Устройство для сравнения двоичных чисел

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной .технике и может быть использовано в многопроцессорных ЭВМ при реализации технических средств доступа процессоров и вводно-вьтодных устройств к разделяемым ресурсам (общим шинам ВВУ), а также при создании аппаратных средств обработки статистической информации. Целью изобретения является повьппение быстродействия устройства для сравнения двоичных чиг1 сел. Устройство содержит регистры i, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2, , элементы И-НЕ 3, элементы ИЛИ-НЕ 4, элементы ИЛИ 5, элемент И 6, Устройство обеспечивает совмещенный анализ одноименных разрядов сравниваемых чисел С формированием сигналов управления режимом кольцевых регистров сдвига каналов, | 1 ил. сл

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (sl) 4 G 06 Г 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4138565/24-24 (22) 20 ° 10.86 (46) 15.07.88, Бюл. В 26 (71) Институт технической кибернетики

АН БССР (72) М.М.Маханек и В.Е.Чернявский (53) 681.325.5(088.8) (56.) Авторское свидетельство СССР

У 478303, кл. G 06 F 7/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 1168926, кл. 0 06 F 7/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧ

НЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной .технике и может быть использовано в многопроцессорных

„„SU„„1430020 д1

ЭВМ при реализации технических средств доступа процессоров и вводно-выводных устройств к разделяемым ресурсам (общим шинам ВВУ}, а также при создании аппаратных средств обработки статистической информации. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства для сравнения двоичных чи . сел. Устройство содержит регистры 1, элементы ИСКЛВЧА1ОЩЕЕ ИЛИ 2, .элементы

И-НЕ 3, элементы ИЛИ-НЕ 4, элементы

ИЛИ 5, элемент И 6. Устройство обеспечивает совмещенный анализ одноименных разрядов сравниваемых чисел с формированием сигналов управления режимом

И2 кольцевых регистров сдвига каналов.

1 ил.

1410020

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в многопроцессорных ЭВМ при реализации технических средств доступа процессоров и вводно"выводных

5 устройств к разделяемым ресурсам (общим шинам ВВУ),,а также при создании аппаратных средств обработки статистической информации.

ФQ

Цель изобретения - повышение быст( родействия устройства, На чертеже представ. лена функциональная схема предлагаемого устройства. !5

Устройство содержит регистры l элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2, элементы

И-НЕ 3, элементы ИЛИ-НЕ 4, элементы

ИЛИ 5, элемент И 6, вход 7 задания режима устройства, вход 8 сравниваемых двоичных чисел, информационные выходы

9 устройства, выход 10 индикации, тактовый вход 11„ вход 12 задания режима, Устройство работает следующим 25 образом.

Перед началом работы в кольцевые регистры I сдвига со входов 8 устройства заносятся исходные двоичные числа, подлежащие сравнению, При поиске ! максимального числа на вход 7 задания режима устройства подается уровень лог "0", а при поиске минимального числа — уровень лог."1",.

Устройство находит экстремальное (максимальное или минимальное) число

35 за ш тактов, где m - число разрядов регистров 1. ! В течение очередного 1-го такта, где 1 8 1...,,m ) устройство анализирует (ш.1 + 1 )-е разряды сравниваемых чисел.

Рассмотрим режим поиска максимума.

В этом режиме на входе 7 установлен нулевой уровень, 45

Допустим в 1-м такте работы устройства s (m — 1 + 1) разрядах сравниваемых двоичных чисел имеются и нули и единицы.

В этом случае сигнал со старшего выхода i-го регистра 1 совпадает с сигналом на выходе i-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2. Так как на одном из старших выходов регистра 1 присутствовал сигнал лог."1",то на выходе элемента

И-НЕ 3 этого канала будет уровень

55 . лог,"0", который поступит на первые входы всех элементов ИЛИ-НЕ 4 всех каналов, так как их входы соединены по принципу монтажной логики И. На обоих входах элементов ИЛИ-НЕ 4 кана" лов, в старших разрядах регистров 1 которых имеется сигнал лог."0", будут присутствовать нулевые сигналы. Следовательно на выходах элементов

ИЛИ-НЕ 4 этих каналов появится сигнал лог."l", который поступает на вход

12 выбора режима работы регистров.

Допустим, что в 1-м такте работы выходы всех старших разрядов регистров 1 находятся в состоянии лог,"1" ("Q"). Тогда на входы всех элементов

ИЛИ-НЕ 4 всех каналов поступят разноименные сигналы, т..е, на выходах всех элементов ИЛИ-НЕ 4 группы будут нулевые уровни сигналов, которые не исключают регистры 1 из дальнейшего анализа, В конце 1-го такта работы на синхровходы управления всех кольцевых регистров сдвига 1 подается тактовый импульс со входа 11, что приводит к циклическому сдвигу разрядов во всех регистрах, на входы 12 которых поступает сигнал лог."0". Те регистры 1, на входах которых присутствовал сигнал лог."1", будут обнулены. Таким образом, коды в регистрах 1, -не являющиеся максимальными, будут сброшены и не будут влиять на последующий анализ.

Рассмотрим теперь режим поиска манимального кода. В этом режиме на входе 7 устройства имеется сигнал лог, "1". Если в этом режиме хотя бы в одном из регистров присутствовал код нуля, то на выходе элемента ИЛИ этого канала, а значит, и на выходе

10 устройства установится нулевой сигнал, Этот нулевой сигнал исключает выработку тактовых импульсов на входах (не показано) и говорит о наличии в одном из регистров l нулевого кода.

