Устройство для сравнения чисел с допусками

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации, устройствах распознавания образов. Устройство производит сортировку чисел с учетом верхнего и нижнего допусков. Цель изобретения - повышение быстродействия . Устройство содержит сдвигающие регистры, элементы ИЛИ, ИПИ-НЕ, И, ИСКЛ10ЧАЮП(ЕЕ ИЛИ, D -триггеры, формирователь импульсов, дешифратор,, генератор. Устройство производит поразрядное сравнение числа с кодами нижнего и верхнего допуска, °со сдвигом их в сторону старших разрядов , фор мирует результаты сравнения при выходе числа за границы поля допуска, при нахождении в поле допуска и при равенстве его верхнему или нижнему допуску. Быстродействие обеспечивается за счет адаптивной к составу чисел синхронизации. 3 ил. (Л ю а со 4 СА

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 06 F 7 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 388937!/24-24 (22) 24.04.85 (46) 30.09.86. Бюл. ¹ 36 (72) А.Н.Мурашко (53) 681.325.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 911511, кл. G 06 F 7/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1126948, кл. G 06 Р 7/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ

С ДОПУСКАМИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовайо в устройствах обработки информации, устройствах распознавания образов. Устройство производит сортировку чисел с учетом

„,Я0„„1266943 А 1 верхнего и нижнего допусков. Цель изобретения — повышение быстродействия. Устройство содержит сдвигающие регистры, элементы ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, g -триггеры, формирователь импульсов, дешифратор,, генератор. Устройство производит поразрядное сравнение числа с кодами нижнего и верхнего допуска, со сдвигом их в сторону старших разрядов, формирует результаты сравнения при выходе числа за границы поля допуска, при нахождении в поле допуска и при равенстве его верхнему или нижнему допуску, Быстродейст- д вие обеспечивается за счет адаптивной к составу чисел синхронизации.

3 ил, 1260943

30

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации, устройствах распознавания образов. 5

Цель изобретения — повышение быстродействия.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 вариант реализации дешифратора; на фиг.З вЂ” временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит: сдвиговые регистры 1 — 4, элемент НЕ 5, гене— ратор 6 импульсов, элементы ИСКЛЮЧАЮ-!5

ЩЕЕ ИЛИ 7 и 8, элементы И 9 — 11, 3 -триггеры !2 — 15, элемент ИЛИ-НЕ

16, элемент И 17, элемент И 18, дешифратор 19, формирователь 20 импульсов, вход 21 нижнего допуска., информационные входы 22, вход 23 верхнего допуска, вход 24 запуска, выход 25 конца сравнения, выходы

; 26-30 устройства.

Дещифратор 19 (фиг.2) содержит элементы НЕ 31 и 32, элементы И 33

37.

На фиг.3 приведен пример временной диаграммы работы устройства для случая, когда код сравниваемого числа В. больше нижнего допуска А

I н.д и меньше верхнего допуска С

А <В, < С, пРичем на фиг.За сигнап на входе 24 запуска, на фиг.Зб — сигнал на выходе генерато- 35 ра 6; на фиг. Зв — сигнал на выходе триггера 15; на фиг.Зг — сигнал на выходе триггера 13; на фиг.Зд — сигнал на первом выходе 25 формирователя 20; на фиг.3e — сигнал на втором 40 выходе формирователя 20.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистры 1—

4 и триггеры 12 — 15 установлены в 45 нулевое состояние (на фиг.1 не показано). На входе 21 устанавливается значение нижнего допуска А н а на входе 23 — значение верхнего допуска С .Затем на входе 22 ус в 50 танавливается сравниваемое число

В, а по входу 24 запуска поступает импульс запуска цикла (фиг.За).

По переднему фронту сигнала запуска в младший разряд сдвигового регистра

4 записывается "1", а в сдвиговые регистры 1 — 3 соответственно записываются значения нижнего допуска

А, сравниваемое число В, значение верхнего допуск а С . По заднему фронту импульса запускается генератор 6 импульсов (фиг.Зб) .

