Устройство для сравнения двоичных чисел
OnИСЛНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 563674
Союз Советских
Социалистимеских
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.10.75 (21) 2178683/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 30.06.77. Бюллетень № 24
Дата опубликования описания 14.07.77 (51) М. Кл.- G 06F 7/04
".осударстееииый комите1
Совета Иииистрое СССР по делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 687.325(088.8) Л. Л. Балашов, А. С. Карлкка, E. А. Евсеев и А. Н. Горбунов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств систем контроля и обработки информации.
Известно устройство для сравнения двоичных чисел (1), содержащее генератор тактовых импульсов, .реверсивные счетчики, дешифраторы, триггеры, схемы И и схему задержки.
Это устройство позволяет проводить сравнение двух чисел или кодов А и В и решает задачу определения условия А )В, А=В, А ( (В. Однако указанное устройство не обеспечивает сравнения следующих друг за другом чисел, заданных последовательностью импульсов, и получения наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел.
Известно устройство для сравнения следующих друг за другом чисел (2), содержащее счетные регистры, триггеры, генератор импульсов, схемы И, ИЛИ, НЕ, линию задержки. Это устройство обеспечивает сравнение следующих друг за другом чисел, заданных последовательностью импульсов, выделение наибольшего из сравниваемых чисел, но не позволяет выделить наименьшее из сравниваемых чисел.
Наиболее близкое по техническому решению к изобретению устройство для сравнения двоичных чисел содержит элементы И, ИЛИ, триггер, элементы задержки, двоичный счетчик с суммирующим входом, выходы которого через группу элементов И перезаписи соединены с входами двоичного счетчика с вычитающим входом, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента
И, а его вход установки в нулевое состояние соединен с шиной сброса, подключенной через первый элемент задержки к входу установки в единичное состояние триггера и к другим входам группы элементов И перезаписи (3).
Недостатками этого устройства являются ограниченные функциональные возможности в связи с отсутствием информации, позволяющей следить за характером изменения чисел в течение времени их поступления на вход устройства, определять номер наибольшего (наименьшего) из чисел и момент поступления наибольшего (наименьшего) числа, и сложность устройства, вызванная необходимостью использования многовходо вой схемы
ИЛИ, подключенной входами к разрядным выходам первого регистра. При сравнении больших чисел схема ИЛИ усложняется, ста25 новится многозвенной, многоступенчатой, что усложняет устройство и понижает его надежность.
Цель изобретения — упрощение устройства и расширение его функциональных возможно30 стей.
563674
Это достигается тем, что в устройстве информационный вход двоичного счетчика с суммирующим входом подключен к выходу элемента ИЛИ, а его вход установки в единичное состояние соединен с выходом второго элемента И, один из входов которого через второй элемент задержки подключен к выходу первого элемента задержки, а другой вход второго элемента И соединен с одним из входов третьего и четвертого элементов И, с вторым входом установки в единичное состояние триггера и первой шиной управления устройства; вторая шина управления устройства соединена с одними из входов пятого и шестого элементов И и с входом установки в нулевое состояние триггера, прямой выход которого подключен к входам первого, третьего и четвертого элементов И, инверсный выход триггера соединен с входами пятого и шестого элементов И, а его счетный вход — с выходом переполнения двоичного счетчика с вычитающим входом; информационная шина устройства подключена к входам первого, третьего и пятого элементов И, выходы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с входами элемента ИЛИ.
Структурная схема устройства приведена на чертеже.
Устройство содержит двоичный счетчик 1 с вычитающим входом и двоичный счетчик 2 с суммирующим входом, триггер 3, группу элементов И 4 перезаписи, элементы И 5 — 10, элемент ИЛИ 11, элементы 12, 13 задержки, шины 14, 15 управления, информационную шину 16, шину 17 сброса.
Работает устройство следующим образом.
