Устройство для сравнения -разрядных двоичных чисел

 

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«i>746502

CAHAE

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дойолнительиое к авт. свид-ву— (22) Заявлено 171077 (21) 2533939/18-24, (51)м. Кл.2

6 06 F 7/04 с присоединением заявки Ио— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР яо делам и.юбретений и открытии

Опубликовано 0707.80. Бюллетень М 25

Дата опубликования описания 070780 (53) УДК 681 ° 325 ° 66 (088 ° 8) (72) Автор изобретения

В. И, Рабинович

Новосибирский электротехнический институт (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ m n — РАЗРЯДНЫХ

ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ!

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, может быть использовано в системах вычислительной техники для выбора экстремальных чисел и чисел, отличая-5 щихся заданным признаком.

Известно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее вычитаящие счетчики сравниваемых чисел, реверсивные счетчики, суммирующие счет-10 чики максимальной и минимальной разности, сумчирующие счетчики наибольшего и наименьшего чисел, элементы

И, ИЛИ, дифференцирующие цепи, триггеры, генератор импульсов $1) . 35

Устройство работает по принципу уменьшения содержимого вычитающих счетчиков до получения нулевого кода в них и одновременного заполнения 20 счетчиков наибольшего и наименьшего чисел, а после выявления наименьшего числа — заполнения счетчиков наименьшей и наибольшей разности чисел, Недостатком известного устройства 25 являются сложность и малое быстродействие, так как время, необходимое для сравнения чисел равно t= (N -1)/т, где f — частота генератора импульсов, N - код максимального из сово- 30

2 купности чисел, записанного в одном из вычи тающих с че тчик ов ..

Известно также устройство, содержащее m элементов равнозначности, информационные первые входы которых соединены с входными шинами устройства, вторые входы †.c певой шиной управления, элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И, элементы И, ИЛИ, НЕ, регистры 21.

Недостатком известйого устройства являются его ограниченные функциональные возможности, которые сводятся к определению экстремальных чисел, Целью изобретения является pacumрение функциональных возможностей путем обеспечения определения экстремальных чисел и поиска чисел по признакам.

Поставленная цель достигается тем, что в устройствет содержащем в элементов равнозначности, информационные первые входы которых соединены с входными шинами устройства, вторые входы с первой шиной управления, элемент

ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И, m Д-триггеров, а выход каждого i-ro элемента равнозначности соединен с информационным

746502

/. входом 1-ro Д-триггера и c i-ым вхо- дОМ ЪЛЕМЕНта ИЛИ, Где 1=1,2...,,m, входы синхронизации Д-триггера подключены к выходу элемента И, второй и третий входы которого с оединены со второй и третьей управляющими шинами устройства, четвертая управляющая

5 шина устройства подключена к (m+1) -му входу элемента ИЛИ, прямой выход каждого i-го Д-триггера соединен с входом управления i-ro элемента равнозначности, входы установки в единич т

О ное состояние Д-триггеров подключены к шине установки в исходное состояние устройства, Функциональная схема устройства 15 представлена на чертеже, Устройство содержит m элементов равнозначности, m Д-триггеров 2, элемент ИЛИ 3, элемент И 4, управляющие шины 5-9, 20

Устройство работает следуЮщим образом, m n-разрядных двоичных чисел х", х ...,х подается каждое на свой эле2 мент равнозначности одновременно поразрядно, начиная со старшего разряда. На управляющую шину 5 подаются сигналы логического О или логической 1 при поиске соответствен. но минимальных или максимальных чисел, а также заданное число У при поиске заданных чисел или признака числа при поиске чисел по признаку.

Сигналом логической 1, подаваемыМ на управляющую шину 9, все m

Д-триггеров 2 устанавливаются в исходное состояние. На управляющую шину

6 выбора вида операции подается сигнал логического О при пбиске экстремальных чисел и логической 1 при поиске чисел по признаку. 40

На Управляющую шину 7 кода маски пoдается код маски последовательно поразрядно и одновременно с числами х и у, На управляющую шину 8 подаются тактовые сигналы. 45 . Поиск максимального из совокупности m чис ел произв одитс я следующим образом. На управляющую шину 6 подается логический 0 ., на управляющую . шину 7 — код маски, все разРяды ко- щ торого содержат логическую 1, На управляющей шине 5 устанавливается сигнал логической 1, Все

Д-триггеры 2 устанавлив аютс я в единичное состояние сигналом по управляющей шине 9, тем самым на управляющие входы всех элементов равнозначности подается разрешающий сигнал, Далее с первым тактирующим импульсом старшие разряды всех чисел поступают на первые входы соответствующих элементов равнозначности, сигналы яа в@хода которых появятся в случае,-

Кк)(к-1 -1 д Хк ряд i "го числа, Ц „- выходной сигнал i-rо Д-триггера, образованный после окончания (К-1) -ro такта, ra< .

