Устройство для сравнения двоичных чисел

 

(72) Автор изобретения >

И. К. Шраго

Всесоюзный научно-исследовательский и экспериме конструкторский институт торгового машиностроени (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления диск« ретной автоматики и устройствах цифровых вычислительных машин.

5 .Известно устройство для сравнения чисел, содержащее тактовый генератор, выход которого соединен с входом первого элемента И, другой вход которого соединен с управляющей шиной, выход элемен- >0 та И соединен с информационными входами двух реверсивных счетчиков, управляющие . входы которых подключены к выходам двух триггеров, а выходы - к входам первого и второго дешифраторов соответственно, выход первого дешифратора соединен с входами второго и третьего элементов И, другие входы которых подключены к выходу второго дешнфратора и к одному из выю ходов первого триггера соответственно и к входу первого триггера, выход второго дешифратора через элемент задержки соединен с входом второго триггера, один из выходов которого. соединен с входом четвертого элемента И, другой вход которого подключен к другому выходу первого триггера, другой выход второго триг-, гера соединен с.третьим входом первого элемента И, выход второго элемента И соединен с входом третьего триггера.

Это устройство позволяет получить на выходах сигналы равенства сравниваемых чисел и знаков неравенства (11

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает получения предварительной оценки разности сравниваемых чисел.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее поразрядные узлы сравнения, в каждом из которых прямой вход первого числа и инверсный вход второго числа соединены с входами одного элемента ИЛИ, а прямой вход второго числа и инверсный вход первого числа — с входами другого

3 964629 4 соединены с (к- 1)-м входом соответствующей группы поразрядного узла сравнения, пятый вход каждой р --й ячейки анализа первой и второй групп (р = 1, -1 ...,2 -1) соединен с р-м входом соответствуюшей группы входов поразрядного узла сравнения, выход -й ячейки анализа (0 = 1,..., 2 ) первой и вто -1 рой групп соединен с (2 g -1)-м выходо: соответствуюшей группы выходов поразрядного узла сравнения, выход N -го элемента ИЛИ первой и второй групп (ttl 1,..., 2" " -1) соединен с 2ф-м выходом соответствуюшей группы поразрядного узла сравнения.

Каждая ячейка анализа содержит два трехвходовых элемента ИЛИ HE и двухвходовой элемент ИЛИ-НЕ, причем первый вход ячейки анализа соединен с первым входом первого элемента ИЛИ».НЕ, второй вход ячейки анализа подключен к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, третий вход ячейки анализа соединен с вторыми входами первого и второго элемен,ов

ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены к входам третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом ячейки анализа, четвертый вход ячейки анализа подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ-НЕ, а пятый вход ячейки анализа соединен с третьим входом первого элемента . ИЛИ-HE.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для случая П = 4; на фиг. 2функциональная схема j o узла поразрядного сравнения (= 4).

Устройство содержит поразрядные узлы 1 сравнения, элементы ИЛИ-НЕ 2, выходные шины 3, шину 4 управления, йнформационные входы S и 6, элемент 7 равнозначности, ячейки 8 анализа, каждая из которых состоит из элементов ИЛИ-НЕ

9- 11, входи 12 поразрядных узлов 1 сравнения, выходы 13 поразрядных узлов

1 сравнения, элементы ИЛИ 14.

Устройство работает следуюшим образом.

Ф элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ всех узлов и стробируюший вход соединены с входами элемента И,- выход которого подключен к входу элемента ИЛИ-НЕ, вы. ход совпадения обоих чисел подключен к выходу элемента И P2) .

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает оценку значений разности сравниваемых чисел, что необходимо для повышения скорости при автоматическом позиционировании, Белью изобретения является расшире ние функциональных возможностей устройства эа счет определения значения разности сравниваемых чисел. 15

Эта цель достигается тем, что в устройстве для сравнения двоичных чисел, содержащем б поразрядных узлов сравнения, элементы ИЛИ-НЕ, причем информационные входы устройства соединены с 0 информационными входами поразрядных узлов сравнения, нулевой выход каждого —.го. поразрядного узла сравнения (1 1„ ..., ll — 1) соединен с нулевым входом (< + 1)-го поразрядного узла сравнения, 25

j -й выход первой и второй групп выходов каждого { -го поразрядного узла сравнения соединен с ) -м входом соответствую-. щей группы входов (< +1)-го поразрядного узла сравнения (= 1,..., 2" — 1), выходы tl -ro поразрядного узла сравнения подключены к первым входам элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы которых соединены с шиной управления устройства, выходы элементов ИЛИ-НЕ подключены к

35 выходным шинам устройства.