В зависимости от величины срав— ниваемого числа В возможны пять ! ситуаций

В,. <А„

Анд <В. < Сюд, В, =С,„;

В ) С

В зависимости от состояния старших разрядов в сдвиговых регистрах на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 7 и 8 единичный потенциал при разных потенциалах на входах последних и нулевой потенциал при равных потенциалах на первом и втором входах элементов ИСКЛЮЧАЮ!!1ЕЕ ИЛИ 7 и 8.

В исходном состоянии на первом входе элемента И 10 единичный потенциал, поскольку ) -три1 гер 12 обнулен.

По каждому импульсу с генератора 6 происходит стробирование элементов

И 10 и 11, а по заднему фронту импульса через элемент НЕ 5 содержимое регистров 1 — 4 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов. В случае, когда сравниваемое число В меньше нижнего допуска

В; <А, то цикл работы устройства осуществляется путем стробирования элементов ИСКЛЮЧАЯ!1!ЕЕ ИЛИ 7 и 8, элемента И 9 сдвига информации в регист. рах 1 — 4. Поскольку В, < С b то вначале сработает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, а единичный потенциал с выхода регистра 3 перепишется по строб-импульсу с выхода генератора

6 через элемент И 11 в З -триггер 15.

Если в результате нескольких сдвигов содержимое старших разрядов в регистрах 1 и 2 будет совпадать, то на выходе элемента ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 7 будет присутствовать нулевой потенциал до тех пор, пока после сдвига на выходе старшего разряда регистра 1 появится потенциал

"1", а на выходе регистра 2 — потенциал "0". При этом по переднему фронту импульса с выхода генератора

6 через элемент И 10 происходит перезапись "1" с выхода старшего разряда регистра 1 в Э -триггер 12, на выходе которого появляется единичный потенциал.!

260943

Срабатывает элемент ИЛИ-HK 16, на выходе которого появляется нулевой потенциал, блокирующий по первому входу элемент И 10. Кроме того, срабатывает элемент ИЛИ 18, с выхода которого по переднему фронту сигнала запускается формирователь 20. На выходе 25 устройства появляется выходной синхронизирующий импульс, свидетельствуя внешнему. устройству о готовности к съему результата сравнения с выхода 26 дешифратора

19. При этом на первом и четвертом входе дешифратора 19 единичный потенциал, а на остальных входах нулевой потенциал. Срабатывает элемент

И 33 (фиг.2), на выходе 26 которого единичный потенциал, свидетельствующий о том, что сравниваемое число В меньше нижнего допуска А

1 н.д

По переднему фронту сигнала с пе рв ого выхода формирователя 2 0 генератор 6 прекращает формирование импул всов . По заднему фронту сигнала со второго выхода формиров ателя 2 0 происходит обнуление четвертого регистр а и всех триггеров 1 2 — 1 5 .

Устройство готово к сравнению следующего числа . Таким образом, при разрядности и сравниваемых чисел ЗО в случае кода В,. < A „ > результат сравнения на выходе 2 6 устройства появится досрочно через тактов, причем n < m, при этом отпадает нео бходимос ть дальнейшего сдвига со- З5 держимого регистров .

В случае, когда сравниваемое число В, равно нижнему допуску

В,- = A„ > после записи допусков и

В ; в соответствующие регистры и 40 запуска на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 потенциалы будут совпадать при сдвигах, поскольку в с е соответствующие разряды чисел В

1 и A„> совпадают. На выходе элемен- 45 та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 постоянно нулевой потенциал. Триггеры 12 и 13 не изменяют своего состояния. При сдвигах содержимого в регистрах 2 и 3 возможна ситуация, когда сработает 50

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, далее элемент

И 11 по импульсу с генератора 6, а затем возможна установка в "1" триггера 15 при наличии единичного потенциала на его D -входе. Однако, досрочного запуска формирователя

20 не произойдет, а сдвиг содержимо" го регистров 1 — 4 в сторону старщего разряда будет происходить qo тех пор пока записанная вначале цикла "!" в младший разряд регистра 4 не сдвинется н старший разряд, а на первом входе элемента И 9 появится "!" . По (m-1)-му импульсу с генератора 6 срабатывает элемент И 9, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 18 запускает формирователь

20, по переднему фронту сигнала с первого выхода которого генератор

6 прекращает формирование импульсов.

