Устройство для сравнения двоичных чисел

 

(n)798818

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Севетския

Социалистическик

Вес ублик

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 0404.79 (2!) 2748176/18-24 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Опубликовано 23.0181. Бюллетень Н9 3

Дата опубликования описания 230 181 (5!)М. Кл.з

G 06 F 7/04

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 681 ° 325.5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л. И. Севастрв, А. В. Смирнов и А. A. Логачев (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 обра« глотки информации.

Известно устройство для сравнения следующих друг за другом двоичных сяисел, заданных последовательностью импульсов, содержащее элементы И, ИЛИ, триггер, элементы задержки, двоичный счетчик с сумирующим входом, двоичный счетчик с вычитающим входом группу элементов И перезаписи (1).

Недостаток устройства -,ограниченные функциональные возможности, в свя-I5 зи с отсутствием информации, позволяющей следить за характером изменения чисел в течение времени их поступления .на вход устройства, невозможность определять номер наибольше- 20 го (наименьшего) из чисел и момент их поступления, сложность устройства, вызванная необходимостью использования многовходовой схемы ИЛИ, подключенной к разрядным выходам груп- 2з пы элементов H. При сравнении больших чисел схема ИЛИ усложняется, становится многозвейной, многоступенчатой, что усложняет устройство, пони жает его надежность. 30

Наиболее близким к предлагаемоМ1Г является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее элементы

И, ИЛИ, триггер, элементы задержки, двоичный счетчик с суммирующим входом, информационный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, вход установки в единичное состояние соединен с выходом первого элемента И, а выходы через группу элементов Й перезаписи соединены с входами двоичного счетчика с вычитающим входом, информационный вход которого подключен к выходу второго элемента И, вход установки в нулевое состояние соединен с шиной сброса, а выход переполнения - со счетным входом триггера, первый единичный вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, ко входу второго элемента задержки и к другим входам групп элементов И перезаписи, второй единичный вход триггера соединен с первой шиной управления устройства, с входами третьего и четвертого элементов И, с входом первого элемента И, своим вторым входом соединенным с выходом второго элемента задержки, нулевой вход триггера подключен к входам пятого и шес798818

Импул ьс, подав аемый н а управляющую шину 24, проходит через элемент

ИЛИ 19 и устанавливает счетчик 1 в единичное состояние, проходит на входы триггеров 8, 9, устанавливая их, соответственно, в единичное и нулевое положения, при этом с инверсного выхода триггера 9 подается разрешающий потенциал на входы элементов

И 15, 17, И-HE 21, с прямого выхода .триггера 8 — ча входы элементов И 14, И-НЕ 21.

Первое число, поступающее на информационную шину 23, через элемент

HJIH 20 проходит на информационный вход счетчика 1, в котором записывается число на единицу меньше вход- ных (так как в исходном положении все разряды счетчика 1 установлены в единичное состояние), оно также поступает на первый вход элемента того элементов И второй шины управления устройства, инверсный выход триггера подключен к входам пятого и шестого элементов И, а прямой выход— к входам первого, третьего и четвертого элементов И, информационная шина устройства подключена к входам второго, четвертого, пятого и шестого элементов И, а шина сброса — к входам первого элемента задержки, третьего и пятого элементов И, выходы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И подключены к входам элемента ИЛИ (2) .

Устройство обеспечивает выделение из следующих друг за другом двоичных чисел, заданных последователькостью импульсов наибольшего или наименьшего числа.

Однако устройство не позволяет эа однократную обработку чисел выделить и наибольшее и наименьшее 20 числа, а также имеет малое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство. содержащее счетчики, триггеры, элементы задержки, элементы И, ИЛИ, группы элементов

И, причем шина сброса устройства через последовательно соединенные Яо первый и второй элементы задержки соединена с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко вхору установки в единичное состояние первого счетчика, информа- 3$ ционная шина устройства соединена с первым входом второго элемента

ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу первого счетчика, выходы которого соединены с информационными входами элементов И первой группы, выходы которых подключены ко входам второго счетчика, введены элементы И-НЕ, формирователь импульсов, регистр, выходы первого счетчика соединены с информационными вхо- 45 да;.л элементов И второй группы, выходы которых подключены ко входам регистра,.выходы которого соединены с информационными входами элементов

И третьей группы, выходы которых 50 подключены ко.входам третьего счетчика, выход переносов которого соефнен с первым входом установки в единичное состояние первого триггера, прямой выход которого подключен к первым входам первого элемента И и элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход .которого подключен к информационному входу устройства, а выход — к информационному 40 входу третьего счетчика и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с информационным входом второго счетчика, выход переноса которого через формирователь 65 импульсов подключен к входу установки в единичное состояние второго триггера и через третий элемент задержки — к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющим входам элементов !

