Устройство для выделения максимального из чисел

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О и И--e ж-Н Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0405.78 (21) 2615609/18-24 с присоединением заявки Мо (23) ПриоритЬт

{51)М. Кл.

G 06 F 7/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открыти й

Опубликовано 150%80, Бюллетень Мо 34 (5З} Уд) 681. 325. 5 (088. 8) Дата опубликования описания 150Я80 (72) Автор изобретения

В.Н.Овчинников

Институт геофизики Уральского научного центра АН СССР и Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института Цветметантоматика (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО

ИЗ и ЧИСЕЛ

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для сравнения двоичных чисел, представленных параллельным двоичным кодом.

Известны устройства для сравнения нескольких двоичных чисел, представленных в параллельном коде, состоящие иэ кольцевых сднигающих регистров и логических элементов И, ИЛИ, НЕ, Формирование результата в них производится путем последовательного поразрядного анализа сравниваемых чисел с затратами одного такта на каждый разряд. Устройство построено с использованием элементов памяти (1) .

Однако отсутствие общего выхода для результата ограничивает функциональные воэможности устройства.

Наиболее близким к предложенному техническим решением янляется устройство, ныполненнбе на однотипных логических узлах, содержащих каждый: 25 блок сравнения двух чисел, схему коммутации, элементы И, ИЛИ, НЕ, причем информационные входы узлов являются входами устройства, а сигнальные выходы узлов янляются сигнальны- Зр ми выходами устройства. Устройство не содержит элементов памяти и имеет общий выход результата. Формирование результата происходит эа один такт (2), Однако это устройство содержит функционально сложные блоки сравнения и схемы коммутации параллельных чисел, которые могут быть выполнены на элементах И, ИЛИ, НЕ с использованием значительного их количества. Поскольку логические узлы устройства включены в последовательную цЕпь, время формирования. результата пропорционально количеству сравниваемых чисел, При сравнении более двух чисел задержка формирования результата в ряде случаев оказывается недопустимо большой, Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение устройства, Указанная цель достигается тем, что и устройстве для выделения максимального из п двоичных чисел, содержащем элементы ИЛИ, и узлов анализа, каждый иэ которых содержит элемент

И и m поразрядных узлон сравнения, информационные входы каждого из которых соединены с шинами i-ых разря763889 дов сравниваемых чисел, где 1=1,2, ...,m, выход каждого j-ro поразрядного узла сравнения соединен со входами блокировки (j+X) (3+2)...,, щ-го поразрядных узлов сравненияр где j=l,2,...,(m-I) и с j-ым входом элемента И, выход m-го поразрядно- . го узла сравнения подключен к m-ому входу элемента И, информационные выходы каждого 1-го поразрядного узла сравнения К-го узла анализа соединены с К-ым входом i-ro элемента ИЛИ, где K=1 2,...,n, выхоц каждого из которых подключен к управляющему входу i-го поразрядного узла сравнения и тем, что в нем каждый поразрядный узел сравнения содержит элемент И, $5 элемент ИЛИ, элемент НЕ, причем информационные входы узла соединены со входами элемента ИЛИ и первыми входами элемента И, выход элемента

И подключен к информационным выходам 2() узла, управляющий вход узла соединен через элемент НЕ со входом элемента ИЛИ, выход котороге подключен к выходу узла, вторые входы элементов И группы подключены ко входам блокировки узла.

На чертеже представлена блок-схема устройства, Устройство содержит и узлов 1 анализа, состоящих из поразрядных узлов

21, 2,...,2щ сравнения, содержащих элементы 3 ИЛИ и 4 НЕ, элемент 5 И, элемент б И, элементы 7„, 72 ...,7m, ИЛИ:,информационные входы 8,, 8 ....8m, информационные выходы 9,, 9,...9m выходы 10 устройства (на чертеже условно показан один узел 1 анализа).

Устройство работает следующим образом.

Сравниваемые числа поступают на информационные входы 8 устройства. 4О

При этом старшие разряды чисел посту,пают на поразрядные узлы 2 сравнения (показанные на чертеже слева) . В поразрядных узлах с единичным значением старшего разряда кода числа уста- 45 навливается единичное значение выхода элементов 3 ИЛИ, В поразрядных узлах с нулевым значением старшего разряда кода числа выходной сигнал элементов . 3 ИЛИ нулевой, поскольку на их первых 5О входах нулевой сигнал по условию и нулевой сигнал с выхода элемента 4 НЕ, так как на входе последнего единичный сигнал при наличии единичного значения разряда хотя бы в одном узле 1 анализа. Нулевой сигнал с выхода элемента 3 ИЛИ запрещает все элементы 5

И, расположенные в младших узлах 2 поразрядного сравнения, исключая их участие в формировании . результата сравнения, а также элемент б И, пред- 60 отвращая возбуждение соответствующего выхода 10 устройства. При отсутствии чисел с единичным значением данного разряда единичное значение выхода элемента 3 ИЛИ устанавливается по цепи: элемент 5 И, элемент ? ИЛИ, элемент

4 НЕ, второй вход элемента 3 ИЛИ и обеспечивает анализ содержимого следующего разряда чисел. При этом выход элемента 7 ИЛИ определяет значение разряда результата сравнения на соответСтвующем выходе 9, время формирования которого не зависит от количестsa узлов, т.е. сравниваемых чисел.