В исходном положении разряды двоичных счетчиков 1, 2 находятся в единичном состоянии. При подаче, разрешающего потенциала на шину 14 управления выборки наибольшего из следующих друг за другом чисел открываются по второму входу элемент И 7, по первому входу элемент И 10 и устанавливается в нулевое состояние триггер 3. Разрешающим потенциалом нулевого выхода триггера 3 открываются по третьему входу элемент И 7 и по второму входу элемент И 10. Первое число, поступающее на информационную шину
16, через элемент И 7, ИЛИ 11 поступает на информационный вход счетчика 2. В этом счетчике записывается число на единицу меньше входного, так как в исходном положении все разряды счетчика были установлены в единичное состояние. Импульс сброса, поступающий после числа на шину 17, через элемент И 10 подается на первый выход устройства и через элемент ИЛИ 11 на информационный вход счетчика 2, увеличивая записанное в нем число на «1». Таким образом в счетчике 2 будет записано первое число. Импульс сброса также устанавливает в нулевое состояние счетчик 1, а затем, поступая через элемент 12 задержки на вторые входы группы элементов И 4 перезаписи и на единичный вход триггера 3, перезаписывает содержимое
ЗО
4 счетчика 2 в счетчик 1 и переводит триггер 3 в единичное состояние, При этом запрещающим потенциалом нулевого выхода триггера
3 закрываются элементы И 7 и 10, разрешающим потенциалом единичного выхода открывается по второму входу элемент И 5. Импульсы, соответствующие следующему (второму) числу, поступают через элемент И 5 на информационный вход счетчика 1 и уменьшают его содержимое до «О». После того, как разряды счетчика 1 установятся в нулевое состояние, с приходом очередного импульса на информационный вход счетчика 1 на его выходе появляется импульс переполнения, поступающий на счетный вход триггера 3 и возвращающий его в нулевое состояние. При этом закрывается элемент И 5, открывается элемент И 7 и остальные импульсы второго числа, соответствующие разности сравниваемых двоичных чисел, начинают подаваться на информационный вход счетчика 2, увеличивая его содержимое. Величина разности, внесенная в счетчик 2, на «1» меньше действительного значения разности сравниваемых чисел, так как импульсы, увеличивающие содержимое счетчика 2, начинают поступать на его информационный вход не после обнуления, а после переполнения счетчика 1. Поступающий после второго числа импульс сброса через элемент И 10 попадает на первый выход устройства и через элемент ИЛИ,11 на информационный вход счетчика 2, увеличивая его содер кимое на «1». Импульс сброса также стирает содержимое счетчика 1, перезаписывает в него двоичное число, записанное в счетчике
2, которое является результатом сравнения, и устанавливает в единичное состояние триггер
3. При этом закрываются элементы И 7, 10 и открывается элемент И 5.
Если второе число меньше первого или равно ему, то содержимое счетчика 2 не изменяется и в нем остается записанным первое число. При поступлении на информационную шину 16 устройства следующего сравниваемого числа операция сравнения проводится аналогично и результат сравнения всегда оказывается записанным в счетчике 1.
Таким образом, если разрешающий потенциал на шине 14 управления выборки наибольшего из следующих друг за другом чисел, то в результате в счетчике 1 будет записано наибольшее из всех поступивших на информационную шину чисел. На первом выходе устройства в моменты подачи сигналов сброса появляются импульсы каждый раз, когда поступившее на информационную шину число будет больше всех предыдущих чисел.
При подаче, разрешающего потенциала на шину 15 управления выборки наименьшего из следу.ющих друг за другом чисел открываются по вторым входам элементы И 6, 9, по первому входу элемент И 8 и устанавливается в единичное состояние триггер 3. Разрешающим потенциалом его единичного выхода открываются по вторым входам элементы И 5, 8 и по
563674
5 третьему входу элемент И 6. Первое число, поступающее на информационну о шину 16, через элементы И 6, ИЛИ 11 проходит на информационный вход счетчика 2. В счетчике
2 записывается число на единицу меньше входного, так как в исходном положении все разряды счетчика были установлены в единичное состояние. Импульс сброса, поступающий после числа на шину 17, через элемент И
8 попадает на второй выход устройства и через элемент ИЛИ 11 на информационный вход счетчика 2, увеличивая записанное в нем число на «1». Таким образом в счетчике 2 будет записано первое число. Импульс сброса также устанавливает в нулевое состояние счетчик 1, а затем переписывает содержимое счетчика 2 в счетчик 1, подтверждает единичное состояние триггера 3 и через элемент 13 задержки и элемент И 9 устанавливает счетчик
2 в исходное (единичное) состояние. Импульсы, соответствующие следующему (второму) числу, поступают через элементы И 6, ИЛИ
11 на информационный вход счетчика 2, а через элемент И 5 на информационный вход счетчика 1, уменьшая его содержимое.
