Устройство для сравнения двоичных чисел

 

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Союз Советския т.оциел истическия республик (61} Дополнительное к авт. саид-ву (22} Заявлено 040576 (21} 2358609/18-2 с присоединением заявки Nо(23} Приоритет—

Опубликовано 25.0579, Бюллетень тто

Дата опубликования описания 28,057

Государственный комитет

СССР по делам. нзо4ретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

В.С. Любинский и М.И. Макаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ и ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться при реализации технических средств цифровых систем контроля, сис ем обработки данных и автоматизированных систем управления.

Известно устройство для сравнения чисел, содержащее регистры сравниваемых чисел, элемент И, ИЛИ, равнозначности, триггеры (1J.

Недостатком известного устройства сравнения чисел является низкое быстродействие, связанное с тем, что сравнение чисел производится последовательно разряд за разрядом. Кроме того, для управления т кими устройствами на входные шины необходимо подавать различные управляющие сигналы, выработка которых требует дополнительной аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности решением к предложенному является устройство для сравнения и двоичных чисел, содержащее и регистров,прямые и ийверсные выходы каждого из которых через первую и вторую группу элементов И соответственно соединены со входами накапливающего сумматора, выход которого соединен 1 со входом триггера знака, сдвигаютций регистр, регистр результата, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, группы элементов И, счетчик (2) .

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействи я.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве шина тактовых сигналов соединена с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых подключены ко вторым входам элементов И первой группы, вторые входы элементов И третьей группы соединены с выходами соответствующих разрядов регистра результата, входы установки в единичное состояние всех разрядов которого, кроме первого, подключены к выходам элементов И четвертой группы, первые вхорэт каждого из которых соединены с выходами соответствующих разрядов сдвигающего регистра, а вторые входы — с выходами первого элемента

ИЛИ, входы которого подключены к выхоцам г ервого и второго элементов И, первые входы которых соединены с инверсным и прямым выходами триггера знака соответственнб, а вторые

664170 входы — c выходами третьего и четвертого элементон И, первые входы которых подключены к выходу первого элемента задержки, который через второй элемент задержки соединен со входами сдвигают его регистра и счетчика, выход которого подключен 5 ко входу установки в нулевое состояние сдвигающего регистра, к первым входам элементов И пятоЯ группы, ко входу устанонки в нулевое состояние первого разряда регистра результата l0 и к первым входам группы элементов

ИЛИ, выходы которых соединены со входами устанонки,в единичное состояние соответствующих разрядов регистра результата, выходы которого под- 15 ключены ко вторым входам элементов И третьей и пятой групп, выходы элементов И пятой группы соединены с первыми входами элементов И шестой группы, вторые входы элементов И шес- р той группы подключены к выходам регистров, вход третьего элемента задержки соединен с шиной тактовых сигналов, а его выход — co входом перного элемента запержки и с первыми входами элементов И седьмой группы, вторые входы которых подключены к выходам соответстнующих разрядов сдвигающего регистра, а выходы элементов И седьмой группы соединены со вторыми входами элементов И второй группы.

Блок-схема предложенного устроЯст. ва представлена на чертеже. Устройство содержит и регистров 1,, 35

1, ° ..1„, сдвигающий регистр 2, регистр результата 3, элементы И 4,, 4д... ° 4„, элементы ИЛИ 5,, 5,...5« элемент з адержки 6, накапливающий сумматор 7, триггер знака 8, счет- 40 чик 9, входные шины тактовых сигналов 10,11,12, выходные шины 13,14, группы элементов И 15,, 15,...15„, элементы И 16, 17, 18, 19, элеме| ты И

20, > 20„ ... ° 20« penn B eMeHTo H 45

21ã 21„и 22,, 22г ° ° элементй И 23,, 23,...23„, и 24

24, 24„, элемейты задержки 25, 26, элемент ИЛИ 27 °

Устройство работает следующим образом.