Каждый поразрядный узел сравнения содержит элемент равнозначности, ячейки анализа и элементы ИЛИ, причем первый инрормационный вход поразрядного узла сравнения соединен с первыми входами элемента равнозначности и ячеек анализа, второй информационный вкод поразрядного узла сравнений подключен к вторым входам элемента равнозначности и ячеек анализа, прямой выход элемента равнозначност и соединен с третьими входами ячеек анализа, инверсный выход подключен к первым входам элементов ИЛИ, второй вход нулевого элемента ИЛИ соединен с нулевым входом поразрядного узла сравнения, а выход - с нулевым выходом поразрядного узла сравнения, чеч вертые входы первых ячеек анализа первой .и второй групп соединены с нулевым входом поразрядного узла сравнения, чет.вертые входы каждой к»й ячейки анализа первой и второй групп (к = 2,..., 2 . ) Пусть, например, первое число равно

6" (0110), а второе — "11" (1011).

В поразрядный узел l сравнения по входу 5 подается нулевой сигнал, а по входу 6 - единичный, поэтому на прямом выходе элемента 7 равнозначности узла 1 будет нулевой сигнал, а на инверсном— единичный, который подается на вход элемента ИЛИ 145 узла 1 . На выходе элемента ИЛИ 14>, а значит и на выходе

13,(будет также единичный сигнал. По5 . 9646 скольку на входе 5, и на прямом выходе элемента 7 равнозначности будут нулевые сигналы, на входы элемента ИЛИ-НЕ 10 ячейки анализа 8 узла 1< подаются нулевые сигналы, и поэтому на его выходе . 5 имеется единичный сигнал. Этот сигнал независимо от состояния алемента ИЛИНЕ 9 ячейки Й . вызовет появление нулевого сигнала на выходе 13 . На входы элемента ИЛИ-НЕ 10 ячейки 8, узла tO

l подаются нулевые сигналы, поэтому на его выходе будет единичный сигнал, а на выходе 135, независимо от состояния алемента ИЛИ-НЕ 9 ячейки 8 будет нулевой сигнал.

Остальные выходы узла 1 не используются, поатому состояние их не имеет значения.

В поразрядном узле 1 сравнения по входу 5 подается единичный сигнал, а по.20 входу 6 - нулевой, поэтому на прямом выходе элемента 7 равнозначности будет нулевой сигнал, а на инверсном - единичный, который подается на вход элемента

ИЛИ 14, на выходе которого (на выхо- 25 де 13(), также будет единичный сигнал.

Поскольку на выходе 6, на прямом выхоце элемента 7 равнозначности и на входе 12 узла 1, т. е. на все входы элемента ИЛИ-НЕ S ячейки 8, подаются 50 нулевые сигналы, на выходе его будет единичный сигнал. Поэтому на выходе 13й ячейки S узла 1 независимо от состояния элемента ИЛИ HE 10 будет нулевой сигнал.

Так как с выхода алемента 7 равно эначности на алемент ИЛИ 14 будет поступать единичный сигнал, такой же сигнал будет на выходе 13 . На вход > элемента ИЛИ-НЕ 9 ячейки 84 подается единичный сигнал с входа 12, а на вход алемента ИЛИ-НЕ 10 ячейки 8 - единичный сигнал с входа 5, на выходах элементов ИЛИ-НЕ 9 и 10 ячейки 84 будут нулевые сигналы, а на выходе 13> единичный.

Так как с выхода алемента 7 равнозначности на элемент ИЛИ 144 будет поступать единичный сигнал, такой же сигнал будет на выходе 13 .

Аналогично в узле 1> на выход 13 подается нулевой сигнал, на выходы 13 13>, 13>- 13> - единичный, а в узле (ф на выход 13 0 поступает нулевой сигнал, 55 а на выходы 13 -13, 13 - единичный.

