Устройство для выбора экстремальногочисла

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.09.77 (21) 2520379/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (51) М, Кл,з

G 06 F 7/04

Гасударственный комитет

СССР (23) Приоритет— (53) УДК 681.325..5 (088.8) Опубликовано 28.02.81. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 05.03.81 по делам изобретений и атирытий (72) Авторы изобретения

Э. В. Лысенко, В. А. Попов, И. T. Скибенко и Н. И (71) Заявитель

Харьковский авиационный институт им. Н.E.Æóêo (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ВЫБОРА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО

ЧИСЛА

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для сравнения трех двоичных чисел и выбора экстремального числа.

Известно устройство для сравнения чисел, содержащее регистры, элементы И, ИЛИ и

НЕ, триггеры и предназначенноедля сравнения п-разрядных чисел (1).

Недостатком известного устройства является то, что оно сравнивает числа и вырабатывает в качестве результата сравнения сигнал, характеризующий величину за- 1р данного числа.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее генератор импульсов, ключевую схему, регистр-счетчик левого конца интервала, регистр-счетчик сравниваемого числа, регистр-счетчик правого конца интервала, схему формирования сигнала о нахождении числа за левой границей интервала, схему формирования сигнала о нахождении числа за правой границей интервала, элемент задержки, элемент памяти, схему формирования сигнала о нахождении числа левее интервала, схему формирования сигнала о нахождении числа внутри интервала, 2 схему формирования сигнала о нахождении числа правее интервала (2).

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие, так как время формирования результата зависит от времени заполнения емкости рег истров-счетчиков, и значительная стоимость.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для выбора экстремального числа, содержащем узел анализа, схемы сравнения, сумматоры по модулю два, причем первый, второй и третий информационные входы устройства соединены соответственно со входами первого, второго и третьего сумматоров по модулю два, управляющие входы которых подключены к шине управления, выходы первого, второго и третьего сумматоров по модулю два соединены соответственно со входами первой, второй и. третьей групп входов первой, второй и третьей схем сравнения и узла анализа, информационные выходы схем сравнения подключены ко входам четвертой группы входов узла анализа, выходы которого соединены с информационными входами четвер809!63 того сумматора по модулю два, управляющие входы которого подключены к шине управления, входы четвертой и пятой групп входов каждой схемы сравнения подключены к информационным выходам двух других схем сравнения, а их управляющие входы соединены с входными шинами устройства, управляющие выходы схем сравнения подключены к выходным шинам устройства.

Кроме того, узел анализа содержит и эле ментов ИЛИ по числу разрядов сравниваемых чисел, входы каждого i-го . элемента ИЛИ (где i = 1,2,...,п) соединены с выходами трех элементов И, первые входы первого, второго и третьего элементов И подключены соответственно к информационным входам первой, второй и третьей групп входов узла анализа, вторые входы элементов

И соединены со входами четвертой группы входов узла анализа, выходы элементов

ИЛИ подключены к выходам узла анализа.

При этом каждая из схем сравнения содержит п элементов И и и логических уз20 лов, каждый из которых состоит из элемента И, элемента ИЛИ и двух элементов И-НЕ, входы которых соединены со входами соответствующих разрядов первой, второй, третьей и четвертой групп входов схемы сравне» ия, выходы элементов И-НЕ подключены ко входам элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу догического узла, а второй вход — ко входу соответствующего разряда пятой группы вхо- 30 дов схемы сравнения, выход каждого I-го лотического узла (где i = 1, 2, ..., п) соединен с первым входом i-го элемента И и с (i+2)-ым входом (i+1)-го, (i+2)-го,...,n-го элементов И, вторые входы которых подключены Ко входу управления схемы срав35 нения, а выходы — к информационным выходам схемы сравнения, выход и-го элемента И соединен с выходом управления схемы сравнения.

На фиг. 1 приведена блок-схема устрой- 40 ства; на фиг. 2 — функциональная схема узла анализа; на фиг. 3 — схема сравнения; на фиг. 4 — сумматор по модулк> два.

