Устройство для сравнения числа с допусками

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЛА С ДОПУСКАМИ, содержащее первый, второй и третий регистры, первую , вторую и третью схемы сравнения, группу элементов И, первый, второй, третий и четвертый триггеры, дешифратор, генератор импульсов, с первого по пятый элементы И и счетчик, причем входы сравниваемого числа устройства подключены к информационным входам элементов И группы , управляющие входы которых подключены к входу запуска устройства, а выходы - к входам разрядов первого регистра, входы верхнего и нижнего допусков устройства подключены к входам разрядов соответственно второго и третьего регистров, выходы разрядов первого, второго и третьего регистров соединены с первыми группами входов соответственно первой, второй и третьей схем сравнения, первые входы вторых групп входов которых соединены с прямым выходом первого триггера, другие входы второй группы входов первой схемы сравнения объединены с соответствующими входами вторых групп входов второй и третьей схем сравнения и подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика , выход первой схем« сравнения соединен с входом останова генератора импульсов , выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам второго триггера, а выходы соединены со ответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика, вход установки в единичиое состояние которого объединен с входами установки в един11чное состояние первого и второго триггеров, вход начальной установки устройства подключён к входам установки в «О третьего и четвертого триггеров , прямые выходы которых подключены к первому и второму входам дешифратора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй дещифратор , с шестого по десятый элементы И, элемент задержки, с первого по шестой элементы ИЛИ, пятый и шестой триггеры, причем выходы знаковых разрядов первого, второго и третьего регистров подключены к i входам второго дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами соот (Л ветственно шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу элемента задержки, вход которого соединен с входом запуска устройства, выход шестого элемента И подключен к входу установки в единичное состояние первого триггера .и к первым входам первого и второго элеО5 ментов ИЛИ, выходы которых соединены О соответственно с входом запуска генератора импульсов и входом установки в единичное со со ю состояние пятого триггера, прямой выход которого подключен к первым входам третьего , четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно второй, первой и третьей схем сравнения, А выходы подключены к первым входам соответственно третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами установки в единичное состояние соответственно третьего , шестого и четвертого триггеров, входы установки в «О пятого и шестого триггеров подключены к выходу начальной установки устройства, выход шестого триггера соеди.нен с третьим входом первого дешифратора , выходы которого являются выходами уст

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ОТНР (21) 3682364/24-24 (22) 02.01.84 (46) 07.06.85. Бюл. № 21 (72) А. Ф. Путьков, С. В. Сычев и В. М. Цыганков (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 911511, кл. G 06 F 7/04, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 980089, кл. G 06 F 7/04, 1981 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЛА С ДОПУСКАМИ, содержащее первый, второй и третий регистры, первую, вторую и третью схемы сравнения, группу элементов И, первый, второй, третий и четвертый триггеры, дешифратор, генератор импульсов, с первого по пятый элементы И и счетчик, причем входы сравниваемого числа устройства подключены к информационным входам элементов И группы, управляющие входы которых подключены к входу запуска устройства, а выходы — к входам разрядов первого регистра, входы верхнего и нижнего допусков устройства подключены к входам разрядов соответственно второго и третьего регистров, выходы разрядов первого, второго и третьего регистров соединены с первыми группами входов соответственно первой, второй и третьей схем сравнения, первые входы вторых групп входов которых соединены с прямым выходом первого триггера, другие входы второй группы входов первой схемы сравнения объединены с соответствующими входами вторых групп входов второй и третьей схем сравнения и подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика, выход первой схемы сравнения соединен с входом останова генератора импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам второго триггера, а выходы соединены со„„SU„„1160392

4(53 б 06 F 7/04 ответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика, вход установки в единичное состояние которого объединен с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров, вход начальной установки устройства подключен к входам установки в «О» третьего и четвертого триггеров, прямые выходы которых подключены к первому и второму входам дешифратора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй дешифратор, с шестого по десятый элементы

