Устройство для сравнения чисел

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«н842791 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1710,79 (21) 2830 б 35/18-24 с присоединением заявки Í2

М (лЗ

G 06 F 7/04

Государственный комитет

СССР по дедам изобретений н открытий.(23) Приоритет—

Опубликовано 30,0681, Бюллетень N0 24

Дата опубликования описания 300681 (S3) Удк 681. 325. 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С. E.Шумалинский и А, В. Злодеев (71) Заявитель

Научно-производственное объединение "Автоматгормаш" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автомати ке, измерительной .технике и может быть использовано в различных логических управляющих, программных, вычислительных, измерительных и других устройствах.

В современных устройствах автоматики, измерительной техники, системах программного управления широкое распространение получила последова- 10 тельная (поразрядная) передача и обработка цифровой информации, при которой несколько снижается быстродействие по сравнению с устройствами, в которых принят параллельный способ 15 обработки и передачи информации, но значительно сокращается количество электрических связей, упрощается схемотехника отдельных узлов, в частности арифметических устройств (суммато- 20 ров), что повышает надежность всего устройства в целом.

В системах с последовательной передачей информации числа преимущественно передаются начиная от младше- 25 го разряда к старшему, что обуславливается работой последовательного сумматора. В состав таких систем входят устройства сравнения, выявляющие равнозначность или неравнозначность и- 30 разрядных дво -.чных чисел (cpaBHe: -е двух чисел между собой, сравнение уставки с числом и т.д.).

Известно устройство сравнения двуx чисел, основа . íîå .на их поразрядном сравнении, содержащее n†- ячеек поразрядного сравнен H, каждая с двумя входами и двумя выходами, и пирамидально соединенные ярусы ячеек сравнения.к-разрядных кодов, входы ячеек поразрядного сравнения подключены ко входам устройства, а выходы ячейки сравнения к-разрядных кодов последнего яруса соединены с выходами устройства ";1) .

Недостатки этого устро= ñòâà состоят в том, что число ячеек поразрядного сравнения равно разрядности сравниваемых чисел, а для проведения операций сравнения сравниваемые числа должны быть предварительно записаны в соответствующие регистры.

Тот факт, что операция сравнения в этом устройстве производится нач1:-— ная со старшего разряда, а в цифровых устройствах с последовательной передачей, более приемлема передача информации начиная с младшего разряда, также приводит к тому, что сравнение чисел по данным устройствам требует

842791 предварительной записи сравниваемых чисел в регистры.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее логические элементы ИЛИ-НЕ, триггеры и логические элементы И, в котором сравнинаемые числа A u B последовательным кодом поступают на устройстна сравнения начиная со старших разрядов. Первая неравнозначность в сравниваемых разрядах чисел свидетельствует о неравенстве чисел и фиксируется cooTBBTcTBóâùèìè триггерами. Последующие разряды чисел не проходят на счетные входы триггеров.

Существующее устройство сравнения позволяет создавать устройства сравнения двоичных чисел с малым, не завнсящим от разрядности чисел, количеством элементов логических cxen<(2j .

Однако применение этих устройств в системах с последовательной пере- 20 дачей информации, начиная с младшега разряда, связано с предварительной записью чисел в сдвигающие регистры, что приводит к снижению быстродействия, а также к усложнению н целом устройства сравнения, снижению

ego надежности.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, ч то в устройстве для сравнения чисел, содержащем элементы И-НЕ, НЕ, ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, триггеры, в которых первый информационный вход устройства соединен с первым входом первого элемента И-HE и через первый элемент НЕ с первым входом второго элемента ИНЕ, второй информационный вход устройства подключен ко второму входу второго элемента И-HE и через второй элемент НŠ— ко второму входу перво- 4О го элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, с первым входом четвертого элемента И-HE и с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,, вы- 45 хад второго элемента И-НЕ подключен к первому входу пятога элемента И-НЕ, ко второму входу четвертого элемента

И-HE и ко второму входу первого элемента ИСКЛ(ОЧА!ОЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И-НЕ, выходы третьего и пятого элементов И-НЕ соединены с информационными входами первого и второго триггеров соответственно, выход четвертого элемента ИНЕ подключен через третий элемент НЕ к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со входом синхронизации первого и второго триггеров, прямые выходы которых падключе- @) ны ка вхадам второго элемента ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подкл очен к третьему входу четвертага элемента

И-НЕ, шина начальной установки соединена со входами установки в единич- 65 ное состояние первого и второго триггеров и со входом устанонки в нулевое состояние третьего триггера, шина синхронизации устройства подключена ко второму входу элемента ИЛИНЕ и ко входу синхронизации третьего триггера.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство для сравнения чисел содержит элементы HE 1 и 2, элементы И-HE 3 и 4, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 5, элементы И вЂ” НЕ 6 и 7, триггеры

8 и 9 D-òèïà, элемент ИСКЛЮЧА!ОЩЕЕ

ИЛИ 10, триггер 11 0 †òè, элемент

И-НЕ 12, элемент НЕ 13, элемент ИЛИНЕ 14. Элементы HE 1 и 2, И-HE 3 и

4, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, И-НЕ 6 и 7 образуют блок 15 определения неравно— значности; триггеры 8 и 9 и элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 образуют блок 16 фиксации неравнозначности. Триггер

11 и элементы И-НЕ 2, НЕ 13, ИЛИНЕ 14 образуют блок 17 запрещения изменения состояния блока 16. Тригге— ры 8 и 9 фиксируют неравнозначность в каждом из сравниваемых разрядах чисел, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, триггер 11, элемент И-НЕ 12, элемент

НЕ 13 и элемент ИЛИ-HE 14 запрещают изменение их состояния, если за не— равнозначностью в более младших разрядах сравниваемых чисел следует их равнозначность в более старших раз— рядах.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом операции сравнения импульсный сигнал, приходящий на шину 18, устанавливает триггеры 8 и

9 в состояние "1", которые сохраняют это -состояние до окончания сравнения только в случае, если сравни— наемые числа равны между собой.

