Устройство для определения экстремальных чисел

 

Союз Советскнк

Социалнстическик

Республик (i l)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (Sl)M. Кл.

G 06 F 7/04 (22)Заявлено 02.01.80 (21) 2361375/18-24 с присоединением заявки М тоаударстееииый комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 07. 02. 82. Бюллетень Р1т 5

3ата опубликования описания 07.02.82. по делам изобретеиий и открытий (53) УД К 681. 325.

° 5(088.8) (72) Авторы изобретения

3.В.Лысенко, H.11.Àðòåìåíêî, Н.И.Сорокин и! %ХНИЧЙЩд

ВИТИ И4 ТвК i

Харьковский авиационный институт им. H.Е.Жуков (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭХСТРЕМАЛЬНЫХ

ЧИСЕЛ

Изобретение относится к средствам автоматики и вычислительной техники и предназначено для сравнения любого количества двоичных чисел производной разрядности и выбора среди них большего (меньшего) по величине числа.

Известно устройство сравнения, содержащее регистры, элементы 1 °

ИЛИ, которое предназначено для сравнения тт-разрядных чисел (1 ).

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие и значительные аппаратурные затраты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому, является устройство для сравнения трех двоичных чисел, содержащее генератор импульсов, ключевую схему, регистрсчетчик левого конца интервала, регистр-счетчик сравниваемого числа, регистр-счетчик правого конца интервала, схему д ормирования сигнала с нахождением числа за правой rpaницей интервала, элемент задержки, элемент памяти, схему формирования сигнала с нахождением числа левее интервала, схему вормирования сигнала с нахождением числа внутри ин5 тервала, схему нормирования сигнала о нахождении числа правее интервала $2 J.

Недостатками известного устройства являются также низкое быстро10 (0 действие и большие аппаратурные затраты.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения экстремальных чисел, содержащем п блоков сравнения, (k+1) блоков сумматоров по модулю два, причем входы i õ сравниваемых чисел устроиства подключены к информационным входам i-ых блоков сумматора по модулю два, где i-1,2,.;.,к где k — число сравниваемых чисел, 903861 каждый J-ый выход i-го блока сумматора по модулю два соединен с

i-ым информационным входом J-ro блока сравнения, где JI,2 è, n— число разрядов в сравниваемых числах, информационный выход каждого

J"го блока сравнения подключен к

J"îìó информационному входу (k+1)-го блока сумматора по модулю два, уп— равляющий вход устройства соединен с управляющими входами блоков сумматоров по модулю два, каждый i b«é выход переносов. каждого j"ãî блока сравнения подключен к 1-ому входу переносов (j+I)-го .блока сравнения.

При этом каждый блок сравнения состоит из группы элементов И, ИЛИ, элемента ИЛИ и элемента НЕ, причем каждый i-ый информационный вход блока сравнения соединен с первым входом i ãî элемента И первой группы, выход каждого из которых подключен к «-ому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным выходом блока, и через элемент

НŠ— к первым входам элементов ИЛИ группы, выход каждого i ãî из которых соединен с каждым первым входом i-го элемента И второй группы, каждый i-ый выход переносов блока подключеч ко вторым входам i-ых элементов И первой и второй групп, выход каждого i-го элемента И второй группы соединен с i"ûì выходом переносов блока.

Кроме того, каждый блок сумматоров по модулю два содержит 1« сумматоров по модулю.два, причем управляющий вход блока соединен с перв««ми входами сумматоров по модулю два, каждый 1-ый информационный вход блока подключен ко второму входу j""го сумматора по модулю два, выход каждого J-ro из которых соединен с j-ым выходом блока.

На фиг. 1 представлена блок-схема, на фиг. 2 — функциональная схема блока. сравнения, на фиг. 3— схема блока сумматоров по Модулю два

Устройство содержит входные шины 1 сигналов переноса, выходные шины 2 сигналов переноса, выходные шины устройства 3, управляющий вход 4, блоки 5.«,, 5>,, ° .,5,„, сравГ нения, блоки 6, .c ..., 0 ) «к,«, сумматоров IIQ модулю два, входные шины устройства 7 (фиг. 1), блок 5 сравнения состоит из группы элементов

«1«

° ° ° 8« sIIeMeHT ИЛИ 9, эле-« мент Hi. 10, группы элементов

ИЛИ II, 11,...,11, группы элементов И 121 12<,... 12„, входные шин блока 13, выходы блока 14. Каждый из блоков 6 сумматоров по модулю два (фиг. 3) состоит из сумматоров 154, 151, " °,15и по моду два.