И первой группы, шина сброса соединена со входом установки в нулевое . состояние третьего счетчика, со вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом четвертого элемента

И, выход которого подключен ко входу установки в нулевое состояние второго счетчика, инверсный выход второго триггера соединен со вторыми входами третьего и четвертого элементов

И, со вторым входом элемента И-НЕ и .с первым входом пятого элемента И, второй вход. которого подключен к выходу первого элемента задержки, а выход — ко второму входу третьего элемента ИЛИ,выход первого элемента задержки соединен со вторым входом первого элемента И, выход второго элемента задержки подключен к управляющему входу элемента И третьей группы, к первому входу установки в нулевое состояние второго триггера и ко входу установки в нулевое состояние первого триггера, шина управления устройства соединена со вторым входом установки в единичное состояние первого триггера, со вторым входом установки в нулевое состояние второго триггера и со вторым входом первого элемента ИЛИ.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит счетчики 1, 2 и 3, регистр 4, группы элементов

И 5, 6 и 7, триггеры 8, 9, элементы задержки 10, ll и 12, элементы И 1317, элементы ИЛИ 18, 19 и 20, элемент И-НЕ 21 формирователь импульсов 22, информационную шину 23, управляющую шину 24 и шину сброса 25.

Устройство работает следующим образом.

798818

-И 13,но на его выход не проходит, в виду наличия запрещающего потенциала на втором входе, подаваемого с выхода элемента И-НЕ 24.

Импульс сброса, поступающий после числа на шину сброса 25, устанавливает счетчики 2 и 3 в нулевое положение, причем на вход сброса счетчика 3 импульс попадает через элемент

И l5.. тот же импульс через элемент

ИЛИ 20 поступает на информационный вход счетчика 1, увеличивая записанное в нем на 1 .

Таким образом, в счетчике 1 записывается первое число. Пройдя элемент задержки 10,импульс сброса поступает на вторые входы элементов

И 14,16, на первых входах которых присутствуют разрешающие потенциалы, проходит их и элемент ИЛИ 18 и, поступая на вторые входы группы элементов И 6, 7, перезаписывает содержимое счетчика l,выставленное на первых его входах, соответственно, в регистр 4 и счетчик 3 °

Пройдя элемент задержки 11, импульс сброса поступает на вторые входы группы элементов И 5, перезаписывая содержимое регистра 4, выставленное на его первых входах, в счетчик 2. Таким образом, в счетчиках 2 и 3 записывается первое число.

Этот же импульс через элемент

ИЛИ 19 поступает на вход счетчика 1, устанавливая его в единичное. положение, на нулевые входы триггеров 8, 9, устанавливая на прямом выходе триггера 8 потенциал, запрещающий прохождение сигналов по первым входам через элементы И 14, И-НЕ 21, на инверсном выходе триггера 9 потенциал, разрешающий прохождение сигналов по вторым входам через элемен=ты И 15, 17 и И-HE 21 н по первому входу через элемент И 16.

Второе число, поступающее на шиону 23 через элемент ИЛИ 20, проходит и записывается в счетчике 1 описанным способом. Оно также поступает на первый вход элемента И 13, на втором входе которого присутствует образованный на выходе элемента И-НЕ 21 разрешающий потенциал, проходит его и поступает на информационные входы счетчиков 2 и 3, уменьшая их содержимое.

Если второе число меньше первого, то ни в одном из счетчиков 2 и 3 переполнения не происходит.

Импульс сброса описанным способом устанавливает счетчики 2 и 3 в нулевое положение и увеличивает содержимое счетчика 1 на ™ 1 °

Таким образом, в счетчике 1 записывается второе число. Пройдя элемент задержки 10, импульс сброса производит те же операции, что и с предыдущим числом, за исключением!

О !

2S

ЗО

ЗЯ

4О

$0

SS

65 записи в регистр 4 содержимого счетчика 1, ввиду наличия запрещающего потенциала на первом входе элемента

И 14. Таким образом, в регистре 4 остается записанным первое число.