Исходное состояние устройства устайавлйвается путем подачи на вход

10 тактовых импульсов. При этом на выходе счетчика 9, с коэФФициентом пересчета равным и, появляется установочный импульс, который устанавливает в единичное состояние, триггеры

° мпадаих разрядов "сдвигающего регистра 2 и регистра результата 3. Накап. ливающий сумматор 7 с триггером зна- 60 ка 8 устанавливаются в нулевое состояние после подачи каждого тактового импульса. Очередной цикл сравнения начинается после каждого уста новочного импульса и завершается ,м после поступления и тактоны:< импульсов.

Первый тактовый импульс через элемент И 20, открытый единичным потенциалом, поступающим с триггера младшего разряда регистра результата 3, подается на входы группы элементов И 21, . Первое число в прямом коде иэ регйстра 1 записывается в ! накапливающий сумматор 7. Этот же импульс, задержанный элементом задержки 6, подается на входы группы элементов И 23 . Одни из элементов И этой группы - открываются ° Сигнал с его выхода поступает на входы соответствующей группы элементов И 22, и второе число из регистра 1 записывается в накапливающий сумматор 7 в обратном коде.

Если второе двоичное число окажется больше или равно первому числу, то триггер знакового разряда 8 будет в единичном состоянии, поэтому тактовый импульс, задержанный элементами задержки 6, 25 на время выполнения суммирования, поступает через элементы И 17,18 на входы группы элементов И 24. Одни из элементов этой группы, а именно тот, на которыЯ поступит единичный потенциал с выхода сдвигающего регистра 2, откроется и единица из сдвигающего регистра 2 перезаписывается в соответствующий триггер регистра результата 3.

Если второе двоичное число окажется меньше, то единица из сдвигающего регистра 2 в регистр результата

3 не перезапишется.

Тактовый импульс после окончания сравнения поступает также через третий элемент задержки 26 на шину сдвига сднигающего регистра 2, обеспечивая сдвиг единицы на один разряд, и на шину сброса накапливающего сумматора 7, который устанавливается в нулевое состояние.

Во втором и последующих тактах сравнения первым н накапливающий сумматор 7 записывается наибольшее число в прямом коде, выбранное в предыдущих тактах. Номер этого числа определяется положением единицы н третьем регистре. Вторым числом н обратном коде в каждом такте сравнения записываются в накапливающий сумматор 7 очередные сравниваемые числа. После каждого такта сравнения единица в сдвигающем регистре 2 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов. Переписы",ается эта единица в соответствующий триггер регистра результата 3, если в очередном такте сравнения второе число оказалось больше первого. При этом все другие триггеры регистра результата 3 устанавливаются в нулевое состояние сигналом, поступающим через элементы ИГЧ 5 на нулевые входы этих триггеров. бб 4170

15

Формула изобретения

24„,, если второе двоичное число окажется меньше первого.

В каждом такте сравнения первым в накапливающий сумматор 7 записывается в прямом коде наименьшее число, выб- 25

30 поступающму с выхода счетчика 9, параллельным кодом выдается через одну из групп элементов И 4; -4„, 15,—

15„, на выход устройства 13. Шины 13выходные, для выдачи выбранных наибольшего или наименьшего чисел. 4

Элементы И 19,17 совместно со знаковым триггером 8 и элементами И 16, 18 обеспечивают в каждом такте сравнения выдачу импульса на группу элементов И 24, -24„,. Если второе сравниваемое число больше первого, раз- 45 решающий сигнал подается на шину 12, если второе число меньше первого, разрешающий сигнал подается на шину

11, 50 вые входы которых соединены с инверс»

После подачи и тактовых импульсов цикл сравнения и чисел заканчивается °

В результате один из триггеров регистра результата 3 будет находиться в единичном состоянии, номер этого триггера соответствует номеру регистра, в котором записано максимальное число. После поступлений и-го тактового импульса на выходе счетчика 9 появляется импульс, который обеспечивает считывание выбранного числа с соответствующего регистра и установку сдвигающего регистра 2 и регистра результата 3 в исходное состояние.

