Устройство для сравнения чисел

 

(ii 920701

Ссиоз Советскин

Социвпистичесиин

Рес уб

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву

{22)Заявлено 09.07,79 (21) 2793900/18-24 с присоединением заявки,%

{23) Приоритет (5! )М. Кд.

G 06 F 7/04

РвудаРстнтнный квинтет

СССР но делам нморетеннй н отнрытнй

Опубликовано 15. 04. 82, Бюллетень М 14

Дата опубликования OIIHcBkH$l 15.04.82 (53) УДК 681. 325..5 (088. 8) + Ð < В

Р.А.Дуда, М.А.Дуда и В.С.Костко ! ъ

l т - - э.,<,, ф

Ц (72} Авторы изобретения (71} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в цифровых системах контроля и обработки информации а

Иэ вестно устройство для сравнения чисел, содержащее триггеры, логические элементы И, ИЛИ-НЕ. Устройство выполняет сравнение чисел по модулю, представленных последовательньп4 кодом, начиная со ста. ших разрядов fi) .

Однако оно не может осуществлять допусковый контроль чисел, заданных последовательным кодом, начиная с младших разрядов, а также не может осуществлять допусковый контроль за непрерывным процессом или числами, заданными импульсными последовательностями.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее реверсивный счетчик, блок памяти, триггеры, элемент задержки, элемент И и схемы сравнения. Выходы реверсивного счетчика связаны со входами двух схем сравнения, другие входы которых соединены с соответствующими выходами блока памяти, выходы схем сравнения связаны со счетными входами двух триггеров, инверсный выход первого триггера связан со входом первой схемы И, прямой выход второго триггера связан со входом второй схемы И, а прямой выход первого и инверсный выход второго триггеров соединены со входами третьей схемы И, другие входы схем И соединены с выходом схемы ИЛИ, входы которой соединены с нинами сброса и управления, причем входы установки в нулевое состояние триггеров соединены с ниной сброса через элемент задержки (2) .

Недостатком устройства являются его малые функ иональные возможности, так как оно не может осуще9? 0701 ствлять допусковый контроль за числами > заданными послецоват ель ным кодом, начиная со старших или младших разрядов.

Цель из обретения — расширение функциональных возможностей устройства за с ет обеспечения сравнения чисел с заданными допусками.

Поставленная цель достигается !

О тем, что в устройстве для сравнения чисел, содержащем кольцевые регистры, реверсивный счетчик, схемы сравнения, трехстабильные триггеры, элементы И, ИЛИ, И-ИЕ, элемент задержки, причем первая шина установки режима счета соецинена с первым входом управления реверсивного счетчика и с первым входом первого элемента И, вторая

20 шина установки режима счета подключена к первому входу второго элемента И и ко второму входу управления реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами первой группы первой и второй схем сравнения, первая шина выбора режима подключена к первому входу третьего элемента И, выход которого coeäèíåí с информационным вхоцо!! реверсивногo счетчика и со вторыми входами первого и второго:«лементов И, выходы первого и второго кольцевых регистров подключеееы ко входам

I-торой группы первой и второй схем сравнения соответственно, выход пер35 вой схемы сравнения соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с третьим входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выходы

40 первого и второго элементов ИЛИ соединены с первым и вторым входами соответственно первого трехстабильного триггера, выход второй схемы сравнения подключен к первому входу третье45 го элемента ИЛИ и к третьему входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого лемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к первому и второму входам соответственно второго трехстабильного триггера, шина сброса соединена с первым входом пятого элемента ИЛИ, со входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика и через элемент задержки — с первыми входами четвертого и пятого элементов И, первые выходы первого и второго трехстаби!!ь116!х р«! 1 ероБ Ilo;IK !!ю не!еы к пер33ык! вхоцам шестогG и сс еьмо! î Зле! енто!3 И|1И с о 07 н ет(! Ве1 1 но р в орые Выхо цы первого и I3торого трехстаб«пьпых триггеров соединены с первыми Bxoцам«шеcToi о и се,!ьмого элеме!ш 013 И со ответствен!!о, вторые входы которых подключены K выходу «ят01 о элемента

