Компаратор двоичных чисел

Авторы патента:

G06F7/02 - сравнение цифровых данных (G06F 7/06,G06F 7/38 имеют преимущество; поиск информации G06F 17/30; сравнение параметров импульсов вообще H03K 5/22)

Владельцы патента RU 2626329:

Козелков Олег Александрович (RU)

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей компаратора двоичных чисел за счет обеспечения возможности выбора среднего из трех двоичных двухразрядных чисел, а также минимального или максимального из двух двоичных двухразрядных чисел. Компаратор двоичных чисел содержит шесть входов устройства 1, 2, 3, 4, 5, 6, два выхода устройства 7, 8, два мажоритарных элемента 9, 10, три мультиплексора 11, 12, 13, три элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 14, 15, 16, элемент НЕ 17. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления.

Известны устройства селекции максимального из двух двоичных чисел (см., например, патент РФ 2298219, МПК G06F 7/02, G06F 7/06, 2007 г.), которое содержит два элемента И, два элемента ИЛИ, два импликатора.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства селекции максимального из двух двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что оно позволяет выполнять селекцию только максимального из двух двоичных чисел.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип компаратор двоичных чисел (патент РФ 2300131, МПК G06F 7/02, 27.05.2007 г., содержащий четыре входа устройства, два выхода устройства, два элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем первый вход устройства соединен с первым входом первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход устройства соединен с первым входом второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного компаратора двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что он позволяет выполнять селекцию только минимального из двух двоичных чисел.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей компаратора двоичных чисел за счет обеспечения возможности выбора среднего из трех двоичных двухразрядных чисел, а также минимального или максимального из двух двоичных двухразрядных чисел.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что компаратор двоичных чисел, содержащий четыре входа устройства, два выхода устройства, два элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем первый вход устройства соединен с первым входом первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход устройства соединен с первым входом второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, дополнительно содержит пятый и шестой входы устройства, третий элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, два мажоритарных элемента, элемент НЕ, три мультиплексора, причем первый вход устройства соединен с первым входом первого мажоритарного элемента, второй вход устройства соединен со вторым входом первого мажоритарного элемента, третий вход устройства соединен с третьим входом первого мажоритарного элемента и первым входом третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, четвертый вход устройства соединен с первым информационным входом первого мультиплексора, пятый вход устройства соединен с первым информационным входом второго мультиплексора, шестой вход устройства соединен с первым информационным входом третьего мультиплексора, выход первого мажоритарного элемента соединен с первым выходом устройства, вторыми входами первого, второго и третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и через элемент НЕ - со вторыми информационными входами первого, второго и третьего мультиплексоров, выход первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с управляющим входом первого мультиплексора, выход второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с управляющим входом второго мультиплексора, выход третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с управляющим входом третьего мультиплексора, выход первого мультиплексора соединен с первым входом второго мажоритарного элемента, выход второго мультиплексора соединен со вторым входом второго мажоритарного элемента, выход третьего мультиплексора соединен с третьим входом второго мажоритарного элемента, выход которого соединен со вторым выходом устройства.

На чертеже представлена схема компаратора двоичных чисел, который содержит шесть входов устройства 1, 2, 3, 4, 5, 6, два выхода устройства 7, 8, два мажоритарных элемента 9, 10, три мультиплексора 11, 12, 13, три элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 14, 15, 16, элемент НЕ 17. Элементы схемы соединены следующим образом: первый вход устройства 1 соединен с первым входом первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 и с первым входом первого мажоритарного элемента 9, второй вход устройства 2 соединен с первым входом второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 15 и со вторым входом первого мажоритарного элемента 9, третий вход устройства 3 соединен с третьим входом первого мажоритарного элемента 9 и первым входом третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 16, четвертый вход устройства 4 соединен с первым информационным входом первого мультиплексора 11, пятый вход устройства 5 соединен с первым информационным входом второго мультиплексора 12, шестой вход устройства 6 соединен с первым информационным входом третьего мультиплексора 13, выход первого мажоритарного элемента 9 соединен с первым выходом устройства 7, вторыми входами первого, второго и третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 14, 15, 16 и через элемент НЕ 17 - со вторыми информационными входами первого, второго и третьего мультиплексоров 11, 12, 13, выход первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 соединен с управляющим входом первого мультиплексора 11, выход второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 15 соединен с управляющим входом второго мультиплексора 12, выход третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 16 соединен с управляющим входом третьего мультиплексора 13, выход первого мультиплексора 11 соединен с первым входом второго мажоритарного элемента 10, выход второго мультиплексора 12 соединен со вторым входом второго мажоритарного элемента 10, выход третьего мультиплексора 13 соединен с третьим входом второго мажоритарного элемента 10, выход которого соединен со вторым выходом устройства 8.