Устройство содержит узел 1 анализа, схемы 2», 2», 2 сравнения, сумматоры 3», 3, 3, 3 по модулю два, входы 4, 5 и 6, управляющую шину 7, входы 8, 10 и 12 переll»>coB, выходы 9, ll и 13 переносов и выходные шины 14.

Узел 1 анализа (фиг. 2) содержит информационные входы 15 — 7, группы входов 18, группу выходов 19, элементы ИЛИ

20». 20,..., 20»», элементы И 21», 2! z, 21d,..., < n n n ...2!», 21>. .21», где и — число разрядов сравниваемых чисел.

Каждая из схем 2 сравнения (фиг. 3) ss состоит из группы 22 выходов сигналов переносов, группы 23 — 25 входов разрядов сравниваемых чисел группы 26 — 28 входов сигналов переносов, выхода 29 сигнала переноса, элементов И 30», 30>, 30,, логическйе узлы 31», 32,..., 31„, каждый из которых состоит из элементов ИЛИ 32, элементов И 33 и элементов И-НЕ 34.

Сумматоры 3 по модулю два содержат выходы 35, входы 36, вход 37 управления, элементы 38», 38 ..., 38, сложения по модулю два.

Устройство работает следующим образом

На входы 4, 5 и 6 поступают п-разрядные сравниваемые числа А, B и С (фиг. 1)

Разряды чисел поступают на входы 36 сумматоров 3», 3 и З„по модулю два соответственно. В это же время на управляющую шину 7 поступает управляющий сигнал, который является нулевым при выборе устройством большего числа из трех сравниваемых чисел и единичным при выборе меньшего числа. Этот управляющий сигнал поступает на входы 37 управления всех четырех сумматоров 3 по модулю два.

При выборе большего числа на вход 37 управления сумматоров 3 по модулю два посту пает нулевой потенциал, а на входы

36 поступают сравниваемые числа. B результате на выходе каждого сумматора 3 по модулю два вырабатывается то же самое число, что и на входе. Каждое сравниваемое число с выхода сумматоров 3 по модулю два поступает на соответствующие входы схем

2 сравнения. Таким образом, первый разряд числа А — а, (фиг. 3) поступает на элемент

ИЛИ 32, а сигнал переноса IIo и первый разряд числа»:» — ⻠— на первый элемент

И вЂ” НЕ 34. Перенос П",и первый разряд числа с — с» поступают на входы второго элемента И-НЕ 34. Единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 32 появится в ТоМ слуvae, когда 1) а» о1>» и а» =с», 2) а„=с» ——

Ф е.

=- !>» — — 0; 3 ) а» -— — 0; b» — — с» —— 1; П = П „— 0.

В остальных случаях на выходе элемента ИЛИ 32 формируется нулевой потенциал.

Сигнал с выхода элемента ИЛИ 32 поступает на один из входов элемента И 30.

На другой вход поступает сигнал переноса.

Г1О В зависимости от величины этих сигналов на выходе элемента И 30 формируется либо нулевой, либо единичный сигнал переноса в следующий разряд. Сигнал с выхода элемента И 30 поступает на узел 1 анализа, на вход элемента И 30 всех последующих разрядов и на вход группы входов сигналов переносов П, второго разряда схем

2 и 2, сравнения. Аналогично происходит сравнение всех оставшихся разрядов.

Схемы 2, и 2 сравнения работают аналогично. Результаты сравнения поступают на узел 1 анализа, на который поступают также сравниваемые числа.

Таким образом, а» поступает (фиг. 2) на„ вход 15 и далее на вход элемента ИЛИ

21,. На второй вход элемента ИЛИ 21, поступает сигнал переноса П » с выхода первой схемы сравнения. Одновременно на входы элементов И 21 q и 21 у через входы 16

809163 и 17 поступают br и с1, а через входы 18 поступают соответственно сигналы переноса П < и Пг с выхода схем 2 и 2> сравнения. На выходе элемента ИЛИ 20 формируется сигнал результата сравнения первых разрядов, которые поступают на первый вход сумматоров 3, по модулю два с выходов которого — на выходные шины 14. Аналогично работают остальные узлы анализа.