И.Р, выходы шестого «седьмого элементов И:!И соец«;1ены с перв61М и IITo рым входам!! соответстнеп!!о восьмого элемента И, третий вход когорого подключен к выходу пятого элемент» ИЛИ, выход четвертого элеме! еа И coeg»II I» с третьими вхоцами первого «второго трехс таб«.-!нных григг еров, информационный вхоц устройства соединен со вторым входом третьегo элемента И и с первыми входам! первого и в горо! 0 элементов И-HI. „второй вход первого элемента И-Ш подключен к выходу переноса первого кольцевое о регистра, а выход — к первым входам девятого и десятого э31еме!!тов И, вторые вхоцы которых соеци«еньl с шиной задания режима сравнен«я у тройства, которая подключена ко второму входу четвер-! ого элеме!!та И, второй ьхоц второ! о элемента И-111 . сосцинен с выходом пе—

pe!loca второго кольцевого регистра, а выход — с первыми входами одиннаццято! 0 и цвенаццатого злементов

И, вторые !!хо,:!и которых подключены к шине зацания режима сравнения, третьи 13xo!i6»3,eI3II TI! I-o и цвенаццатого элементов И соед«не!ьы с «нформациоп1161м I3xo!loll устройства, а их выходы — co вторыми Входами второго и TpcTbpl o элеме1!Еов ИЛ!И cooTI3E. ственно, третьи ихоц6! десятого и одиннадцатого злементов И поцключены к выходам переносов первого и второго кольцевых регистров соответственно, шина выбора входного каца соединена с первыми входами восьмого и девятого элементов ИЛИ, выход восьмого элемента ИЛИ подключен к четвертым входам цевятого и десято— го элементов И, выход девятого элемента ИЛИ соединен с четвертбг!и входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, выходы десятого и одиннаццатого элементов И подключены ко вторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ соответственно, третий выход первого трехстаб«льного триггера соединен со вторыми входами шестого и восьмого элементов

ИЛИ, третий выход второго трехста5 920 бильного триггера подключен ко вторым. входам седьмого и девятого элементов ИЛИ, второй вход пятого элемента И соединен с первой шиной выбора режима устройства, а выход - с третьими входами первого и четвертого элементон ИЛИ, второй вход пятого элемента ИЛИ подключен ко второй шине выбора режима.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит реверсивный счетчик l кольцевые регистры 2 и 3, схемы сравнения 4 и 5, трехстабильные триггеры 6 и 7, элементы И-HF. 8 и 9, элементы ИЛИ 10 и 11, элементы

ИЛИ !2 и 13, элементы И 14, 15 и

16, элементы ИЛИ 17, элемент задержки 18, шины выбора режима 19 и 20, шину выбора входного кода 21, шину 2 задания, режима сравнения 22, шины установки режима счета 23 и 24, пшену сброса 25, информационную шину устройства 26, выходы устройства 27, 28 и 29, элементы И 30-38, элементы 25

ИЛИ 39; 40, 41 и 42.

Устройство работает следующим образом, В случае сравнения чисел, заданных импульсными последовательностя- 30 ми, с пределами измеряемых чисел, записанных в кольцевых регистрах сдвига 2 и 3, на шинах выбора режима !9 и 20 — единичный и нулевой потенциалы соответственно. При этом ин- 35 формация в кольцевых регистрах сдвига 2 и 3 не сдвигается. B исходном состоянии реверсивный счетчик 1 снободен, а н трехстабильных триггерах 6 и 7 на первых выходах единичные сигналы.

Первое число, поступающее на информационную шину устройства 26 через элемент И 15, записывается в реверсивном счетчике 1, работающем

15 на сложение.

70!

Если первое число меньше нижнего предела измеряемых чисел, записанного в кольцевом регистре 3, то при поступлении сигнала сброса на шину сброса 25 на ныходе устройства 28 есть сигнал, означающий, что число, записанное в реверсивном счетчике

l, меньше нижнего предела измеря55 емых чисел. В случае, если первое число равно или меньше верхнего предела, записанного в кольцевом регистре 2, но равно или больше ньвкнего предела измеряемых чисел, записанного в кольцевом регистре 3, то н момент равенства чисел н реверсивном счетчике l и в кольцевом регист.— ре 3 на выходе схемы сравнения 5 есть сигнал, который через элемент

H 38, элементы HtIH 41 и 42 перебрасывает трехстабильный триггер 7 в новое состояние, в котором на его

