Устройство для сравнения двух п-разрядных чисел

 

О fl И С А Н И Е (и)864280

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Севетскиз

Сецианкстическкк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (53)M. Кл.

G Р ъ F 7/04 (22)Заявлено 15.06 .79 (21) 2784237/ 18-24 с присоединением заявки И— (23) Приоритет—

3Ъвударатваиный квинтет

СССР ав делам нзобрвтаннй в вткрытнй

Опубликовано 15.09. 81. Бюллетень М34

Дата опубликования описа ия 15 .09 . 81 (53 ) УД К 681 . 325. .5 (088.8) ( (72) Авторы изобретения

P -А. Д. Иванцив и И. Н. Телков (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВУХ т1-РАЗРЯДНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства сравнения чисел для выявления большего, равного или меньшего числа.

Известно устройство для сравнения чисел, которое состоит из однотипных модулей сравнения двух разрядов, причем выход модуля сравнения 1-х разрядов чисел является входом модуля сравнения (i-l) разрядов. При выявлении неравенства старших разрядов результат неравенства транслируется нв выход устройства сравнения fi ).

Однако это устройство обладает низ" ким быстродействием вследствие того, что при сравнении и-разрядных чисел

А и В устройства сравнения содержит и последовательно соединенных моду" лей сравнения одноразрядных чисел а и Ь от i и до i 1.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сравнения двух и-разрядных чисел, содержащее mS-раз2 рпцных сумматоров, где m ° Е (1т) ), Е 1 ближайшее большее целое число, элемент . И-.НЕ, причем входная шина прямого эначе; ни я каждого i-го разряда первого числа, где i * 1, 2,...п соединена с i-ым для i + S, (I S)-ым для i O 5 входом р-го сумматора, где р Е (113), вход" ная шина инверсного значения каждого

i-го разряда второго числа подключена к (i + S)-ому для i S, fi — (Р + !)Я» ому для 1 5 входу Р-го сумматора, выходы суммы первого сумматора соединены со входами элемента И-НЕ $2).

Недостатком этого устройства явля" ется низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения двух и-разрядных чисел, содержащее ms-pasрядных сумматоров, где m E (И(э), E —ближайшее большее целое число, элемент

И-НЕ причем входная шина прямого значения каждого i-ro разряда первого чисПример.

1. А = 8, В = 7

Суммируем А + В

1000

1 " ОООО

2. А = 8, В . 8

Суммируем А + В!

0111

Р-О, 315

3..А 7, В 8

Суммируем А + В

0111

0!11

3 86428 ла устройства, где i 1,2,...n, соединена с l-ым дпя 1 - S, (i pS)-ым для

l У S входом р-го сумматора, где р

Б (ф) > входная шина инверсного значения каждого i-го разряда второго чис5 ла устройства подключена к (i + S) "ому для i S, (» — (Р+1)S -ому для i >S входу Р-ro сумматора, выходы разрядов суммы первого сумматора соединены со входамн элемента И-НЕ и тем, что введе-!9 ны К узлов анализа, где К = Е (фб1,5) + 1, причем выходы разрядов суммы каждого J-ro сумматора, где .J = 2,4... (m-1), соединены со входами равенства первой группы j/2-го узла анализа, вы- ход переноса кажцого 1-го сумматора-, подключен к первому информационному входу j/2-го узла анализа, выходы разрядов суммы каждого f-го сумматора, и где,r.= 1, З...m, соединены со входамп равенства второй группы 8 + 1/2го узла анализа, выход переноса каждого !:-го сумматора подк ючен ко второму информационному входу 8 + 1/2-ro узла анализа, первый и второй выходы каждого 1-го узла анализа соединены с первым и вторым входами переносов соответственно (i + I) узла анализа, выход элемента И-НЕ подключен к первому входу переносов первого узла

ЗО анализа, выход переноса первого сумматора соединен со вторым входом переносов первого узла анализа, и тем, что в нем каждый узел анализа сод"ржит элементы И-НЕ, И, НЕ, ИЛИ, причем первый и второй информационные входы узла соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам соответственно первого элемента ИЛИ, первая и вто- 4О рая группы входов равенства узла соединены со входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам соответственно второго элемен- 4> та ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом узла анализа, первый вход переносов узла подключен к третьему

sxooOy второго элемента ИЛИ и через первый элемент НЕ " ко вторым входам пер- 50 вого и второго элементов И, второй вход переносов узла соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму выходу узла, выход первого элемента И-НЕ я через второй элемент НЕ соеди нен с третьим входом второго элемента И.