Выбор наименьшего числа отличается от описанного выше только тем, что в этом случае s каждом такте сравнения импульс, разрешающий пере» пись единицы из сдвигающего регистра 2 в соответствующий разряд регистра результата 3, подается на первые входы группы элементов И 24 ранное из чисел, сравниваемых на предыдущих тактах, а вторым в накапливающий сумматор 7 заносится в обратном коде очередное число. После выполнения и-1 тактов сравнения положение единицы в регистре результата 3 указывает номер регистра первой группы, в котором записано наименьшее число. Это число по сигналу, магистр 3 управляется сигналами, поступающими со счетчика 9 и с выходов элементов И 24, -24„,.

Импульс со счетчика 9 перед каждым циклом сравнения устанавливает регистр 3 в исходное состояние, при котором триггер 3 устанавливается в ссстояние 1, à все другие триггеры регистра 3 в состояние 0 .

В процессе сравнения единица из регистра 2 переписывается в соответствующий триггер регистра 3 (единица поступает на единичный вход этого триггера), если в очередном так;а сравнения второе число оказалось больше (меньше) первого. При этом все дру не триггеры регистра 3 устанавливаются в нулевое состояние сигналом, поступающим через схемы

ИЛИ 5 на нулевые входы этих тригге- ров, Таким образом, каждый единичный вхоц любого триггера (кром а триггера 3) регистра 3 подключен к выходу ду соответствующей схемы И 24, -24„, °

При этом к этому же выходу через схемы ИЛИ 5 подключены нулевпе входы всех других триггеров регистра 3 (кроме данного) .

Предложенное устройство является устройством параллельного действия, что обеспечивает более высокое быстродействие по сравнению с известным при незначительном увеличении оборудования.

Устройство для сравнения и двоичных чисел, содержащее и регистров, прямые и инверсные выходы каждого из которых через первую и вторую группу элементов И соответственно соединены со входами накапливающего сумматора, выход которого соединен со входом триггера знака, сдвигающий регистр, регистр результата, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, груп пы элементов И, счетчик, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем шина тактовых сигналов соединена с первыми входами элементов И третьей группы, выходы которых подключены ко вторым входам элементов И первой группы, в торые входы элеме нтов И третьей группы соединены с выходами соответствующих разрядов регистра результата, входы установки в единичное состояние всех разрядов которого, кроме первого, подключены к выходам элементов И четвертой группы, первые входы каждого из которых соединены с выходами соответствующих разрядов сдвигающего регистра, а вторые входы — с выходами первого элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам первого и второго элементов И, перным и прямым выходами триггера знака соответственно, а вторые входы — c выходами третьего и четвертого элементов И, первые входы которых подключены к выходу первого элемента задержки, который через второй элемент задержки соединен со входами сдвигающего регистра и счетчика, выход которого подключен ко входу установк и в нулевое сос тоянне сдв игающего регис тра, к первым входам элеме нтов

И пятой группы, ко входу установки в нулевое состояние первого разряда регистра результата и к первым входам группы элементов ИЛИ, выходы кото. рых соединены со входами установки

664170

Составитель В. Белкин

Техред 1. Андрейчук Корректор A. Гриценко

Редактор Б. Герцен

Заказ 3001/4 6

Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыт .й

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 в единичное состояние соответствуюших разрядов регистра результата, выходы которого подключены ко вторым входам элементов И третьей и пятой групп, выходы элементов И пятой группы соединены с первыми входами элементов И шестой группы, вторые входы элементов И шестой группы подключены к выходам регистров, вход третьего элемента задержки соединен с шиной тактовых сигналов, а его выход— со входом первого элемента задержки и с первыми входами элементов И седьмой группы, в торые входы которых подключены к выходам соответствук аих разрядов сдвнганлцего регистра, а выходы элементов И седьмой группы соединены со вторыми входами элементов

И в торой группы. г

Ис точ ник и инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 328450, кл. G 06 F 7/00, 06.02.70. р 2. Авторское свидетельство СССР

9 478303, кл. G 06 F 7/04, 28.02.73.