0 третьем выходе есть единичный сигнал. При поступлении сигнала сброса после числа на шину сброса 25 на выходе устройства 27 есть сигнал, означающий, что число, записанное в реверсивном счетчике 1, в пределах измеряемых чисел. Если первое число больше верхнего предела измеряемых чисел, записанного в кольцевом регистре 2, то н момент равенс câà чисеЛ, записанных в реверсивном счет чике 1, и нижне го предел а из мер яемых чисел кольцевого регистр» 3, и в реверсивном счетчике 1 и верхнего предела измеряемых чисел кольцевого регистра на выходах соответствующих схем сравнения 5 и 4 есть единичные сигналы. Единичный сигнал на выходе схемы сравнения 5 через элемент И 38, элементы ИЛИ 41 .и 42 устанавливает трехстабнльный триггер 7 в состояние, н котором на его третьем выходе есть единичный сигнал. Если на выходе схемы сравнения 4 есть единичный потенциал и очередной импульс поступает через элемент И 15 на счетный вход ревер— сивного счетчика 1, то этот импульс через элементы И 15 и 37 и элементы И ц! 39 и 40 устанавливает трех стабильный триггер 6 в состояние, когда на его третьем выходе есть единичный сигнал. При поступлении сигнала сброса после первого числа на шину сброса 25 на выходной шине

29 есть сигнал, означающий, что число, записанное в реверсивном счетчике l, больше верхнего предела измеряемых чисел. При этом всегда сигнал, поступаюший на шину сброса 25, стирает содержимое реверсивного счетчика и через элемент задержки 18, элемент

И 14 и элементы И 37 и 38, элементы

ИЛИ 39, 40, 4! и 42 устанавливает трехстабильиые триггеры 7 и 6 в состояния, когда на их первых выходах есть единичные сигналы. При поступлении на информационную шину 26 устройства следующего сравниваемого числа операция сравнения произ9207 счетчик нe вь3>ОДР 25 у к аз ыв лющий, водится аналогично. Б слу:-1ае сравнения непрерывног0 процесса, задан«о3- О ИМПУЛЬСНЫМИ ПОСЛ ЕДОВЛ Г ЕЛЬ«ОС Т Я МИ, с пределами измеряемь!х чисел, .за IHсанных в кс3льценых регистрах 2 и 3, на шинах выбора режима 19 и 20 есть еди31ич?ь1е потенциалы. При этом информация в кольцевых регистрах Z u

3 не сдвигается, Импу?ьсы, поступающие нл 13нфорь3л!<ио?1?гую ши«у устрой— ства 26, через элеме IT И 15 проходят на счетный вход реверсивного счетчг?ка 1, рлботл! щего в зависимости

От харахтевл «ротекания процесса»а сложение или вычитание 17 каждый МО мент времени в реверсивном счетчике

1 есть число, характер31зуюц<ер процесс. Пусть, например, реверсив«ый счетчик 1 свободен, нл первых выходах трехстабильных триггеров 6 и 7 единичные сигналы, и мгновенное значение величи33Ы непрерыв«ого процесса возрастает.

При это?! реверсивнь3й работлет на сложение, л устр Ойства 28 — сигнал,. чTO мг !30« e«нОе 3 нач ен11е величины нр!!pep»3«3I0го процесса меньше нижнего предела измеряемых чисел. b момент (7 Я еди3 ич13ый с«1 на;1, МГ 33<3?3e3333oe з !1ачр н13 р pВ сли Iи ны и е Г! p еp û 13 н О! o и р 0 11 е с с а дальше возрастает (ревррснвный счет

ЧИК P H I! OT

1 .т лб13льн?»Й тpH! 3 ep 7 при э т Ом не из ме1иlет свое! o с Ост Ояния, ПpH эToм нл выходе схемы сравнения 5 — нулевой с!13 «лл. Если после этого мгновеннос значение величины непрерывного прО!!Исса уменьшлеTся (pp13ерсивнь3й счетчик 1 работает на вычи- ание), то в момент равенства чисел в реверсивном счетчике 1 и ьижl;er 0 пределл. из-Iepslemlx чисел кольцевого регистра 3 на выходе схемы срлвнения 5 появляется единичный потенциал. В слу-;ее, если трехстабильный триггер 7 в состоянии, когда на е< о третьем выходе есть единичный СHI" нал, и мгновенное значение величины непрерывного процесса возрастает (реверсивный счетчик работает «а сложение), то в момент равенства чисел в реверсивном счетчике 1 и верхнего преде Ic. Нзмеряе 3ых чисел кольцевогс регистра 2 на выходе схе!3Ы сравнения 4 есть еди«ич