И, элемент задержки, с первого по шестой элементы ИЛИ, пятый и шестой триггеры, причем выходы знаковых разрядов первого, второго и третьего регистров подключены к входам второго дешифратора, выходы ко- Я торого соединены с первыми входами соответственно шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу эле- С мента задержки, вход которого соединен с входом запуска устройства, выход шестого Я элемента И подключен к входу установки в единичное состояние первого триггера .и к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входом запуска генератора 1 импульсов и входом установки в единичное состояние пятого триггера, прямой выход которого подключен к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, вто- Р рые входы которых соединены с выходами соответственно второй, первой и третьей х схем сравнения, а выходы подключены к первым входам соответственно третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы е которых соединены с входами установки в единичное состояние соответственно третьего, шестого и четвертого триггеров, входы установки в «О» пятого и шестого триггеров подключены к выходу начальной, установки устройства, выход шестого триггера соеди; нен с третьим входом первого дешифратора, выходы котброго являются выходами уст1160392 ройства, выход седьмого элемента И подключен к второму, входу четвертого элемента ИЛИ, выход восьмого элемент И соединен с вторыми входами третьего и пятого элементов ИЛИ и третьим входом четвертого элемента ИЛИ, выход девятого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, третьему входу пятого эле1

Изобретение относится к автоматике н вычислительной технике и может быть использовано в устройствах управления ЭВМ и устройствах обработки данных.

Известно устройство для сравнения чисел, содержащее регистры, схемы сравнения, счетчик, дешифратор, триггеры, элементы И и генератор импульсов (1).

Недостатком этого устройства является невозможность сравнения отрицательных чисел.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для сравнения числа, содержащее регистры, схемы сравнения, группу элементов И, первый — четвертый триггеры, дешифратор, ге- tS нератор импульсов, первый и второй элементы И и счетчик, причем выходы разрядов первого, второго и третьего регистров подключены к первым группам входов соответствующих схем сравнения, первый вход второй группы входов первой схемы сравнения подключен к первым входам вторых групп входов второй и третьей схем сравнения, другие входы второй группы входов первой схемы сравнения соединены с соответствующими входами вторых групп входов второй и третьей схем сравнения и подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика,, информационные входы первой группы устройства подключены соответственно к информационным входам элементов И группы, выходы которых подключены к входам разрядов первого регистра соответственно, информационные входы второй и третьей групп устройства подключены к входам первого, второго и третьего регистрбв соответственно, вход запуска устройства подключен к входу запуска генератора импульсов, вход останова которого соединен с выходом первой схемы сравнения, установочный вход устройства соединен с управляющими входами элементов группы, входом установки в единичное состояние счетчика и нулевыми входами первого и второго триггеров, единичные входы которых соединены с выхо-, дами второй и третьей схем сравнения соответственно, единичные выходы первого и мента -ИЛИ и первому входу шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки в «О» первого и второго триггеров и счетчика и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход десятого элемен. та И подключен к третьему и второму входам соответственно, первого и шестого элементов И.

2 второго триггеров соединены с входами дешифратора соответственно, выходы которого подключены к первым входам первого, второго и третьего элементов,И соответственно, выход анализа результата устройства соединен с вторыми входами первого, второго и третьего элементов И, выходы которых подключены к выходам устройства соответственно, а также содержит третий и четвертый триггеры, четвертый и пятый элементы И и элемент ИЛИ вЂ” НЕ, причем установочный вход устройства соединен с единичными входами третьего и четвертого триггеров, единичный и нулевой выходы четвертого триггера подключены к первым входам четвертого и пятого элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика, выходы разрядов счетчика соединены с входами элемента ИЛИ вЂ” НЕ, выход которого подключен к нулевым входам третьего и четвертого триггеров, выход третьего триггера соединен с первым входом второй группы входов первой схемы сравнения (2).

Известное устройство позволяет сравнивать как положительные, так и отрицательные числа и, кроме того, в нем предусмотрена возможность изменения значений нижнего и верхнего допусков. Однако устройство имеет низкое быстродействие.

Это связано с тем, что в процессе работы устройства во всех случаях проверяется диапазон числовой оси от минимального отрицательного числа до значения сравниваемого числа. Так как сравниваемое число и допуски могут быть как положительными, так и отрицательными, возможны случаи, когда по знакам чисел можно судить о соотношении чисел без проверки всего числового диапазона. Известное устройство не позволяет выявлять эти случаи, т.е. обладает низким быстродействием, что существенно сужает область его применения.