10 Устройство работает следующим образом.

ДопуСтим, что сравниваемые числа поступают по входным шинам 7 (фиг. 1) . Далее по шинам сравнива1 емых чисел разряды каждого числа поступают на вторые входы блоков

6, 6,...,6 сумматоров по модулю два. В то же время йа управляющий вход 4 поступает сигнал, который

1О-имеет нулевой потенциал при выборе устройства большего {максимального (числа из всех сравниваемых чисел или единичный потенциал при выборе меньшего (минимального) числа.

g Этот управляющий сигнал поступает на первые входы всех блоков сумматоров по модулю два.

Рассмотрим.1-е сравниваемое число. 11ервый разряд j-го сравнивае3 мого числа поступает на второй вход о первого элемента сумматора 15 по модулю два (фиг. 3). Второй разряд

j-го сравниваемого числа поступает на второй вход второго элемента

35 сумматора 15 по модулю два i ë;é разряд j-ro сравниваемого числа поступает на второй вход i-го элемента сумматора 15 по модулю два.

11оследний и-ый разряд j-ro сравни4Щ ваемого числа поступаат на второй вход последнего п-го элемента сумматора 15 по модулю два. На первые входы всех элементов сумматор по модулю два поступает управляю43 щий сигнал. При нулевом потенциале управляющего сигнала на выходе элементов сумматор по модулю два формируются разряды сравниваемого числа без изменений. Нри единичном потенциале управляющего сигнала на выходе элементов сумматор по модулю два формируются инвертированные значения разрядов сравниваемого числа.

Далее первые разряды всех сравниваемых чисел с блоков сумматоров по модулю два поступают на блок 5 сравнения первых разрядов (фиг. 1}, Сюда же поступают сигпалы переноформула изобретения

5 са 1, i-ые разряды всех сравниваемых чисел поступают с блоков сумматоров по модулю два на блок сравнения 1-ых разрядов. Сюда не поступают сигналы переноса, вырабатываемые блоками сравнения предыдущих (1-1) разрядов.

Работу блока 5 сравнения рассмотрим по структурной схеме на фиг. 2.

Допустим, что первые разряды срав- >0 ниваемых чисел соответственно равны: первого числа — 1, второго числа — О, и т.д, J-ro числа — 1, и т.д., k-го числа — О. Эти разряды поступают на входы блока сравнения первых разрядов. На входы блока сравнения первых разрядов поступают сигналы переноса. Таким образом, на вход первого элемента И 8 поступают сигналы первого разряда срав" 20 ниваемого числа и сигнал переноса

II, которые имеют соответственно значения I и 1. На выходе первого элемента И 8 формируется сигнал

На вход j-го элемента И 8 поступают сигналы первого разряда j-ro сравниваемого числа и сигнал .переноса Р, а именно 1 и 1 ° На выходе

Э

j-ro элемента И 8 формируется сиг-. нал I.

С выходом элементов И 8 сигналы

1,0,....,.1 Î поступают на входы элемента И31И 9. На выходе элемента ИЛИ 9 формируется при этом сигнал 1, который является результатом сравнения первых разрядов, и поступает соответственно на наружный выход I — выход результата сравнения первых разрядов. Одновременно сигнал с выхода элемента

Ю

ИЛИ 9 поступает на вход элемента

НЕ 10, с выхода которого инвертированный сигнал, в данном случае

О, поступает на первые входы всех элементов ИЛИ 11.

На второй вход первого элемента

ИЛИ 111 поступает первый разряд первого сравниваемого числа, имеющий значение l, который поступает на первы::. вход первого элемента

$0

И 12.