Внешнее устройство по синхросигналу с выхода 25 принимает решение о сравнении с выхода 27 устройства, поскольку ранее сработал элемент

И 34, (В, = А > )..По заднему фронту импульса со второго выхода формирователя 20 регистр 4 и триггеры обнуляются. Устройство готово к приему следующего числа В,.

Случай, когда исследуемое число

В больше нижнего допуска A„ и меньше верхнего допуска С д .Анало— гично предыдущим случаям по входу

24 запуска поступает импульс запуска цикла (фиг.За). По переднему фронту сигнала в младший разряд сдвигового регистра 4 записывается

"1", а в сдвигавые регистры 1 — 3 соответственно записываются значения нижнего допуска A„, сравниваемое число В; и значение верхнего допуска С . По заднему фронту сигнала запускается генератор 6 (фиг.Зб). По каждому импульсу с генератора 6 происходит стробирование первого, второго и третьего элементов И 9 — ll, а по заднему фронту импульса содержимое регистров 1

4 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов.

В результате сдвигов информации в регистрах 1 и 2 вначале срабатывает элемент ИСК!Г)ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, так как В. < С, то на информационном входе триггера 15 единичный потенциал, который переписывается в триггер 15 по переднему фронту сигнала с выхода генератора 6 через элемент И 11. После установки тригге. ра 15 в единичное состояние нулевьм потенциалом с его инверсного выхода блокируется по третьему входу элемент И 11 (фиг.Зв) . При дальнейшем сдвиге информации в регистрах 1 — 4 срабатывает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

7, а так как В, А„, то единичный

5 126094 потенциал с выхода регистра 2 пере пишется н 1) -триггер 13 по стробимпульсу с выходя генератора 6 че— рез элемент И 10 (фиг.3т). Единич— ный потенциал с выхода тригггера

13 поступает на вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 16 и 17 и дешифратора

19. Срабатывает элемент И 17, поскольку ранее на его первый вход поступил единичный потенциал с пря- l0 мого выхода триггера 15. Сигнал с выхода элемента И 17 через элемент

ИЛИ 18 запускает формирователь 20, по переднему фронту сигнала с пер-вого выхода которого генератор 6 прекращает формирование импульсов„

В дешифраторе 19 срабатывает элемент

И 35, а на выходе 28 устройства появляется единичный потенциал. Внешнее устройство по сигналу с выхода 20

25 принимает решение о сравнении с выхода 28 устройства. По заднему фронту с второго выхода формирователя устройство приходит н исходное состояние. Результат сравнения 25 сформируется через (п (m) тактов.

Случай, когда сравниваемое число В. равно верхнему допуску В

1 1

= С . После записи допусков А,>, С и числа В- в соответствующие

1 регистры,"1" в младший разряд регистра 4 и запуска устройства по входу 24 информации в регистрах 1

4 сдвигается в сторону старших разрядов. При сдвигах возникает ситуация, когда срабатывает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, а поскольку В; ) A„>, то единичный потенциал с выхода регистра 2 поступает на информационный вход D -триг- 40 гера 13. По строб-импульсу с генератора 6 через элемент И 10 единичный потенциал переписывается в триггер

13 ° Дальнейшие сдвиги содержимого регистра в 1,2,3,4 будут происходить до тех пор,пока записанная вначале цикла 1 в младший разряд регистра 4 не сдвинется в старший разряд, а на первом входе элемента

И 9 появится "1". По (m-1)-му импульсу с генератора 6 срабатывает элемент И 9, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 18 запускает формирователь 20, по переднему фронту сигнала с первого выхода которого генератор 6 прекращает формирование импульсов. Внешчее устройство по синхросигналу с выхода 25 принимает

3 6 решение В = Г > п сравнении с выхода 29 устройства, поскольку ранее сработал элемент И 36 дешифратора

19. По заднему фронту импульса со второго выхода формирователя 20 устройство приходит в исходное состояние.

