „ второго двоичного числа 8, вхОдйую шину 13 сигнала

"Разрешение сравнения", вход 14 превышения второго числа устройства, выход 15 превышения первого числа устройства А 8 и выход 16 равенства чисел А = 8

Элемент 7 задержки предназначен для задержки сигнала "Разрешение сравнения" на отрезок времени, равный задержке появления сигнала на шине 16 относительно сигнала на ши,не 13 и может быть выполнен в виде . К последовательно соединенных инверторов, где к= 1, 2,...

Устройство. работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах элементов И 3, 4 и 10 низкий уровень напряжения (уровень "0" ), на выходных шинах 14 — 16 тоже уровень

"0", т.е. признаки сравнения кодов отсутствуют.

Операция сравнения кодов начинается со старшего разряда. При равенстве кодов в этом разряде формируется сигнал, разрешающий сравнение кодов в следующем, более младшем разряде. При .неравенстве кодов такбй сигнал не вырабатывается и все узлы сравнения более младших разрядов блокируются.

Пусть коды старших разрядов сравниваемых чисел равны между собой. В этом случае на выходе элемента ис- . ,,ключающее ИЛИ 2 узла 1„ сравнения будет уровень "0", запрещающий срабатывайие элемента И 3, а на выходе инвертора 5 установится. уровень "1".

При поступлении по шине 13 сигнала

"Разрешение сравнения" создадутся .

Условия срабатывания элемента И 4, который выдаст сигнал "Разрешение" на вход следующего узла 1 сравнения.

В случае равенства кодов во всех раз. рядах уровень "1" появится на выходе элемента И 4 узла 1 сравнения младших разрядов, при этом на выход 16 поступит сигнал А= Ь..Сигнал на шине 14 отсутствует, так как эле-мент И 10 заперт уровнем "0" с выхода инвертора 9. Сигнал на выходе 15 также отсутствует, так как элементы И 3 заперты уровнем."0" с выходов соответствующих элементов исключающее ИЛИ всех узлов сравнения 1, 5 ° ., 1.

Когда на вход 11 одного из узлов сравнения поступит уровень "1", а на вход 12 этого же узла — уровень

"0", на выходе элемента исключающее

10 ИЛИ 2 установится уровень, "1", а при наличии сигнала "Разрешеиие сравнения" сработает элемент И 3, при этом сигнал "A>e" с его выхода пройдет, через элемент ИЛИ б на выходную ши15 ну 15. Элемент И 10 заперт Уровнем

"0" с выхода элемента, НЕ 8, поэтому сигнал на шине 14 отсутствует. Сигнал на шине 16 также отсутствует, . так как по уровню "0" с выхода элемента НЕ 5 одного из узлов сравнения

20 на выходе элемента И 4 этого же узла сравнения установится уровень "0", запрещающий операцию сравнения во, всех более младших разрядах;

Если на вход 11 одного из старших

25 разрядов поступит код "0", а на вход 12 этого же узла - код "1", то в соответствующем узле сравнения элемент И 3 заперт уровнем "0" с шины 11, а элемент И 4 — уровнем "0"

30 с элемента HE 5. Все последующие более младшие узлы сравнения заблокированы. На выходных шинах 15 и 16 установится уровень "0", а на выходах элементов HE 8 и 9 — уровень "1", 35 по сигналу "Разрешение" с выхода .элемента 7 задержки сработает элемент И 10 и на выходную шину 14 по. ступит. сигнал А (8.

Предлагаемое техническое решение

40 по сравнению с известным обеспечива ет упрощение устройства за счет., того,что в каждом из п поразрядных узлов сравнения исключен трехвходовый элемент И. Кроме того, исключен

45 из схемы устройства один многовходо..вый элемент ИЛИ, Вместо. этих элементов введены два элемента НЕ, элемент И и элемент задержки.

Предлагаемое устройство, обеспечивающее сравнение 12-разрядных ко50 дов, .содержит 53 логических элемента., а общее число входов и выходов равно 167.

Таким образом, в предлагаемом уст- ройстве количество логических эле55 ментов меньше на 15% и междуэлемент ных связей -;на 23%."Кроме того, оно дешевле и обладает более высокой надежностью..

1128251

Составитель Е.Иванова

Редактор А.Гратилло Техред Л.Коцюбняк: Корректор М.Максимн инец

Заказ 9063/37 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЧПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4