Работа предлагаемого компаратора двоичных чисел осуществляется следующим образом.

Устройство сравнивает три двоичных двухразрядных числа А, В и С, двоичные двухразрядные коды которых соответственно (a₁a₀), (b₁b₀), (c₁c₀), где a₁, b₁, c₁ - старшие разряды. На входы устройства эти сигналы подаются следующим образом: на вход 1 - сигнал a₁, на вход 2 - сигнал b₁, на вход 3 - сигнал c₁, на вход 4 - сигнал а₀, на вход 5 - сигнал b₀, на вход 6 - сигнал с₀.

Мажоритарные элементы формируют на своих выходах сигнал, которого больше на входах. Элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 14, 15, 16 сравнивают значение сигнала на выходе первого мажоритарного элемента 9 со значением сигнала, поступающего на его второй вход, и формируют на своем выходе сигнал «0», если сигналы, поступающие на его входы, равны, и сигнал «1», если они не равны.

Мультиплексоры 11, 12, 13 имеют два информационных входа (1 и 2) и управляющий вход (y). При y=0 на выход мультиплексора передается значение сигнала с первого информационного входа, а при y=1 - со второго информационного входа.

На выходах 7 и 8 формируется двоичный код среднего по положению среди упорядоченных значений сравниваемых чисел двоичного двухразрядного числа. Например, для значений А=1, В=2, С=0 упорядоченные значения в порядке возрастания У_пор=(0,1,2), среднее значение будет 1. Для значений А=0, В=1, С=0 упорядоченные значения в порядке возрастания У_пор=(0,0,1), среднее значение будет 0, и т.д.

Для выбора наименьшего из двух двоичных двухразрядных чисел А и В на входы 3 и 6 подается сигнал «0», а для выбора наибольшего из двух двоичных двухразрядных чисел А и В на входы 3 и 6 подается сигнал «1». На выходах 7 и 8 устройства формируются коды выбранного двоичного числа.

В таблице приведены значения сигналов на выходах устройства и на выходах всех элементов схемы для всех возможных значений входных сигналов.

Сравнение характеристик прототипа и заявляемого устройства показывает, что заявленное устройство имеет более широкие функциональные возможности, т.к. позволяет производить выбор среднего из трех двоичных двухразрядных чисел, а также минимального или максимального из двух двоичных двухразрядных чисел.

Использованные источники

1. Устройство селекции максимального из двух двоичных чисел. RU №2298219 С1, МПК G06F 7/02, G06F 7/06, заявлено 02.12.2005, опубликовано 27.04.2007.

2. Компаратор двоичных чисел. RU №2300131, МПК G06F 7/02, заявлено 10.01.2006, опубликовано 27.05.2007.

Компаратор двоичных чисел, содержащий четыре входа устройства, два выхода устройства, два элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем первый вход устройства соединен с первым входом первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход устройства соединен с первым входом второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, отличающийся тем, что дополнительно содержит пятый и шестой входы устройства, третий элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, два мажоритарных элемента, элемент НЕ, три мультиплексора, причем первый вход устройства соединен с первым входом первого мажоритарного элемента, второй вход устройства соединен со вторым входом первого мажоритарного элемента, третий вход устройства соединен с третьим входом первого мажоритарного элемента и первым входом третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, четвертый вход устройства соединен с первым информационным входом первого мультиплексора, пятый вход устройства соединен с первым информационным входом второго мультиплексора, шестой вход устройства соединен с первым информационным входом третьего мультиплексора, выход первого мажоритарного элемента соединен с первым выходом устройства, вторыми входами первого, второго и третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и через элемент НЕ - со вторыми информационными входами первого, второго и третьего мультиплексоров, выход первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с управляющим входом первого мультиплексора, выход второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с управляющим входом второго мультиплексора, выход третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с управляющим входом третьего мультиплексора, выход первого мультиплексора соединен с первым входом второго мажоритарного элемента, выход второго мультиплексора соединен со вторым входом второго мажоритарного элемента, выход третьего мультиплексора соединен с третьим входом второго мажоритарного элемента, выход которого соединен со вторым выходом устройства.