Случай, когда сравниваемое число

В больше верхнего допуска В.>С

1 S.д.

После записи "1" н младший разряд регистра 4 и соответствующих допусков и числа В; в соответствующие регистры 1 — 3 по сигналу запуска по входу 24 запускается генератор 6 ° 11икл работы устройства повторяется как и в предыдущих случаях путем стробирования элементов ИСКЛЮ ЧАИЩЕЕ ИЛИ 7 и 8, элемента И 9 и сдвига информации в регистрах. Поскольку В ) С, то в результате

1 сдвигов содержимое старших разрядов в регистрах 2 и 3 будут совпадать до тех пор пока п,зсле сдвига на выходе старшего разряда регистра 2 появится потенциал "1", а на выходе регистра 3 — потенциал "0". При этом по переднему фронту импульса с генератора 6 через элемент И 11 происходит перезапись "1" с выхода старшего разряда регистра 2 в триггер 14, сигналом с выхода которого через элемент ИЛИ 18 запускается формирователь 20. На выходе 25 устройства появляется выходной синхрониэирующий импульс, свидетельствуя внешнему устройству о формировании:: результата сравнения В., o С на выходе 30 менее чем за 1„тактов. По заднему фронту сигнала со второго выхода формирователя 20 устройство приходит в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство для сравнения чисел с допусками, содержащее первый, второй и третий сдвиговые регистры, триг- ° геры, элементы И, дешифратор, генератор импульсов, вход запуска которого является входом запуска устройства, входы нижнего и верхнего до— пусков устройства подключены к установочным входам соответственно первого и второго сдвиговых регистров, выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму входам дешифратора, пря мой выход третьего триггера подклюI 2609. л чен к первому входу первого элемен-. та И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, триггеры выполнены в виде

D-триггеров, и в устройство введе- 5 ны четвертый сдвиговый регистр, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, формирователь импульсов, элемент НЕ, причем информационные входы устройства соединены с установочными входами третьего сдвигового регистра, выход старшего разряда которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с информационными входами второго и четвертого D -триггеров, выход старшего разряда первого сдвигового регистра соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ и с информационным входом первого D -триггера, выход которого дополнительно подключен к первым входам элементов ИЛИ и ИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход соединен с. синхровходами первого и второго D -триггеров, выход второго В -триггера дополнительно подключен к вторым входам элемента

ИЛИ-НЕ и первого элемента И, выход . которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого 35 соединен с выходом четвертого

D-триггера и третьим входом дешифратара, четвертый вход катарага подключен к прямому выходу третьего триггера, информационный вход катарога соединен с выходом старшега разряда второго сдвигового регистра и вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера, а выход соединен с синхровходами третьего и четвертого Р -триггеров, вход запуска устройства дополнительно подключен к синхравходам первого, второго и третьего регистров и входу установки в"1" младшего разряда четвертого сдвигового регистра, выход старшего разряда которого соединен с пятым входом дешиАратара и первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к четвертому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки в "О" четвертога сдвиговаго регистра и всех

D-òðèããåðîâ, а второй выход является выходом конца работы устройства и подключен к входу останова генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и третьими входами второго и третьего элементов И и через элемент HE — с входами управленич сдвигом всех сдвиговых регистров, выходы дешифратара являются выходами устройст— ва

1260943

&v рЕгостра М

Фиг. Я

Составитель Е,Иванова

Редактор Т.Парфенова Техред А. Кравчук Корректор Е. Сирохман

Заказ 5232/49 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4