0 4

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2— функциональная схема узла анализа для случая использования 4-х разрядных сумматоров.

Устройство содержит m S-разрядных сумматоров 1, 1, ° ..1,, где m 6 (И В), и — число разрядов в сравниваемых числах, Š— ближайшее большее це" лое число. Элемент И-НЕ 2, К узлов анализа 3, 3,...3, где К Е (И!251,5) + 1. Кажлый узел анализа 3 содержит элемент И-HE 4, 5, элемент И б, 7, элемент ИЛИ 8, 9, элемент НЕ

1О, 1! °

Устройство работает следующим образом. и-разрядов сравниваемых чисел разбивают на группы по S разрядов. В процессе сравнения двух чисел происходит суммирование в группах S разрядов одного числа и соответствующих инверсных

S разрядов другого числа на S-разряд" ном сумматоре. Для всех возможных со" отношений разрядов сравниваемых чисел в группе значения шин суммы и переноса

S-разрядного сумматора следующие

А>В Р 1 Ж <2 — !!

АВ P О Я =2 — 1;

А«В P *О g с2 — 1!

110 P * 0,Ä1ñ15(Á !4).

Соотношение А В однозначно определяется единичным потенциалом на выходной шине переноса сумматора.

Соотношение А = В и А C В расшифровываются анализом значений выходов суммы. Для этого шины суммы подключаются .. к входам схем И-НЕ 1 и И-НЕ 2, И-НЕ 3, входящих в состав модуля перехода (ИП) (Фиг. 2) .

5 864

Наличие логического нуля на шинах суммы сумматора(Е "2 — 1) при отсутствин переноса однозначно определяет соотношение чисел А <8. Таким образом, появление логической единицы на выходе схемы И-НБ, подключенной к .шинам сум.мы, при отсутствии перекоса определяет соотношение А СВ.

Наличие логической единицы на всех

1 шинах суммы сумматора(3 с 2 - 1) однозначно определяет соотношение чисел

А = В, при этом на выходе элемента

-HE пбдключенного к шинам суммы, логический нуль.

Соотношение шины переноса сумматора и выходкой шины элемента И-НЕ при различных соотношениях сравнивае-, мых чисел в группе следующие (см. таблицу).

Соотношение раэ- Сооткоше- Сооткошерядов в группе ние шины ние выхонереноса да И-НЕ

А>В

2$

А=В

А<В

Состояние шин переноса сумматоров групп н выходов соответствующих схем

И-IIE анализируются МП, причем, если сумматором старшей группы разрядов сравниваемых чисел определяется неравенство, то результат сравнения трап- Зз слируется на выход устройства сравнения.

Модуль перехода (фиг. 2) содержит управляющие входы 6 и 61, две груп-, пы информационных входов К вЂ” Кя, К 40 и управляющие выходы 6! и Ц . На управляющие входы 61 и Q NG 7, 10 поступает информация о результате сравнения разрядов чисел в предыдущих старших группах. Прн этом, если s npe" 4з дЫдущих группах определеко неравенство разрядов, то информация о неравенстве транслируется на управляющке выходы

Я и В МП.Если на управляющие входы поступает информация о равенстве pas- gp рядов в предыдущих старших группам, то ИП анализирует информацию о результате сравнения других разрядов чисел, определяемых сумматорами, выходы которых подключены к группам информационных входов.

Управляющий вход 61 МП 4 через элемент И-НЕ 2 подключен к выходным ши280 6 нам суммы, а управляющий вход к шине переноса сумматора 1 старшей группы разрядов сра. ниваемых числа.

K управляющим входам 8 и В подключены сумматор старшей группы раэрядов сравниваемых чисел е9-<4õ и Ь -1 .!2, К сумматору младшей груйпы подключены разряды а -а . иБ,-b .

При определении неравенства в старшей группе разрядов на выходе элемента И-НЕ 1 появляется единица. Логический нуль на выходе инвертора НЕ 1 за" крывает схемы И 1 и И 2, к которым подключены выходные шины переноса сумматоров остальных групп разрядов. На управляющие выходы М11 через элементы

ИЛИ I и ИЛИ 2 транслируется признак неравенства, определенный сумматором старшей группы разрядов сравниваемых чисел. При равенстве разрядов в старшей группе ка выходе элемента И-НЕ 1 логический нуль. Логическая единица иа выходе инвертора НЕ 1 открывает элементы И 1 и И 2. При этом в случае неравенства в средней группе разрядов на выходе ".хемы И-HE 2 — логическая единица. Логический нуль ка выходе схемы ИЕ 2 закрывает схему И 2. На управляющие выходы МП через элементы