При подаче нулевого сигнала по шине

4 на выходе 3(g, соответствующем эна29 6 чению разности "-5" будет единичный сигнал, а на остальных выходах — нулевой.

В рассмотренном примере выполнения схемы сравнения имеются четыре поразрядных узла l сравнения (для сравнения двоичных чисел от "0" до "15") и выходы 3 для значений разности "«5", "-4", "- 3", " 2", "-1 "0", "+1" "+2", +3", I

"+4", "+5, однако количество узлов 1 и выходов 3 различных значений разности и -величины этих значений могут быть различными.

Структура схемы весьма удобна с точки зрения ее реализации. эффективность устройства обуславливается возможностью его использования для получения серии предварительных команд замедления и ускорения движущихся объектов при их автоматическом адресовании в абсолютной системе отсчета. Использование предлагаемого устройства позволяет за счет обеспечения плавного замедления значительно увеличить скорость перемещения автоматизированного подъемно-транспорт ного оборудования и его производительность.

Формула изобретения

1. Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее Ц поразрядных узлов сравнения, элементы ИЛИ-НЕ, причем информационные входы устройства соединены с информационными входами поразрядных узлов сравнения, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения значения разности сравниваемыХ чисел, в нем нулевой выход каждого < -го пораз,рядного узла сравнения (4 1,..., Ц - 1) соединен с нулевым входом (+ 1)-го .поразрядного узла сравнения, ) -й выход первой и второй групп выходов каждого

j --го поразрядного узла сравнения соеди нен с ) -м входом соответствующей группы входов (+ 1)-го поразрядного узла сравнения (j 1,..., 2" - 1), выходы И-го поразрядного узла сравнения подключены к первым входам элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы которых соединены с шиной управления устройства, выходы элементов

ИЛИ-НЕ подключены к выходным шинам ус тройс тва.

2. Устройство о и. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что каждый поразрядный узел сравнения содержит элемент равнозначности, ячейки анализа и элементы

7 9646

ИЛИ, причем первый информационный вход поразрядного узла сравнения соединен с первыми входами элемента равнозначности и ячеек анализа, второй информационный вход поразрядного узла сравнения 5 подключен к вторым входам элемента равнозначности и ячеек анализа, прямой выход элемента равнозначности соединен с третьими входами ячеек анализа, инверсный выход подключен к первым входам элементов ИЛИ, второй вход нулевого элемента ИЛИ соединен с нулевым входом поразрядного узла сравнения, а выход с нулевым выходом поразрядного узла срав« пения, четвертые входы первых ячеек ана1S лиза первой и второй групп соединены с нулевым входом поразрядного узла спав кения, четвертые входы каждой М -й ячейки анализа первой и второй групп (k 2, ..., 2 ) соединен с (k- 1)-м входом соответствующей группы поразрядного узла сравнения, пятый вход каждой р -й ячейки анализа первой и второй групп (p 1,..., ;2» - 1) соединен с р -м входом соответствующей группы входов поразрядного узла сравнения, выход 8 «й ячейки анализа (Е 1,..., 2 ) первой и второй групп соединен с (2 f -1)-м выходом соответствующей группы выходов поразрядного узла сравнения, выход 0?го эле- 30 мента ИЛИ первой и второй групп (51 1, 29 8

° ° °, 2 - 1) соединен с 2щ -м выходом соответствующей группы поразряднрго узла сравнения.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждая ячейка анализа содержит два трехвходовых элемента .ИЛИ«НЕ и двухвходовой элемент ИЛИ«НЕ, причем первый вход ячейки анализа соединен с первым входом первого элемента .ИЛИ-НЕ, второй вход ячейки анализа под ключен к первому входу второго элемента

ИЛИ-НЕ, третий вход ячейки анализа со-единен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены к входам третьего элемента

ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом ячейки анализа, четвертый вход, ячейки анализа подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ НЕ, а пятый вход ячейки анализа соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ-НЕ.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 409218, кл. С 06 F 7/04, 1971.

2. Нешумова К. И. Электронные цифровые вычислительные машины. М., Высшая школа, 1975, с. 141, рис,4.36а (прототип) .