Устройство для сравнения двоичных чисел

 

Союз Советских

Соцкалистическмк

Ресттублмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ;881733

J а г )

/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04 01 80 (21) 2864129/18 — 24 с присоединением заявки М— (28) Приоритет (51)М. Кл.

G 06 F 7/04

Гооударсткииый комитет

СССР по долам изаоретеиий и открытий

Опубликовано 15,11.81. Бюллетень Щ 42

Дата опубликования описания 15.11.81 (53) УД К681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. Ф. Иванов и А. В. Брагинский (71) Заявитель

Кубанский государственный университет (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЬИ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной технике, автоматике и может быть использовано в качестве сравнивающего элемента в устройствах обработки информации, в цифровых вычислительных машинах, в системах автоматического управления, измерения и контроля.

Известны устройства для сравнения чисел, выполненные с механическими, электрическими и магнитными элементами, отличающимися различной степенью экономичности, надежности, сложности и быстродействия. Известное уст10 ройство для сравнения двоичных чисел содержит 2 и-разрядных регистра, оптический блок совпадения, блок оценки результатов сравнения и источник света (1). IS

Однако в устройстве.ограничено число разрядов сравниваемых чисел, что обусловлено поглощением света.

Наиболее близким к изобретению является устройство для сравнения двоичных кодов, 20 содержащее однострочные .сканисторы, генератор пилообразного напряжения, входные регистры, выполненные в виде транспарантов, источник света, модуляторы, поляризаторы и дифференцирующие элементы, выполненные в виде импульсных трансформаторов (2) .

Недостатками устройства являются низкое быстродействие и сложность, что снижает его . надежность.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее сканирующий полупроводниковый элемент, у которого последовательно расположенные фоточувствительный, базовый и резиотивный слой выполнены с чередующимися типами проводимости, два и-разрядных оптических регистра, выходы которых оптически связаны с соответствующими строчными входами фоточувствительного слоя сканирующего полупроводникового элемента, электрические выводы фоточувствительного слоя подключены к крайним выводам первичной обмотки импульсного трансформатора, средние выводы первичной и вторичной обмоток которого подключены к выходам генератора пилообразного напряжения, причем крайние выводы вторичной

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит и-разрядные оптические регистры 1 и 2, сканирующий полупроводии30 ковый элемент 3, узел выделения первого импульса 4, генератор пилообразного напряжения 5 и импульсный трансформатор 6. Кроме того, сканирующий полупроводниковый элемент 3 включает фоточувствительный 7, базовый 8 и резистивный 9 слои, которые выполнены с чередующимися типами проводимости, причем фоточувствительный слой 7 имеет строч-. ные входы 10 и электрические входы 11, которые подключены к крайним выводам первичной обмотки импульсного трансформатора б, 40 крайние выводы вторичной обмотки которого являются выходами устройства 12. В свою очередь, узел выделения первого импульса 4 содержит триггер 13 с раздельными входами, собранньй на транзисторах 14 и 15 и транзис- 45 торный ключ 16. Установочный вход триггера

16 (база транзистора 14) электрически связан с генератором пилообразного напряжения 5 через резистор 17 и конденсатор 18 последовательной RC-цепочки, и регистрирующий вход g0 триггера 13 (база транзистора 15) образует вход узла выделения первого импульса 4, связанный через первый 19 и второй 20 конденсаторы с выходами 12 устройства. Сканирующий элемент 3 через транзисторньй ключ 16 и узел выделения первого импульса непосредствен. но соединены с источником 21 постоянного напряжения.

3 881733 обмотки импульсного трансформатора являются выходами устройства, введены узел выделения первого импульса, последовательная RC-цепочка, первый и второй конденсаторы и источник постоянного напряжения, подключенный к первому входу узла выделения первого импульса, второй вход которого через последовательную

RC-цепочку подключен, к выходу генератора пилообразного напряжения, третий вход узла выделения первого импульса через первый и второй конденсаторы соединен с выходами устройства, а выход узла выделения первого импульса соединен с резистивным слоем сканирующего полупроводникового элемента. Кроме того, особенностью устройства является то, что в нем узел выделения первого импульса выполнен в виде транзисторного ключа и триггера на двух транзисторах, регистрирующий вход триггера, является третьим входом узла, установочньй вход — вторым входом узла>

20 выход триггера подключен к управляющему входу ключа, сигнальный вход которого соединен с первым входом узла, а выход ключа является выходом узла выделения первого импульса.

Регистры 1 и 2 представляют собой линейки светодиодов, число которых в каждом регистре одинаково и равно числу разрядов сравниваемых чисел Х и У, Импульсный трансформатор 6 выполняет роль дифференцирующего элемента и совместно с генератором 5 и сканирующим элементом 3 составляет блок 22 совпадений.

Устройство работает следующим образом.