Рассмотрим в качестве примера случай, когда а< >Фи а > сг, т. е. когда а, = 1, а- g c

Ь г — — О и с г —— О, а переносы По = Ho= Пo= 1

На выходе первых элементов 38 сложения по модулю два, сумматоров 3 „3 г и 3 по модулю два формируются сигналы а,=1, b r —— О и с г — — О. Эти сигналы поступают на соответствующие входы схем сравнения.

На выходе первой схемы 2 сравнения формируется сигнал Пг — — !. На выходе схемы

Ю

2 сравнения — П < — — О, на выходе схемы

2 сРавнениЯ F1< О„Сигналы а ь b<, с и П,, П,, П, поступают на вход узла 1 анализа. В результате не выходе узла анализа формируется единичный потенциал, который через четвертый сумматор 3, по модулю два поступает на выходные шины 14.

При подаче на управляющую шину 7 единичного потенциала происходит выбор из трех сравниваемых чисел меньшего числа.

Устройство работает аналогично описанному.

Предлагаемое устройство обладает высоким быстродействием, поскольку все операции производятся за один такт.быстродейзо ствие устройства ограничивается только временем протекания переходных процессов в логических схемах.

Использование предлагаемого устройства в различных конструкциях снижает аппаратурные затраты в 2 — 3 раза.

Формула изобретения

1. Устройство для выбора экстремаль- 4о ного числа, содержащее узел анализа, схемы сравнения, сумматоры по модулю два, причем первый, второй и третий информационные входы устройства соединены соответственно со входами первого, второго и третьего сумматоров по модулю два, управляю45 щие входы которых подключены к шине управления, от.гичающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, выходы первого, второго и третьего сумматоров по модулю два соединены со- в ответственно со входами первой, второй и третьей групп входов первой, второй и третьей схем сравнения и узла анализа, информационные выходы схем сравнения подключены ко входам четвертой группы входов узла анализа, выходы которого соединены с информационными входами четвертого сумматора по модулю два, управляющие входы которого подключены к шине управления, входы четвертой и пятой групп входов каждой схемы сравнения подключены к информационным выходам двух других схем сравнения, а их управляющие входы соединены с входными шинами устройства, управляющие выходы схем сравнения подключены к выходным шинам устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем узел анализа содержит и элементов ИЛИ, входы каждого i-ro элемента ИЛИ (где i = 1, 2,..., и) соединены с выходами трех элементов И, первые входы первого, второго и третьего элементов И, первые входы первого, второго и третьего элементов И подключены соответственно к информационным входам первой, второй и третьей групп входов узла анализа, вторые входы элементов И соединены со входами четвертой группы входов узла анализа, выходы элементов ИЛИ подключены к выхо-. дам узла анализа.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем каждая из схем сравнения содержит и элементов И и п логических узлов, каждый из которых состоит из элемента И, элемента ИЛИ и двух элементов И-НЕ, входы которых соединены со входами соответствующих разрядов первой, второй, третьей и четвертой групп входов схемы сравнения, выходы элементов И-НЕ подключены ко входам элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу логического узла, а второй вход — ко входу соответствуюгцего разряда пятой группы входов схемы сравнения, выход каждого i-ro логического узла (где i = 1, 2,, п) соединен с первым входом 1-го элемента И и с (r+2)-ым входом (i+ 1), (i 4 2) -го, ..., п-го элементов

И, вторые входы которых подключены ко входу управления схемы сравнения, а выходык информационным выходам схемы сравнения, выход и-го элемента И соединен с выходом управления схемы сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Хо 478302, кл. G 06 F 7/02, 21.10.71.

2. Авторское свидетельство СССР

М 378841, кл. G 06 F 7/02, !6.05.67 (прототип) .

809163 гг

Фиг. 3

° °

° ° °

° ° °

° ° °

N риг. 4

Редактор А. Лежнина

Заказ 7)58

Сост а в ител ь В. Белки н

Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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