И !И 4 и 42 перебрасывает трехста— бильный триггер 7 "- состояние„при котором 33а его третьем выходе есть единичный сигнал в педствие чего на выходе устройст ва 2 7 ноя вля ется сигнлл, указывающий, что мгновенное зна- 4ц че«ие вел!!чины непрерьпзног0 процесса в пределах измеряемых чиср

-i5 значение вели<313«ы непрерывного процесса начинает умепьшлтьсч, то реверсивньп3 =÷åò÷èê 1 в этом случае работает на вычитание. При еди?в?чном сигнале Ila выходе схемы сравнения 5 первый импульс Hcl счетном входе ре—

50 версивного счетчикз 1 через элемент

И 38, элементы ИЛИ L31 и 42 возврацает трехстлбильньгй триггер 7 в состоя3!He, когда на его первом выходе есть единичный <игнал, вследствие чего на

55 выходе устройства 28 снова появляется сиг33лт!. Ест?и же после переброса трехстабипь«ого триггера 7 в состояние, в котором на его третьем выходе есть рыв«ого процесса Iàëü?lå возрастает, о при единич«ом си.гнл <е на выходе схемы свавнения 3 п рвый импульс на счетном входе реверсивного счетчика

1 через элемент И 3 7,,элементы

ИЛИ 39 и 40 устанавлива.ет триггер

6 в состоя?3ие, в котором на его третьем вь<ходе есть единичный сигнал„ вследс-.вие чего на выходе устройства 29 поя:,1яется сигнал уклзыва— юший, что мгновенное з IaveIIHe величи ?3ь! Нellp epûs -loI 0 процесса 6 OJI o»Ie верхнего предела. Измеряемь!х чисел.

При этом на выход схемы сравнения у< танавливается нулево:.-. сигнал.

Если же после переброса трехст абильного триггера б мгновенное значение величины Hpïðeðûâного процесса дальше возрастает то триггер б не из— ме!3яет своегQ состояния, H на вь<ходе схемы сравнения ес-ь нулевой сигнал> а на выхОде устроиства 29 ели«и ч?<ый сигнал. Б слъ-ча е, если после этого мгновенное значе«ие ве—

IHòëHb3 непрерывногo процесса уменьшается (реверсиви3H счетчик 1 работает на вычитание), то в момент равенства чисел в р"версивном счетчике 1 и верхнего предела измеряемь<х чисел кольпевого регистра 2 «л

92О7О t выходе схемы сравнения 4 — единичный сигнал, который через элемент И 37, элементы ИЛИ 39 и 40 возвращает трехстабильный триггер 6 в состояние, когда на его первом выходе есть 5 единичный сигнал, вследствие чего на выходе устройства 27 возникает единичный си нал, указывающий, что мгновенное значение величины непрерывного процесса в пределах измеря- t0 емых чисел. В результате на одном из выходов 27, 28 и 29 устройства — сигнал, характеризующий процесс в данный момент времени, В случае сравнения чисел, задан- !5 ных последовательным кодом, с пределами измеряемых чисел, записанных в кольцевых регистрах 2 и 3, на шине задания режима сравнения 22 должен быть единичный потенциал. В ис- 20 ходном состоянии в трехстабильных триггерах 6 и 7 на вторых выходах есть единичные сигналы. Пу-сть на шине выбора входного кода 21 есть единичный потенциал. означающий, что 25 сравниваемые числа заданы последовательным кодом, начиная с младших разрядов. Входной код, поступающий на информационную шину устройства 26, и коды кольцевых регистров 2 и 3 30 синхронно одноименными разрядами в прямом виде поступают на элементы

И-НЕ 8 и 9, элементы И 30, 31, 35 и 36, элементы ИЛИ I! и 10, где производится их поразрядное сравнение.

Если одноименные разряды равнозначны, то при этом трехстабильные триггеры 6 и 7 сохраняют свое состояние, т.е. на вторых выходах этих триггеров есть единичные сигналы.