На регистрах 1 и 2 формируются сравниваемые числа путем возбуждения определенных светодиодов. Возбужденный светодиод соответствует "1", невозбужденный "0" в двоичном коде. Так как регистры 1 и 2 оптически связаны со сканисторным элементом 3, то происходит засветка соответствующих участков строчных входов 10 и 11 фоточувствительного слоя 7 сканирующего элемента 3, отображая на них числа Х и У, так как ключ 16 открыт и на реэистивном слое 9 сканирующего ( элемента 3 существует напряжение смещения, происходит преобразование последовательности освещенных, засвеченных участков в видеоимпуль

cbI, получаемые на выходах 12. Обмотки трансформатора б соединены таким образом, что при одновременном появлении сигналов от обоих строчных входов 10 и 11 сканирующего элемента 3 сигнал на выходах 12 равен 0 за счет взаимокомпенсации магнитных потоков. Сигнал формируется в трансформаторе 6 при сканировании в данный момент времени с освещенного участка лишь на одном из строчных входов 10 или 11. При этом заданная полярность сигнала на одной шине 12 появляется в результате сканирования освещенных участков на входе 10, на другой шине 12 в результате сканирования освещенных участков на входе 11.

При Х > У первым появляется сигнал (видеоимпульс) на левой шине 12. При У > Х первый видеоимпульс возникает на первой шине

12. В случае равенства Х и У на выходных шинах 12 видеосигнал отсутствует.

Рассмотрим процесс сравнения чисел

Х вЂ” 10101 и представленных на чертеже. Возрастающее напряжение развертки генератора 5 воздействует через элементы 17 и 18 на установочный вход триггера 13 и переводит последний в состояние, открывающее ключ 16.

На делительный резистивный слой 9 элемента

3 подается напряжение от источника 21, в результате чего сканирующий элемент 3 начинает формировать видеоимпульсы. Видеоимпульсы от первого разряда сравниваемых чисел Х и У взаимокомпенсируются в обмотках трансформатора б и сигнал на шинах 12 отсутствует, Второй разряд чисел Х и У не формирует видеоимпульсов, в результате чего на шинах 12 сигнал также отсутствует. При сканировании третьего разряда чисел Х и У

881733

5 формируется видеоимпульс только числа Х, что приводит к появлению сигнала на левой шине 12. Полученный сигнал через делитель

l9 и 20 воздействует на вход узла 4,т.е. íà ре-. гистрирующий вход триггера 13, и переводит последний в состояние, закрывающее ключ 16.

Резистивный слой 9 отключается от источника

21 и сканирующий элемент 3 прекращает дальнейшее сканирование чисел Х и У. Таким образом, за период развертки на шинах 12 появляется единственный импульс, что свидетельствует о неравенстве чисел Х и У. Ввиду того, что импульс появляется на левой шине

12, можно заключить, что,Х ) У.

Устройство позволяет сравнивать числа с количеством разрядов 150 — 500 за время 10—

10 с в зависимости от применяемого сканирующего элемента, поэтому скорость сравнения может иметь величину 5 10 бис/с.

Кроме того, в разработанном устройстве для сравнения двоичных чисел не применяются механические перемещающиеся элементы, что повышает. надежность устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее сканирующий полупроводниковый элемент, у которого последовательно расположенные фоточувствительный, базовый и резистивный слои выполнены с чередующимися типами проводимости, два и-разрядных оптических регистра, выходы которых оптически связаны с соответствующими строчными входа. ми фоточувствительного слоя сканирующего полупроводникового элемента, электрические выводы фоточувствительного слоя подключены к крайним выводам первичной обмотки импульсного трансформатора, средние выводы первичной и вторичной обмоток которого подключены к выходам генератора пилообразного напряжения, причем крайние выводы вторичной обмотки импульсного трансформатора являются выходами устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены узел выделения первого импульса, посЛедовательная RC-цепочка, первый и второй конденсаторы и источник постоянного напряжения, подключенный к первому входу узла выделения первого импульса, второй. вход

1 которого через последовательную RC.öåïî÷êó подключсн к выходу генератора пилообразного напряжения, третий вход узла выделения первого импульса через первый и второй конденсаторы соединен с соответствующими выходами

20 устройства а выход узла выделения первого

> импульса соединен с резистивным слоем сканирующего полупроводникового элемента.

2.устройсгвойоп. 1, отличающее с я тем, что в нем узел выделения первого

25 импульса выполнен в виде транзисторного ключа и триггера на двух транзисторах, регистрирующий вход триггера является третьим входом узла, установочный вход — вторым входом узла, выход триггера подключен к управляющему входу ключа, сигнальный вход зо которого соединен с первым входом узла,, а выход ключа является выходом узла выделения первого импульса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 11ь 436348, кл. G 06 F 7/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке

Ф 2346136/18 — 24, кл, G 06 F 7/04, 1976.

8Я1733

Составитель Ю. Козлов

Texpeg М.Голинка . Корректор М. Шароши

Редактор Н. Ромжа тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9972/73

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