Если поступающее (второе) число меньше записанного (первого) в счетчике 1, то импульс сброса, приходящий после числа, проходит через элемент И 8 на второй выход устройства и через элемент ИЛИ 11 на информационный вход счетчика 2, увеличивая его содержимое на «1». Таким образом в счетчике
2 будет записано второе число.
Если поступающее на информационную шину 16 второе число больше записанного в счетчике 1, то содержимое счетчика 1 уменьшается до «0». К моменту обнуления счетчика
1 в счетчик 2 запишется число на «1» меньше первого числа. После того, как разряды счетчика 1 установятся в нулевое состояние, с поступлением очередного импульса на информационные входы счетчиков 1 и 2, содержимое счетчика 2 увеличится на «1», а на выходе счетчика 1 появится импульс переполнения, который пройдет на счетный вход триггера 3 и установит его в нулевое состояние. При этом закроются элементы И 5, 6, 8 и прекратится поступление импульсов на информационные входы счетчиков. В результате в счетчике 2 будет записано меньшее (первое) число. Импульс сброса стирает содержимое счетчика 1, затем перезаписывает в счетчик 1 двоичное число, записанное в счетчике 2, которое является результатом сравнения, и устанавливает в единичное состояние триггер 3. После этого импульс сброса через элемент 13 задержки и элемент И 9 устанавливает в исходное (единичное) состояние счетчик 2. В результате в счетчик 1 будет записано наименьшее из следующих друг за другом чисел. При поступлении на информационную шину 16 устройства следующего сравниваемого числа операция сравнения проводится аналогично и результат сравнения всегда оказывается записанным в счетчике 1.
З0
6
Таким образом, если разрешающий потенциал на управляющей шине 15 выборки наименьшего из следующих друг за другом чисел, то в результате в счетчике 1 будет записано наименьшее из всех поступивших на информационную шину чисел. При этом на втором выходе устройства в моменты подачи сигналов сброса появляются импульсы каждый раз, когда поступившее на информационную шину число будет меньше предыдущих чисел.
В предложенном устройстве, выдаваемая с первого или второго выходов устройства, информация отражает характер изменения (увеличение или уменьшение) приходящих на информационную шину чисел в течение всего времени поступления чисел. Информация с выходов устройства позволяет также определять номер наибольшего (наименьшего) числа из поступающей серии чисел, определять моменты поступления наибольшего (наименьшего) числа. Выдаваемая информация может использоваться в системах контроля и обработки информации, в системах регулирования и управления.
Формула изобретения
Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее элементы И, ИЛИ, триггер, элементы задер>кки, двоичный счетчик с суммирующим входом, выходы которого через группу элементов И перезаписи соединены с входами двоичного счетчика с вычитающим входом, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента И, а его вход уста повии в нулевое состояние соединен с шиной сброса, подключенной через первый элемент задержки к входу установки в единичное состояние триггера и к другим входам группы элементов И перезаписи, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения класса решаемых задач, в нем информационный вход двоичного счетчика с суммирующим входом подключен к выходу элемента ИЛИ, а его вход установки в единичное состояние соединен с выходом второго элемента И, один из входов которого через второй элемент задержки подключен к выходу первого элемента задержки, а другой вход второго элемента И соединен с одним из входов третьего и четвертого элементов И, с вторым входом установки в единичное состояние триггера и первой шиной управления устройства, вторая шина управления устройства соединена с одними из входов пятого и шестого элементов И и с входом установки в нулевое состояние триггера, прямой выход которого подключен к входам первого, третьего и четвертого элементов И, а инверсный выход триггера соединен с входами пятого и шестого элементов И, а его счетный вход — с выходом переполнения двоичного счетчика с вычитающим входом, информационная шина уст563674
Составитель В. Белкин
Текред И. Карандашова
Редактор И. Грузова
Корректор Н. Аук
Заказ 1544/4 Изд. Мз 564 Тираж 818 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 5К-35, Раушокая наб., д. 4/5
Типогра фия, пр. Сапунова, 2 ройства подключена к входам первого, третьего и пятого элементов И, выходы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с входами элемента ИЛИ.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1, Авторское свидетельство СССР М 409218, кл. G 06F 7/04, 30.11.73 (аналог).
2. Авторское свидетельство СССР № 370604, кл. G 06F 7/02, 15.02.73 (аналог).
3. Авторское свидетельство СССР ¹ 446055, кл. G 06F 7/04, 05.10.74.