Формула изобретения ционным входом реверсивного счетчика и вторыми входами первого и второго элементов И, выходы первого и второго кольцевых регистров подключены ко входам второй группы первой и второй схем сравнения соответственно, выход первой схемы сравнения соединен с первым входом первого элемента

ИП4 и третьим входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов

ИЛИ соединены с первым и вторым входами соответственно первого трехстабильного триггера, выход второй схемы сравнения подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ и к третьему входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к псрвому и второму входам соответственно второго трехстабильнога триггера, шина сброса соединена с первым входом пятого элемента ИЛИ, со входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика и через элемент задержки — с первыми входами четвертого и пятого элементов И, первые выходы первого и второго трехстабильньх триггеров подключены к первым входам шестого и седьмого элементов ИЛИ соответственно, вторые выходы первого и второго трсхстабиль10

При поступлении на сравнение числа, заданного последовательным кодом, начиная со старших разрядов, на нине выбора входного кода 2! должен быть нулевой потенциал. В этом случае работа компаратора аналогична работе при сравнении числа, поступающего на информационную шину 26 младшими разрядами вперед.

Такое построение устройства позволяет расширить его функциональные возможности, так как предлагаемое устройство выполняет в два раза больше функций по сравнению с известным, 55 т. е. выполняет кроме допускового контроля за непрерывным процессом или числ- ми, заданными импульсными последоваt - ьностями, допусковый контроль за числами, заданными последовательным кодом, начиная с младдих или. c7арних разрядов.

Устройство для сравнения чисел, содержащее кольцевые регистры, реверсивный счетчик, схемы сравнения, трехстабильные триггеры, элементы И, ИЛИ, И-НЕ, элемент задержки, причем первая нина установки режима счета соединена с первым входом управления реBE .ðñHâíoãa счетчика и с первым входом первого элемента И, вторая шина установки режима счета подключена к первому входу второго элемента И и второму входу управления реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами первой группы первой и второй схем сравнения, первая шина выбора режима подключена к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с информа920701 ных триггеров соединены с первьпя входами шестого и седьмого элементов И соответственно, вторые входы которых подключены к выходу пятого элемента ИЛИ, выходы шестого и седьмого элемента., ИЛИ соединены с первым и вторым входами соответственно восьмого элемента И, третий вход которого подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, выход четвертого эле- о мента И соединен с третьими входами первого и второго трехстабильных триггеров, о т л и ч а ю щ е. e c я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обес- 1g печения сравнения чисел с заданными допусками, в нем информационный вход устройства соединен со вторым входом третьего элемента И и с первыми входами первого и второго элементов 2Î

И-HE второй вход первого элемента

И"НЕ подключен к выходу переноса первого кольцевого регистра, а выход - к первым входам девятого и десятого элементов И, вторые входы которых соединены с шиной задания режима сравнения устройства, которая подключена ка второму входу четвертага элемента И, второй вход второго элемента И-HE соединен с выходом переноса второго кольцевого регистра, а выход — с первыми входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, вторые входы которых подключены к шине задания режима сравнения, зя третьи входы девятога и двенадцатого элементов И соединены с информационным входам устройства, а их выходы - со вторыми входами второго и третьего э .емеитов ИЛИ соответственно, третьи входы десятага и одиннадцатого элементов И подключены к выходам переносов первого и второго кольцевых регистров соответственно, шина выбора входного кода соединена с первыми входами восьмого и девятого элементов ИЛИ, выход восьмага элемента ИЛИ подключен к четвертым вхо-„дам девятого и десятого элементов

И,- выход девятого элемента И1П1 соединен с четвертьп и входами одиннадцатога и двенадцатого элементов И, выходы десятога и одиннадцатога элементов И подключены ко вторым входам первого и четвертага элементов ИЛИ соответственно, третий выход первого трехстабильна "o триггера соединен са вторыми входами шестогс и восьмого элементов ЖМ, третий выход второго трехстабильнога триггера подключен ко вторым входам седьмого и девятога элементов ИЛИ, второй вход пятого элемента И соединен с первой шиной выбора режим= устройства„ а выход — с третьими входами первого и четвертого элементов ЩЯ в-:арой вход пятага элем нта ИЛИ подключен ко второй шине выбора релп-ма, Источж ки инфармапии принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельства СССР

Р 485445, кл. G 06 F 7/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР 487385 кл. G 06 F 7/04, 1973 (прототип) Составитель В.Белкин

Редактор Л.Авраменко Техред А.Бабинец Корр ект ор Н . Швыдкая

Заказ 2343 55 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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