Пройдя элемент задержки 11, импульс сброса описанным способом перезаписывает содержимое регистра 4 в счетчик 2, т.е. подготавливает устройст- во к обработке следующего числа.

В результате обработки двух чисел меньшее из них записывается в счетчике 3, большее — в счетчике 2.

Если второе или любое обрабатываемое число больше ранее поступивших то сначала на выходе счетчика 3 появляется импульс переполнения (в этот момент содержимое счетчика 1

На 1 меньше числа, ранее записанного в счетчике 3), воздействующий на формирователь импульсов, который по заднему фронту импульса переполнения (в этот момент содержимое счетчика 1 равно числу, ранее записанному в счетчике 3) формирует импульс, воспринимаемый единичным входом триггера 9, при этом на его инверсном выходе появляется потенциал, запрещающий прохождение сигналов по вторым входам через элементы

И 15, 17 и И-НЕ 21 и по первому входу через элемент И 16.

Сформированный импульс, пройдя элемент задержки 12, через элемент

ИЛИ 18 поступает на вторые входы группы элементов И 7 и переписывает содержимое счетчика, 1 в счетчик 3.

Продолжающие поступать. на информационную шину 23 импульсы обрабатываемого числа на информационный вход счетчика 3 не проходят. В момент появления импульса переполнения на выходе счетчика 2 триггер 8 устанавливается в единичное положение, при этом устройство подготавливается к перезаписйванию содержимого счетчика 1 в счетчик 2, что и происходит описанным способом при поступлении импульса сброса на шину 25, при этом изменение содержимого счетчика 3 не происходит, ввиду наличия запрещающего потенциала на первом входе элемента И 16 и втором входе элемента И 15.

Таким образом, в счетчике 2 записывается большее из поступивших чисел, а в счетчике 3 сохраняется меньшее число.

Если обрабатываемое число больше меньшего и меньше большего из ранее поступивших чисел, то в конце цикла обработки в счетчике 3 окажется записанным меньшее из ранее поступивших чисел, а в счетчике 2 окажется записанным большее из ранее поступивших чисел.

Устройство позволяет повысить время выполнения операции, так как выделение наибольшего и наименьшеГо

798818 числа с помощью устройства выполняется одновременно. формула изобретения

Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее счетчики, триггеры, элементы задержки, элементы И, ИЛИ, группы элементов И, причем шина сбро- са устройства через последовательно ® ссединенные первый и второй элементы задержки соединена с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу установки в единичное состояние первого счетчика, информационная:шина устройства соединена с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к инфсрмационному входу первого счетчика, выходы которого соединены с информационными входами 26 элементов И первой группы, выходы которых подключены ко входам второго счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены элементы Q$

И-НЕ, формирователь импульсов, регистр, выходы первого счетчика сое.динены с информационными входами элементов И второй группы, выходы которых подключены ко входам регистра, выходы которого соединены с информационными входами элементов И . третьей группы, выходы которых подключены ко входам третьего счетчика, выход переносов которого соединен с первым входом установки в единичное состояние первого триггера, прямой выход которого подключен к первым входам первого элемента И и элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго 40 элемента И, второй вход которого подключен к информационному входу устройства, а выход - к информационному входу третьего счетчика и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с информационным входом второго счетчика, выход переноса которого через формирователь импульсов подключен ко входу установки в единичное состояние второго триггера и через третий элемент задержки — к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход .которого подключен к управляющим входам элементов И первой группы, шина сброса соединена со входом установки в нулевое состояние третьего счетчика, со вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым sxoдом четвертого элемента И, выход которого подключен ко входу установки в нулевое состояние второго счетчика, инверсный выход второго триггера соединен со вторыми входами третьего и четвертого элементов И, со вторым входом элемента И-НЕ и с первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, а выходко второму входу третьего элемента

ИЛИ, выход первого элемента задержки соединен ео вторым входом первого элемента И, выход второго элемента задержки подключен к управляющему входу элемента И третьей группы, к первому входу установки в нулевое состояние второго триггера и ко входу установки в нулевое состояние первого триггера, шина управления устройства соединена со вторым входом установки в единичное состояние первого триггера, со вторым входом установки в нулевое состояние второго триггера и со вторым входом первого элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 446055, кл. G 06 F 7/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 563674, кл. G 06 F 7/04, 1975 (прототип).