При этом результат сравнения выдается через время, необходимое для изменения со1160392

35

55 держимого счетчика от минимального отрицательного до максимального положительного значения.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения числа с допусками, содержащее первый, второй и третий регистры, первую, вторую и третью схемы сравнения, группу элементов И, первый, второй, третий и четвертый триггеры, дешифратор, генератор импульсов, с первого по пятый элементы И и счетчик, причем входы сравниваемого числа устройства подключены к информационным входам элементов И группы, управляющие входы которых подключены к входу запуска устройства, а выходы — к входам разрядов первого регистра, входы верхнего и нижнего допусков устройства подключены к входам разрядов соответственно второго и третьего регистров, выходы разрядов первого, второго и третьего регистров соединены с первыми группами входов соответственно первой, второй и третьей схем сравнения, первые входы вторых групп входов которых соединены с прямым выходом первого триггера, другие. входы второй группы входов первой схемы сравнения объединены с соответствующими входами вторых групп входов второй и третьей схем сравнения и подключены к выходам соответствующих разрядов счетчика, выход первой схемы сравнения соединен с входом останова генератора импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и второго

- элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам второго триггера,,а вы- ходы соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами счетчика, вход установки в единичное состояние которого объединен с входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров, вход начальной установки устройства . подключен к входам установки в «О» третьего и четвертого триггеров, прямые выходы которых подключены к первому и второму входам дешифратора, введены второй дешифратор, с шестого по десятый элементы

И, элемент задержки, с первого по шестой элементы ИЛИ, пятый и шестой триггеры, причем выходы знаковых разрядов первого, второго и третьего регистров подключены к входам второго дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами соответственно шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу элемента задержки, вход которого соединен с входом запуска устройства, выход шестого элемента И подключен к входу установки в единичное состояние первого триггера и к первым входам первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с входом запуска генератора импульсов и входом установки в единичное состояние пятого триггера, прямой выход которого подключен к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно второй, первой и третьей схем сравнения, а выходы подключены к первым входам соответственно третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами установки в единичное состояние соответственно третьего, шестого и четвертого триггеров, входы установки в «О» пятого и шестого триггеров подключены к выходу начальной установки устройства, выход шестого триггера соединен с третьим входом первого дешифратора, выходы которого являются выходами устройства, выход седьмого элемента И подключен к второму входу четвертого элемента

ИЛИ, выход восьмого элемента И соединен е вторыми входами третьего и пятого элементов ИЛИ и третьим входом четвертого элемента ИЛИ, выход девятого элемента

И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, третьему входу пятого элемента ИЛИ и первому входу шестого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входами установки в «О» первого и второго триггеров и счетчика и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход десятого элемента И подключен к третьему и второму. входам соответственно первого и шестого элементов И.

На чертеже приведена схема устройства для сравнения числа с допусками

Устройство содержит регистры 1 — 3, схемы 4 — 6 сравнения, группу 7 элементов И, триггеры 8 — 13, дешифраторы 14 и 15,,генератор 16 импульсов, элементы И 17 — 26 и ИЛИ 27 — 32, счетчик 33, элемент 34 задержки, вход 35 запуска, входы 36 — 38 сравниваемого числа, верхнего и нижнего допусков устройства, вход 39 начальной установки и три выхода 40 — 42.

Устройство работает следующим образом.

На регистры 2 и 3 с второй и третьей групп информационных входов устройства записываются значения верхнего и нижнего допусков. При этом все числа в устройстве представляются прямым кодом: знаковым разрядом (хранится в знаковых разрядах соответствующих регистров) и числовыми разрядами (хранятся в остальных разрядах регистров). Знаковый разряд числа для положительных и отрицательных чисел представляет собой соответственно 0 и 1, а числовые разряды представляют собой двоичный код модуля числа. Например, числа +5 и -5 представляются как 0.101 и . 1.101.

В начальный момент времени на вход 39 начальной установки устройства подается сигнал, обнуляющий триггеры 10 — 13. Затем на второй и третий регистры записываются значения верхнего и нижнего допусков соответственно. При этом нулевое состоя1160392 ние триггера 13 исключает возможность появления ошибочной информации на выходах

40 — 42 устройства, запрещая срабатывание триггеров 10 — 12. По сигналу на входе 35 запуска устройства в регистр 1 через группу 7 элементов И записывается сравниваемое число, а через некоторое время задержки и, необходимое для записи числа в регистр 1 и срабатывания дешифратора 15, срабатывает элемент 34 задержки, и на соответствующем выходе дешифратора 15 (в зависимости от знаков чисел, находящихся в регистрах 1 — 3) появляется сигнал.

Этот сигнал открывает один из элементов

И 19 — 23.

Возможные варианты срабатывания этих элементов представлены в табл. 1 (СЧ— сравниваемое число; НД вЂ” нижний допуск;

ВД вЂ” верхний допуск) .