После установления сигналов на входах элемен то в 5 ф, соедин енных со старшими каналами, работа логических элементов в других каналах аналогична.

Единичное значение на выходе элемента 6 И, а, следовательно, и сигнального выхода 10 устройства установится только в тех узлах анализа, которые ни в одном. узле 2 поразрядного сравнения не содержит элемент б ИЛИ с нулевым значением выхода, т.е ° в узлах анализа с максимальными числами

Ь а входах 8, таких узлов может быть одного до и.

Пример. Пусть устройство имеет три узла 1 анализа. На их входы поданы коды 010, 110, и 101 соответственно. Старшие разряды левые. Во втором и третьем узлах единица старшего разряда через элементы 5 И и элемент 7 ИЛИ поступает на информационный выход 9 результата устройства. В этих узлах элемент 3 ИЛИ формирует на своем выходе единичное значение,разрешающее анализ чисел в младших разрядах. В первом же узле входы элемента 3 ИЛИ остаются невозбужденными, поскольку на первом входе нулевое значение разряда числа, а на втором — инвертиронанное значение разряда результата, равное единице благодаря второму и третьему узлам.

Нулевой сигнал элемента 3 ИЛИ запрещает элементы 5 И младших поразрядных узлов сравнения, исключая участие узла в формировании результата сравнения, а также элемент б И, обуславливая нулевой сигнал на сигнальном выходе 10 данного узла.

Во втором узле единица второго разряда через разрешенный элемент 5

И второго поразрядного узла 2 сравнения проходит через элемент 7 ИЛИ на информационный выход 9 устройства и через элемент 3 ИЛИ на входы элемента 5 И младшего поразрядного узла сравнения и элемента б И, В третьем узле элемент 5 И младшего поразрядного узла 2 сравнения запрещен нулевым сигналом от элемента 3 ИЛИ второго канала, этот же сигнал запрещает также элемент б И.

В младшем канале только второго узла анализа элемент 5 H оказался разрешенным для входного сигнала.

В результате значение младшего информационного выхода 10 определяется значением младшего разряда числа на входе 8 второго узла.

76 3889

Таким образом, на выходах 9 устройства сформирован код 110, поступивший на входы 8 второго узла 14 анализа.

Принадлежность кода второму узлу подсвечивается сигналом единицы на выходе 10 второго узла 1 анализа.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с существующими устройствами позволяет повысить производительность, а также уменьшить время реакции средств обработки, содержащих (тредлагаемое устройство и сократить затраты на реализацию сравнения чисел.

Формула изобретения с

l. Устройство для выделения максимального из и чисел, содержащее элемей" ты ИЛИ, и узлов анализа, каждый из 20 которых содержит элемент И и m поразрядных узлов сравнения, информационные входы каждого i-го из которых соединены с шинами i-ых разрядов сравниваемых чисел, где i= 1,2,..,m, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, в нем выход каждого j-ro поразрядного узла сравнения соеди-. нен со входами блокировки (j+1) (j+2 )... m- го по раз рядных узлов сравнений где j=.1,2,..., (m-l) и с

j-ым входом элемента И, выход m-го поразрядного узла сравнения подключен к т-ому входу элемента И, информационные выходы каждого i-го поразрядного узла сравнения К-го узла анализа соединены с К-ым входом i-ro элемента ИЛИ, где К=1,2,...,n, выход каждого из которых подключен к управляющему входу i-го поразрядного узла сравнения, 2. Устройство по п,l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем каждый поразрядный узел сравнения содержит элемент И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, причем информационные входы узла соединены со входами элемента ИЛИ и с первыми входами элемента И, выход элемента И подключен к информационным выходам узла, управляющий вход. узла соединен через элемент НЕ со входом элемента ИЛИ, выход которого поцключен к выходу узла, вторые входы элементов И группы подключены ко,входам блокировки узла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 193160, кл, G 06 F 7/02, 12 05 50, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 497583, кл, G 06 F 7/02 21.01.67 (прототип), Составитель В. Белкин

Редактор С.Патрушева Техред И.Асталош

Корректор И,Муска

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 6603/16 Тираж 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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