К=1,2,, °,n, Следовательно, при поиске максимального числа, т.е, когда v=1, на первом такте сравнения образуется сигнал логической 1 на выходе тех элементов равнозначности, где х = 1, Элемент ИЛИ 3 выявляет есть

1 лй среди поступивших сигналов хотя бы один единичный. Очевидно число не может быть максимальным и подлежит исключению из дальнейшего анализа, если среди поступивших значений старшего разряда всех чисел есть хотя бы одна единица, а в старшем разряде данного числа нуль, Если выходной сигнал элемента ИЛИ

3 (P ) равен единице, то тот же тактовый импульс через элемент И 4 поступает на С входы всех Д-триггеров, из которых установ ятс я в нулев ое состояние только те, на Д входах которых присутствует сигнал логического 0 . Следовательно, на управляющие входы элементов Равнозначности соответствующих Д-триггерам, изменившим свое состояние, поступит сигнал запрета на дальнейший анализ соответствующих чисел.

Если Рк=О, т.e, все числа данного разряда не равны У, тактовый импульс не поступит на С входы Д-триггеров и состояние их не изменится.

На следующем такте на первые входы всех m схем равнозначности поступают значения следующего по старшинству 1 азряда обрабатываемых чисел и процесс сравнения продолжается аналогично, В итоге за и тактов сравнения выявляются максимальные числа, местонахождения которых фиксируются триггером, не изменившим исходного состояния, Сравнение может закончиться и на первом такте, если среди значений старшего разряда m чисел только одно единичное.

Аналогично производится поиск минимального числа, Поиск числа по признаку, частным случаем которого является поиск за,данного числа, производится следующим образом, Допустим производится поиск числа, в к-ом разряде которого единичное значение, а в е -ом нулевое и безразлично какое значение в осталь ныХ разрядах, где Р = О,l,„...n, 9. фК, Следовательно на вход устройства подается последовательно поразрядно и одновременно с m числами код маски, к-й, -й разряды которого имеют единичное значение, а остальные — нулевое, На управляющую шину 5 подается также последовательно поразрядно и одновременно c m числами число У с указанными вйше значениями к-ro u

0-го разрядов, На вход 6 подается лоГическая 1, Bce Д-триггеры уста746502

Формула изобретения навливаются в единичное состояние.

C первым тактовым импульсом старшие разряды всех m чисел поступают на первые входы соответствующих элементов равнозначности, На выходе элемента ИЛИ 3 присутствует единичный сигнал независимо от того равны 1 или О функции (У„- Х ) Я, (У, - Х ) ц к- ° ° ° (ук хк) ) - °

Тактовые импульсы поступают на С входы Д-триггеров только в К-ом и

9,— ом тактах, следовательно, в течение остальных тактов никаких изменений в состоянии схемы не произойдет. Далее в К-ом такте исключаются из анализа те числа, К-й разряд которых

Имеет нулевое значение, а в Р -ом такте те числа, 6 -й разряд которых имеет единичное значение, т,е., если (У„- Х)9 ». =О, то число Х1 подлежит исключению и, если (У - х")Це =1, число х" подлежит исключению, где

r = 0plp ° g ° fm r y i °

В итоге после и тактов сравнения

Д-триггеры, не изменившие исходного состояния, зафиксируют местонахсякдение чисел, имеющих заданные признаки.

Поиск заданного числа осуществляется аналогично, только код маски должен иметь единичными все разряды, а на управляющую шину 5 подается заданное число.

Таким образом, данное устройство позволяет за и тактов преобразования определить экстремальные числа и числа с заданным признаком, Причем информация, поступающая на вход Х", Х,...х не стирается, что позволяет многократно повторять операции срав- нения, а местонахождение чисел определяется триггером, имеющим единичное состояние в конце операции срав- . нения, Устройство для сравнения m n -разрядных двоичных чисел, содержащее m элементов равнозначности, информационные первые входы которых соединены с входными шинами устройства, вторые входы — с первой шиной управления, элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональный воэможностей путем обеспечения определения экстремальных чисел и поиска чисел по признакам, в него введены щ

Д-триггеров, а выход каждого i-го элемента равнозначности соединен с информационным входом i-го Д-триггера и с i-м входом элемента ИЛИ, где — 1,2..., m входы синхронизации

g-триггера подключены к выходу эле2О мента И, второй и третий входы которого соединены со второй и третьей управляющими шинами устройства, четвертая управляющая шина устройства подключена к (m+1) -му входу элемента

25 ИЛИ, прямой выход каждого i-ro Д-триггера соединен с входом управления

i-ro элемента равнозначности, входы установки в единичное состояние Дтриггеров подключены к шине установЗО ки в исходное состояние устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР Р 444180, кл, G 06 F 7/04, 20 ° 05 ° 71, 2, Авторское свидетельство СССР

4О Р 478303, кл. G 06 F 7/04, 15 ° 05 ° 72 (прототип), ЦНИИПИ Заказ 3944/38

Тираж 751 Подписное

Филиал ППП Патент, г.Ужгород,ул.Проектная,4