Если же ни в одном из регистров 1 не было нулевого кода, то устронство работает аналогично работе при поиске максимума с той лишь разницей, что элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 преобразует сигнал со старшего выхода регистра 1 своего канала в инверсный. В случае . наличия на старших выходах регистров

1 разноименных сигналов, те регистры, в которых были единичные сигналы, бу дут обнулены. Это приведет к появлению лог, "0" на выходе элемента ИЛИ 5 соответствующего канала. Этот нулевой сигнал с выхода ИЛИ 5 поступит на

14!0020

50 первый вход элемента И-.НЕ 3 канала и обеспечит наличие на его выходе единичного сигнала. Таким образом, при поиске минимума данный канал будет

5 исключен из дальнейшего анализа, Устройство заканчивает свою работу после подачи m-ro импульса со входа 11. При этом те регистры 1, в которых находи" лись экстремальные числа, сохраняет 10 их, а остальные будут обиулены (на выходах элементов ИЛИ 5 соответствующих каналов будут лог, "0").

Работу предлагаемого устройства проиллюстрируем примером поиска мини- 15 мума.

Пусть устройство имеет три кольцевых сдвиговых регистра 1, в которых находятся коды Pl = 110, Р2 = 101, P3 = 100 (старший разряд, расположен- 2р ный слева, не записывается в нижйий разряд регистра).

В первом такте работы на старших выходах всех регистров 1 присутствуют единичные сигналы. На выходах элемен- 25 тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 присутствуют нулевые сигналы. Так как ни в одном из регистров 1 не было нулевого кода, то на первые входы всех элементов И НЕ

3 группы поступают единичные сигналы. 30

На их вторые входы во всех каналах поступят нулевые сигналы, что приведет к появлению сигнала лог. "1" на первых входах всех элементов ИЛИ-НЕ 4 ° Эти единичные сигналы обеспечат на входах З5

12- всех регистров сигналы нулевых уровней. Тактовый импульс, пришедший со входа 7, произведет сдвиг кодов. во всех регистрах, Таким образом, во втором такте работы устройства на первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 2 соответственно первого, второго и третьего каналов поступят логические входе 7 устройства сигнала лог."1" 45 обеспечит на выходах этих элементов соответственно логических сигналов

"0", "1" и "l". Эти сигналы вызовут появление одноименных сигналов на входах второго и третьего элементов

ИЛИ-НЕ 4 и разноименных на входах первого элемента ИЛИ НЕ 4. Поэтому единичныи сигнал сформируется только, на выходе первого элемента ИЛИ-НЕ 4 группы и поступит на вход 12 первого регистра 1 ° После поступления. второго тактового импульса будет произведен сдвиг. Следовательно, на первый вход элемента И-НЕ 3 первого канала поступит сигнал лог."0", который исключит содержимое регистра 1 из дальнейшего анализа. Во втором и третьем каналах на первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 2 поступят соответственно единич" ный и нулевой сигналы. Это приведет к появлению на выходе третьего элемента И-HE 3 сигнала лог,"0", который согласно связи по принципу монтажной логики И с выходами всех элементов

И-НЕ 3 вызовет появление лог."0" на первых входах всех элементов ИЛИ-HE

4 группы. На их вторые входы поступят соответственно единичный, единичный и нулевой сигналы. Поэтому только на выходе третьего элемента ИЛИ-НЕ 4 будет нулевой сигнал. Следовательно, на входы 12 регистров 1 каналов поступят соответственно, единичный, единич« ный и нулевой сигналы. После прихода третьего тактового импульса по входу 7 устройства значения первого и второго регистров будут обнулены, а значение кода 100 третьего регистра 1 после сдвига поступит на выходы 9 в третьем канале. Таким образом, код 100 из всех кодов, поступивших на входы 8 устройства, является минимальным.

Формула изобретения

Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее и кольцевых регистров сдвига, где п — число сравниваемых чисел, и элементов ИЛИ, многовходовый элемент И, и элементов И-НЕ, причем входы сравниваемых чисел устройства соединены с информационными входами соответствующих кольцевых ре» гистров сдвига, синхровходы всех кольцевых регистров сдвига подключены к тактовому входу устройства, выходы разрядов i-го (i = 1,2, °, °,n) кольцевого регистра сдвига подключены к входам i-ro элемента ИЛИ и являются информационными выходами устройства, выходы элементов ИЛИ подключены к входам многовходового элемента И, выход которого является выходом инди». кации устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия в него введены и элементов HCKJX×AH ØÅÅ ИЛИ, и и элементов

ИЛИ-НЕ, причем выход старшего разряда

i-го кольцевого регистра сдвига подключен к первому входу i-ro элемента.

ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с входом задания режима устройства, а выход — с первьжи входами

Составитель Е.Иванова

Редактор А.Долинич Техред Л. Сердюкова Корректор: Л.Патай

Заказ 3480/44

Тираж 704, 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

i-х элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, выход ь-го элемента ИЛИ соединен с вторым входом i-ro элемента И-НЕ, выход которого подключен к вторым входам всех элементов ИЛИ-НЕ, выход i-ro элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом управления режимом i-ro кольцевого регистра сдвига.