В случаях 1 и 3 (табл. 1) триггеры 8, 9 и 13 устанавливаются в единичное состояние. Счетчик 33 также устанавливается в единичное состояние, и запускается генератор 16 импульсов. Импульсы от генератора

l6 через элемент И 17 поступают на вычитающий вход счетчика 33. При этом содержимое счетчика 33, увеличиваясь, сравнивается со значением СЧ, ВД и НД. При достижении значения СЧ срабатывает схема

4 сравнения, сигнал с выхода которой оста- навливает генератор 16 импульсов и через элементы 24 — 31 устанавливает триггер 12 в единичное состояние, который разрешает выдачу результатов сравнения на выходы 40—

42 устройства. В процессе сравнения чисел возможно срабатывание схем 5 и 6 сравнения, в результате чего триггеры 10 и 11 устанавливаются в единичное состояние.

Соотношение чисел в зависимости от состояния триггеров 10 и 11 приведено в табл. 2. Случай, когда триггеры !О и 11 находятся в состояниях «1» и «О» соответственно,невозможен, так как ВД ) НД.

В случаях 4 и 5, т. е. когда срабатывают элементы И 20 и 21, триггер 13 находится в нулевом состоянии, что предотвращает должное срабатывание триггеров 10—

12 в тех случаях, когда начальное состояние счетчика 33 совпадает с состоянием регистров 1 — 3. Состояние триггеров 10 и 11 также определяется согласно табл. 2.

Когда срабатывает либо элемент И 22 (случай 7), либо элемент И 23 (случай 8), триггеры 8 и 9, а также счетчик 33 устанавливаются в нулевое состояние, а триггер 13 взводится в единицу. При этом в случае 7 дополнительно устанавливается в единичное состояние триггер 11, что имитирует

50 прохождение счетчиком отрицательной части числовой оси. Счетчик 33 работает на сравнение до сравниваемого числа. Состояние триггеров 10 и 11 (табл. 2) характеризует соотношение чисел. Случаи 2 и 6. невозможны. Дешифратор 14 декодирует одно из следующих трех состояний: если

СЧ<ВД, НД, сигнал появляется на выходе

40; если СЧ ) ВД, НД сигнал появляется на выходе 42; если НД (СЧ (ВД, сигнал появляется на выходе 41.

При этом единичное состояние триггера

12 является сигналом разрешения на выдачу результатов сравнения на выходы 40—

42 устройства (в отличие от известного устройства, в котором сигнал разрешения выдачи результата сравнения поступает с входа анализа результата), что весьма упрощает управление устройством.

Таким образом, предложенное устройство благодаря введению в него дешифратора знаков сравниваемых чисел обладает более высоким быстродействием, так как результат сравнения поступает на выходы устройства сразу без проверки всей числовой оси (в том случае, когда сравниваемое число положительное, а оба допуска отрицательные, либо если сравниваемое число отрицательное, а оба допуска положительные) .

Кроме того, в зависимости от знака сравниваемого числа проверяется лишь часть числового диапазона, т.е. если, например, значения НД, ВД и СЧ отрицательны, нет необходимости проверять диапазон числовой оси справа от нуля (проверка производится от минимального отрицательного числа до сравниваемого числа) . Аналогично, если значения НД, ВД и СЧ положительны, проверка осуществляется,от нуля до сравниваемого числа. Результат выдается на выходы устройства в момент равенства значения счетчика значению сравниваемого числа.

Таким образом, быстродействие устройства увеличивается,в среднем более чем в

2 раза, а, следовательно, более чем в 2 раза возрастает его производительность, что позволяет использовать одно предлагаемое устройство вместо по крайней мере двух известных. Стоимость одного предлагаемого устройства приблизительно на 60 — 70О/р меньше стоимости двух известных устройств.

Стоимость известного устройства составляет приблизительно 80 — 85 руб. (в оптовых ценах), а стоимость предлагаемого устройства — около 110 руб. Экономический эффект от применения изобретения составляет, таким образом, 50 — 60 руб. на каждое устройство.

1160392

Действие

И19

И19

СЧ ВД, НД

И20

СЧ ВД, НД

И21

И22

И 23

ВД.0

СЧ

ВД

Знак числа

СЧ ВД НД

Состояние триггеров

10 11

Сработает зле мент

Таблица 1

Счет от 1.11 ... 1 до СЧ

Счет от 1.11 ... 1 до СЧ

Установка триггера 11 в "1", счет от 0.00 до СЧ

Счет,от 0.00 ... 0 до СЧ

Таблица 2

Соотношение чисел

СЧ, ВД

НД СЧ

1160392

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 3776 45

Составитель Е. Иванова

Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4