На второй вход j-ro элемента

ИЛИ ll поступает первый разряд j-го сравниваемого числа, имеющий значение 1. На выходе j-го элемента

Я

ИЛИ ll формируется сигнал 1, который поступает на первые входы j-го элемента И 12. Ila второй вход j-го элемента И поступает сигнал переноса

61 6

1. На выходе )-го элемента И 12 фор мируется сигнал переноса I, который поступает на наружный вывод второй группы выходных наружных выводов III и далее на вход сигналов переноса блока сравнения вторых разрядов °

Аналогично происходит сравнение остальных разрядов.

Результаты сравнения поступают на вход блока сумматоров по модулю два результата (фиг. 1), а именно, на вторые входы соответствующих элементов сумматоров по модулю два. Результат сравнения первых разрядов поступает на второй вход первого элемента сумматора по модулю два (фиг. 3) результат сравнения 1-ых разрядов поступает на второй вход i-го элемента сумматора по модулю два.

Устройство для выбора большего (меньшего) числа из произвольного количества двоичных чисел может быть реализовано с помощью интегральной технологии и размещено в стандартном корпусе. Количество выводов за висит от количества сравняваемых чисел сел и от разрядности.

Устройство позволяет изготавливать отдельные блоки с ограниченным количеством сравниваемых чисел, соединяя которые можно построить устройство для сравнения определенного количества чисел произвольной разрядности.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает высоким быстродействием, поскольку оно является комбинационной схемой и следовательно, все операции производятся за один такт. Ьыстродействие устройства ограничивается только временными задержками логических элементов и может быть использовано для построения схем параллельного обмена информацией между любым количеством каналов ВУ, а также в системах обработки информации.

Использование предлагаемого устройства в различных конструкциях снижает аппаратурные затраты.

1. Устройство для определения экстремальных чисел, содержащее И

386 !

7 90 блоков сравнения, ()<+1) блоков сумматоров по модулю два, причем входы i-x сравниваемых чисел устройства подключены к информационным входам i-ых блоков сумматоров по модулю два, где i=1 2,...,k, где k— число сравниваемых чисел, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройств, в нем каждый 1-ый выход i-ro блока сумматора по модулю два соединен с i-bw информационным входом j"ro блока сравнения, где j=l 2,...,ï, п — число разрядов в сравниваемых числах, информационный выход каждого j"ãî блока сравнения подключен к 1-ому информационному входу (k+1) -ro блока сумматоров по модулю два, управляющий вход устройства соединен с упраляющими входами блоков суммато" ров по модулю два, каждый 1-ый выход переносов каждого !"го блока сравнения подключен к !"ому входу переносов (j+1) -го блока сравнения.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем каждый блок сравнения состоит.из группы элементов И, ИЛИ„ элемента

ИЛИ и элемента НЕ, причем каждый

1-ый информационный вход блока срав" нения соединен с первым входом i"го

I элемента И первой группы, выход каждого из которых подключен к i-ому входу элемента ЮЫ, выход которого соединен с информационным выходом

5 блока, и через элемечт НŠ— к первым входам элементов ИЛИ группы, выход каждого i-ro из которых соединен с первым входом i-го элемента Й второй группы, каждый i-ый вход nelp реносов блока подключен ко вторым входам !-ых элементов И первой и второй групп, выход каждого i-ro элемента И второй группы соединен с 1-ым выходом переносов блока.-!

5 3о Устронство по и о T л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем каждый блок сумматоров по модулю два .содержит и сумматоров по модулю два, причем управляющий вход блока соещ динен с первыми входами сумматоров по модулю два, каждый j-ый информационный вход блока подключен ко второму входу j-го сумматора по модулю два, выход каждого j-го из ко25 торых соединен с j-ым выходом блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 478302, кл. G 06 F 7/04, !96э. щ 2. Авторское свидетельство СССР !

r- 3!0246, кл. G 06 F 7/00, !963 (прототип)..

903861

I

Ф 4 юг 7

С ос тав ит ель В . Белкин

Редактор В.Пазеренко Техред Т.Фанта Корректор M,Øàðoøè

Заказ 121 30 Тираж 73l Подписное

В11ИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., д,, 4/3

Филиал 1ЦЦ1 "Патент", г. Ужгород, кл. Проектная, 4