Изобретение относится к способам и системам для приближенного сравнения строк в базе данных с добавляемой записью в базу данных, находящуюся в сети обслуживания банковских карт.

Устройство селекции экстремального числа из двух двоичных чисел // 2622841

Компаратор двоичных чисел // 2621280

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики и функциональных узлов систем управления. Технический результат заключается в упрощении устройства за счет уменьшения числа типов используемых логических элементов.

Устройство селекции двоичных чисел // 2620991

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. Техническим результатом является обеспечение возможности выбора среднего из трех двоичных двухразрядных чисел, а также минимального или максимального из двух двоичных двухразрядных чисел.

Устройство для выбора оптимальных решений методом главного критерия // 2620990

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к устройствам для выбора оптимальных решений, и может найти применение при выборе оптимальных решений как при проектировании, так и в процессе эксплуатации различных больших и сложных систем.

Способ диагностики патологии околоносовых пазух путем распознавания образов // 2585700

Изобретение относится к медицине, рентгенографии, цифровым методам обработки изображений и статистическим методам распознавания образов, может быть использовано для диагностики патологий верхнечелюстных и лобных пазух.

Пятикаскадная коммутационная система // 2553064

Изобретение относится к области радиотехники и цифровой техники и может быть использовано при создании коммутационных систем различной размерности, в том числе и полнодоступных высокочастотных коммутаторов.

Способ пространственно-временной коммутации // 2530673

Изобретение относится к области телекоммуникаций и может быть использовано для построения цифровых систем коммутации. Технический результат заключается в снижении загрузки ЭВМ цифровой системы коммутации.

Устройство сравнения двоичных чисел // 2507564

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых компараторах, ассоциативных процессорах и машинах баз данных. Техническим результатом является упрощение устройства за счет обеспечения однородности аппаратурного состава.

Устройство сравнения двоичных чисел // 2504825

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. Техническим результатом является упрощение устройства.

Способ выбора шумовых диодов с использованием измерительного устройства для генератора случайных чисел // 2642351

Изобретение относится к генераторам случайных чисел (ГСЧ) и может быть использовано для генерации случайных цифровых последовательностей в различной радиоизмерительной аппаратуре и системах тестирования каналов обмена информацией, датчиков случайных чисел, средств криптографической защиты информации. Техническим результатом является упрощение процесса подготовки ГСЧ к последующей работе. Способ содержит этапы, на которых устанавливают перечень статистических характеристик числовой последовательности, включающий, по крайней мере, математическое ожидание и дисперсию частоты появления логической единицы в битовой числовой последовательности; для каждого диода из набора однотипных диодов: отмечают диод из набора однотипных диодов; устанавливают диод в генератор аналогового шума измерительного устройства; получают статистические характеристики числовой последовательности, относящиеся к отмеченному диоду, на выходе измерительного устройства; сохраняют данные о статистических характеристиках отмеченного диода; выбирают пару диодов из набора, осуществляя следующие действия: отмечают пары диодов, имеющих максимальную разницу математического ожидания с идеальным значением и минимальную разницу значений математического ожидания в паре; выбирают из совокупности пар диодов с минимальной разницей значений математического ожидания пару диодов, имеющих минимальную разницу значений дисперсии, определяют положение диодов выбранной пары в генераторах аналогового шума генератора случайных чисел, осуществляя следующие действия: устанавливают на основе случайного выбора диоды из выбранной пары в генераторы аналогового шума, отмечают сведения об установленных диодах для каждого генератора аналогового шума (положение 1), получают математическое ожидание числовой последовательности на выходе генератора случайных чисел, сохраняют его значение, меняют местами диоды в генераторах аналогового шума, отмечают сведения об установленных диодах для каждого генератора аналогового шума (положение 2), получают математическое ожидание числовой последовательности на выходе генератора случайных чисел, сравнивают значения математического ожидания числовой последовательности на выходе генератора случайных чисел для положения 1 и положения 2, выбирают положение диодов с наименьшим отклонением от заданного значения математического ожидания и с наименьшим отклонением от заданного значения дисперсии числовой последовательности на выходе генератора случайных чисел, устанавливают диоды в выбранное положение в генераторы аналогового шума для последующего использования в генераторе случайных чисел. 2 ил., 4 табл.