Устройство для сравнения двоичных чисел

 

цц641442

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l) Дополнительное к an . свид-ву (22) Заявлено25.01.77 (21} 2445565/18-24

P1) М. 1<л.

GO6 F 7/02 с присоединением заявки № (23) ПриоритетГееудератеенный нватет .

СССР ее делам нзееретеннй н етнрнтнй

Опубликовано05.01.79.Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 07.Ж.79 (53) УДК 681.Ç 5..66(088.8) (72) Автор изобретения.

В. И. Ч имофвев (71) Заявитель (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области автоматики, вычислительной техники и может быть использовано для выбора экстремального значения числа из последовательностей следующих одно из другим чисел, представ-. ленных чнслоимпульсным кодом.

Известно устройство для сравнивания п

)двоичных чисел, содержащее регистры с суммирующим и вычитающим входами, линии задержки, триггер, логические схемы И, ИЛИ (1).

Недостатком устройства является пони- 1О женное быстродействие операции сравнения, обусловленное тем, что каждый импульс сброса должен вначале обнулить регистр с вычнтающим входом, затем переписать содержимое регистра с суммирующим входом в регистр с вычитающим входом и, лишь после этого, обнулить регистр с сум.мирующим входом (при выборе минимального значения). Другим недостатком является то, что в результате сравнения в устройстве хранится только экстремальное зна- щ чение числа.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее два двоичных счетчика, одно. разрядный сумматор, ннвертор, два триггера, элементы И, элемент равнозначности, причем информационные входы первого и второго двоичных счетчиков соединены с выходами первого и второго элементов И соответственно, первые входы которых подключены к входной шине устройства, выходы всех разрядов двоичных счетчиков соединены со входамн элемента равнозначности, выход которого подключен к первому входу установки в единичное состояние первого триггера f2).

Недостатком устройства является пониженное быстродействие, обусловленное тем, что каждый импульс сброса должен вначале обнулить второй регистр (в зависимости от сигналов на шинах выборки наименьшего или наибольшего числа н состояния второго триггера), затем переписатьсодержимое первого регистра во второй регистр и лишь после этого обнулить первый регистр.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Эта пель достн641442 гается тем, что в устройстве первые входы третьего и четве1пого элементов И соединены с шиной начальной установки, а выход третьего элемента И подключен к первым входам установки в нулевое состояние триггеров, выход четвертого элемента И соединен со вторыми входами установки в единичное состояние триггеров, выходы триггеров подключены ко входам одноразрядного сумматора, выход которого соединен с первым входом шестого элемента И и через инвертор — с первым входом пятого элемента И, вторые входы пятого и шестого элементов И подключены к первой управляющей шине, выход пятого элемента И соединен со входом установки в н левое состояние первого двоичного счетчика и со вторыми входами установки в нулевое состояние триггеров, выход шестого элемента И подключен ко входу установки в нулевое состояние второго счетчика, со вторым входом установки в единичное состояние второго триггера и с третьим входом установки в нулевое состояние первого триггера, вторые входы первого и второго элементов И подключены к инверсному и прямому зыходам BToporo триггера соответственно, втора» и третья управляюгцие шины соединены со вторыми входами третьего и четвертого элементов И и с соответствующими управляющими входами одноразрядного сумматора.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит двоичные счетчики 1, 2, элемент равнозначности 3, триггеры 4, 5, элементы И 6, 7, 8, 9, 10, ll, одноразрядный сумматор 12, инвертор 13, входные шины 14, 15, 16, 17, 18.

Устройство работает следующим образом. Если из входных последовательностей, представленных числоимпульсным кодом, необходимо выбрать минимальное значение, по шине 15 подается разрешающий потенциал. Сигнал, поступающий по шине 14, перед приходом первого числа устанавливает триггеры 4; 5, счетчики 1, 2 в состояние «0» (цепи обнуления счетчиков на чертеже не показаны). Триггер 5 подает разрешение на элемент И 8, и первое число запишется в счетчик 1, Одноразрядный сумматор 12 вырабатывает логическую функцию

Fi я = аЬс+ abc+ «abc+ abc где ai à a— выходы триггера 4; Ь1b — выходы триггера 5; с — сигнал по шине 15; с — - сигнал по шине 16. После записи псрвого числа поступает сигнал по шине !8; который пройдет через элемент И I I(V z =

= аЬс== 1), и установит в состояние «О» счетчик 2, триггер 4 и в состояние «1» триггер 5, подавая разрешение на элемент И 9. Второе число запишется в счетчик 2. Элемент равнозначности 3 сравнивает число, записанное в двоичном счетчике l, с числом, записываемым в двоичном счетчике 2, и в

t0

55 момент их равенства вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 4 в состояние «!».