ИЛИ 1 н И1Я 2 транслируется признак неравенства, определяющий сумматоры средней группы сравниваемых чисел. При равенстве разрядов в средней группе на выходе элемента И-НЕ 2 логический нуль. При равенстве разрядов старшей и средней групп логические единицы на выходах инверторов НЕ 1 и BE 2 открывают элемент И 2. На управляющие выходы ИП транслируется результат сравнения, определяемый сумматором младшей группы разрядов сравниваемых чисел . Шины 6+ и F < дают следующую ин.формацию о соотношениях сравниваемых чисел

АэВ 4 1! 62 1;

4 о; 14-04

А<В Ц О; (1.

Две шины могут нести информацию о четырех состояниях, в нашем случае с помощью двух шин выдается информация о трех состояниях. В материалах заявки схема позиционного разделения результатов сравнения не показана: притязания заявителя на нее не распространяются, и к существу предложения она отношения не имеет, так как выдача информации по двум шинам является с точки зрения обработки результатов сравнекня.

Формула изобретения

7 8642

Предложенное устройство сравнения многоразрядных чисел обладает большим быстродействием по сравнению с прото" типом, Кроме того, предложенное уст- ройство не имеет ограничений по количеству разрядов сравниваемых чисел причем при увеличении числа разрядов повышение быстродействия (количество сравниваемых разрядов за единицу времени) возрастает, Это позволяет осо" lp бенно эффективно использовать такое устройство в больших вычислительных системах, и комплексах, оперируемых многоразрядными числами.

1. Устройство для сравнения двух и-разрядных чисел, содержащее mS-разрядных сумматоров, где m = Е (Nj5), Š— ближайшее целое число, элемент

И-НЕ, причем входная шина прямого значения каждого i-го разряда первого числа устройства, где i = 1, 2,...п, соединена с i ûì для i « S, (1-р5)-ым для i > S входом р-ro сумматора, где р = Е (1Ь), входная шина инверсного значения каждого i-го разряда второго числа устройства подкпючена к (14.

+ S)-ому для i S, Р -(Р+ 2)S -ому для 1 7 S входу P-го сумматора, выходы разрядов суммы первого сумматорг соединены со входами элемента И-НЕ, отличающееся тем, что, с

Б целью повышения быстродействия в него введены К узлов анализа, где К = E (22 25 в 1,5) + 1, причем выходы разрядов суммы каждого j-го сумматора, где 2, 4,...(m-l), соединены со входами равенства первой группы j/2-ro уз" ла анализа, выход переноса каждого

j-го сумматора подключен к первому информационному входу j/2-го узла анализа, выходы разрядов суммы каждого

Х-го сумматора, где 3 * 1, 3,...m соединены со входами равенства второй группы С+ 2/2-го узла анализа, выход

80 8 переноса каждого f-го сумматора подключен ко второму информационному входу Г + 1/2-ro узла анализа, первый и второй выходы каждого i-го узла анализа соединены с первым и вторым входами переносов соответственно (i + 1) узла анализа, выход эл мента И-НЕ подключен к первому входу переносов первого узла анализа, выход переноса первого сумматора соединен со вторым входом переносов первого узла анализа.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в нем каждый узел анализа содержит элементы

И-НЕ, И, НЕ, ИЛИ, причем первый и второй информационные входы узла соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам соответственно первого элемента ИЛИ, первая и вторая группы входов равенства узла соеди" иены со входами первого и второго лементов И-НЕ соответственно, выходы которых подключены к первому и второму входам соответственно второго элемента ИЛИ, выход которого сое-. динен с первым выходом узла анализа, первый вход переносов узла подключен к третьему входу второго элемента

ИЛИ и через первый элемент НŠ— ко вторым входам первого и второго элементов И, второй вход переносов узла соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого подкпючеи ко второму выходу узла, выход первого элемента И-НЕ через второй элемент НЕ соединен с третьим входом второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

 478302, za. G 06 F 7/04, 1972.

2. Дроздов Е. А. и др. Основы вы" числительной техники, И., Военное издательство MO СССР, с. 318, рис. 160 (прототип).

864280 ь риф ь

И

Ф Ф » ев ф Ф

Составитель B. Белкин

Редактор И. Хома Техред 3.Фанта Корректор M. Шароши

Заказ 7793/7!

Тираж 748 Подпи си ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)l3035, Москва, Ж-35, Раушскаи иаб., д. 4/5

Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а ф

+4 %

Ф cv