В случае, если сранниваемые разряды чисел не равны. между собой, например а =1, в, =О, в блоке 15 на выходе отдельных его элементов устанавливаются следующие уровни выходных сигналов: на выходах элементов

НЕ 1 и 2-"0", на выходах элементов

И-HE 3 и 4-"1", при этом на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 появляется сигнал "1", что разрешает прохождению информации с выходон элементов

И-НЕ 3 и 4 через элементы И-НЕ 6 и на информационные нходы триггеров

8 и 9, в результате на вход триггера 8 поступает сигнал "0", а на вход триггера 9 — "1".

Поскольку информация на входах

19 и 20 появляется синхронно с появлением тактового импульса по шине 21, при его исчезновении (по заднему фронту импульса) информация, поступившая на информационные входы триггеров 8 и 9, записывается в эти триггеры и,следовательно, триггер 8 устананливается в состояние "О", а

842791

Формула изобретения триггер 9 сохраняет свое прежнее состояние, т.е. остается в состоянии

".1". Как следствие этого,на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, а значит и на информационном входе триггера 11, появляется сигнал "1".

В момент прихода следующего тактового импульса на входы 19 и 20 поступает информация об очередных сравниваемых разрядах чисел, прямой выход триггера 11 принимает состояние своего информационного входа, а на соответствующем входе элемента И-HE 12 появляется сигнал

Если очередные сравниваемые разряды а и в„ равны между собой, на 15 выходах элементов И-НЕ 4 и 3 устанавливаются сигналы "1", вследствие чего на выходе элемента И-НЕ 12 появляется сигнал "О", а на выходе элемента HE 13 — "1". 20

Появление сигнала "1" на первом входе элемента ИЛИ-НЕ 14 запрещает прохождение через этот элемент тактовых импульсов с шины 21 на счетные входы триггеров 8 и 9, а поэтому последние сохраняют принятое ранее состояние, т.е. сохраня1от неравнозначность, зафиксированную в младших разрядах сравниваемых чисел, в случае, если в более старших разрядах наблюдается их равнозначность.

Если в старших разрядах сравниваемых чисел имеет место неравнозначность вида а„ =О, в„ =1, то в результате их сравнения триггеры 9.и 8 изменяют свое состояние на противоположное, 35 (как в случае а; =1 и в, =О).

Таким образом, в результате поразрядного сравнения двух чисел А и

В, начиная с младшего разряда,, триггеры 9 и 8 зафиксируют последнюю не- 4П равнозначность в сравниваемых разрядах чисел, что является окончательным результатом их сравнения между собой.

В зависимости от окончательного результата сравнения на одном иэ входов А) В или А (В появляется сигнал "1".в случае неравенства сравниваемых чисел, а на выходе А = В (инверсный сигнал "Равно" ) — сигнал "1".

Если сравниваемые числа равны между собой, на выходах AO В, А(В и

A=B устанавливается сигнал "О".

В предлагаемом устройстве операция сравнения при последовательной передаче информации, начиная с млад- 55 шего разряда, может производиться синхронно с продвижением самой информации; сравнение чисел может производиться без предварительной их записи в соответствующие регистры, что $Q уменьшает количество элементов в системе, в которой применяется устройство сравнения, что повышает надежность всей системы в целом; кроме того, количество элементов в устройстве для сравнения чисел не зависит от разрядности сравниваемых чисел.

Устройство для сравнения чисел, содержащее элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ, НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, триггеры, причем первый информационный вход устройства соединен с первым входом первого элемента И-HE и через первый элемент

НЕ с первым входом второго элемента

И-НЕ, второй информационный вход устройства подключен ко второму входу второго элемента И-НЕ и через второй элемент НŠ— ко второму входу первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, с первым входом четвертого элемента И-НЕ и с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго элемента И-НЕ подключен к первому входу пятого элемента И-НЕ, ко второму входу четвертого элемента

И-НЕ и ко второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами. третьего и пятого элементов И-НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем выходы третьего и пятого элементов И-НЕ соединены с информационными входами первого и второго триггеров соответственно, выход четвертого элемента ИНЕ подключен через третий элемент HE к первому входу элемента ИЛИ- НЕ, выход которого соединен со входами синхронизации первого и второго триггеров, прямые выходы которых подключены ко входам второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И-НЕ, шина начальной установки соединена со входами установки в единичное состояние первого и второго триггеров и со входом установки в нулевое состояние третьего триггера, шина синхронизации устройства подключена ко второму входу элемента

ИЛИ-НЕ и ко входу синхронизации третьего триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 531151, кл. G 06 F 7/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 352274, кл. G 06 F 7/02, 1970 (прототип), 842791 д <а

Составитель В. Белкин

Редактор И.Ковальчук Техред И, Асталош Корректор 1.Назарова

Заказ 5102/60 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проeêòíàÿ, 4