Пусть, например, второе число больше первого (или равно ему). Триггер 4 устанавливается в состояние «1». Импульс «сброс» пройдет через элемент И 11 (F = abc = 1) и установит в состояние «О» двоичный счетчик 2, в котором записано большее значение, и триггер 4, а в состояшц «1» триггер 5, подавая разрешение на элемент И 9. Если же второе число меньше первого, состояние триггера 4 не изменится. Сигнал по шине 18 пройдет через элемент И 10 (F 3 — — Г1г =1) и установит в состояние «О» двоичный счетчик 1, в котором записано большее значение, и триггеры 4, 5, подавая разрешение на двоичный счетчик I и т. д. Каждое последующее число в момент записи сравнивается с записанным (минимальным из всех предыдущих), факт сравнения фиксируется. Сигнал по шине 18 обнуляет тот двоичный счетчик, в котором записано большее число, и следующее число записывается в обнуленный счетчик. После прихода нескольких чисел в устройстве хранится минимальное значение из этих чисел, а также последнее значение числа, если после его записи управляющий сигнал по шине 18 не подавать. Состояние триггера 5 указывает, в каком счетчике находится минимальное значение.

Если из входных последовате. ьностей, представленных числоимпульсным кодом, необходимо выбрать максимальное число, по шине 16 поступает разрешающий потенциал. Сигнал, поступающий на шину 14, перед приходом первого числа, устанавливает триггеры 4, 5 в состояние «!», двоичные счетчики 1, 2 — в состояние «О». Триггер 5 подает разрешение на элемент И 9, и первое число запишется в двоичный счетчик 2. Сигнал по шине !8 пройдет через элемент И 10 (F>z — — Fi г = 1) и установит в состояние «О» двоичный счетчик 1 и триггеры 4, 5, подавая разрешение на элемент И 8. Второе число запишется в двоичный счетчик 1. Если второе число больше первого (или равно ему), триггер 4 установится в состояние I. Сигнал по шине 18 пройдет через элемент И 1! (Гд = аЬс = 1) и установит в состояние «О» двоичный счетчик 2, в котором записано меньшее значение, и триггер 4, а в состояние «1» триггер 5, подавая разрешение на двоичный счетчик 2. Если же второе число меньше первого, состояние триггера 4 не изменится.

Импульс «сброс» пройдет через элемент И 10

F = i q = Fi г = 1 и установит в состояние «0» счетчик 1, в котором записано меньшее число, и триггеры 4, 5, подавая разрешение на счетчик 1 и т. д. Каждое последующее число в момент записи сравнивается с записанным (максимальным из всех предыдущих), момент сравнения фиксируется, импульс по

641442

Формула изобретения шине 18 обнуляет ТоТ двоичный счетчик, в котором записано меньшее число, и слдующее число записывается в обнуленный счетчик. (1осле прихода нескольких чисе. в устройстве хранится максимальное значение из этих чисел, а также последнее «текущее» значение, если после последнего числа сигнал по шине 18 не подавать. Состояние триггера 5 указывает в каком счетчике находится максимальное значение.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в том, что повышено быстродействие устройства, обусловленное тем, что импульс «сброс», пройдя через пятый (шестой) элемент И, сразу поступает на установочные входы первого (второго) счетчика. Таким образом, устройство будет готово к приему следующего числа после импульса «сброс» через время переходных процессов пятого (шестого) элемента И плюс время обнуления первого (второго) счетчика. Кроме того, при росте разрядности сравниваемых чисел увеличивается объем только счетчиков и узла равнозначности, объем остальных частей и узлов устройства не меняется.

Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее два двоичных счетчика, одноразрядный сумматор, инвертор, два триггера, элементы И, элемент равнозначности, причем информационные входы первого и второго двоичных счетчиков соединены с выходами первого и второго элеMOHTos И соответственно, первые входы которых подкл!Очены к входной шине устройства, выходы всех разрядов двоичных счетчиков соединены со входами элемента равнозначности, выход которого подключс-.н к первому входу установки в единичное со«тоянне первого триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройст5 ва, в нем первые входы третьего и четвертого элементов И соединены с шиной начальной установки, а выход третьего элемента И подключен к первым входам установки в нулевое состояние триггеров, выход четвертого элемента И соединен со вторыми входами установки в единичное состояние триггеров, выходы триггеров подключены ко входам одноразрядного сумматора, выход которого соединен с первым входом шестоf0 элемента И и через.инвертор - — с первым

i5 входом пятого элемента И, вторые входы пятого и шестого элементов И подключены к первой управляющей шине, выход пятого элемента И соединен со входом установки в нулевое состояние первого двоичного счетчика и со вторыми входами установки в нулевое состояние триггеров, выход шестого элемента И подключен ко входу. установки в нулевое состояние второго счетчика, со вторым входом установки в единичное состояние второго триггера и с третьим входом уста!!Овки В нулевое состоян!ге первого триггера, вторые входы первого и второго элементов И подключены к инверсному и прямому выходам второго триггера cоответственно., вторая и третья управляющие шины соединены со вторыми входами третьего и четвертого элементов i и с соответствующими управляющими входами одноразрядного сумматора.

Источники информации, принятые во BHHманне при экспертизе

1. А втопс кое свидетельство СС(. Р № -И6055, кл. G 06 Г 7/04, !3.04.73.

2. Лвторское свидетельство (ССР № 351212, кл. Ci 06 F 7/02, 22.11. 71.!

111ИГ!Г114 Заказ 7514/44

Тнраж779 11оапнгное

Фна аа Г! !1Г! «Патен », г. Х жгороа, уа. Г!роектнал, 4