УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ Российский патент 2011 года по МПК G06F7/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны устройства сравнения двоичных чисел (см., например, нижний рис. в табл.3.5 на стр.103 в книге Справочник по цифровой вычислительной технике. Малиновский Б.Н., Александров В.Я., Боюн В.П. и др. / Под ред. Б.Н.Малиновского. Киев: Техника, 1974 г.), выполняющие распознавание ситуаций x₁>x₂ и х₁≤x₂, где x₁, x₂∈{0,1} - одноразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств сравнения двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается сравнение n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является, принятое за прототип, устройство сравнения двоичных чисел (патент РФ 2324971, кл. G06F 7/00, 2008 г.), которое содержит выход, настроечный вход и при произвольной разрядности реализует распознавание ситуаций А≥В и А<В либо А>В и А≤В, где А=a_n-1…a₀ и В=b_n-1…b₀ - n-разрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a₀, …, a_n-1, b₀, …, b_n-1 ∈ {0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся зависимость между разрядностью сравниваемых двоичных чисел и максимальным временем задержки распространения сигнала, а также ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается распознавание ситуаций А=В и А≠В.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей, за счет обеспечения распознавания ситуаций А≥В и А<В, либо А>В и А≤В, либо А=В и А≠В, где А=a_n-1…a₀ и В=b_n-1…b₀ - n-разрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a₀, …, a_n-1, b₀, …, b_n-1 ∈ {0,1}, а также исключение зависимости между разрядностью сравниваемых двоичных чисел и максимальным временем задержки распространения сигнала.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве сравнения двоичных чисел, содержащем настроечный вход и выход, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены 6 n ключей, которые сгруппированы в n групп так, что каждая группа содержит первый, третий, пятый ключи, выполненные замыкающими, и второй, четвертый, шестой ключи, выполненные размыкающими, причем в i-й группе вход пятого и вход шестого ключей и их управляющий вход соединены соответственно с объединенными выходами первого, второго и объединенными выходами третьего, четвертого ключей и (n+i)-м входом устройства сравнения двоичных чисел, первый, второй дополнительные настроечные и i-й входы которого соединены соответственно с входом второго, входом третьего и управляющим входом первого-четвертого ключей i-й группы, объединенные выходы пятого, шестого ключей каждой предыдущей группы соединены с объединенными входами первого, четвертого ключей последующей группы, а объединенные выходы пятого, шестого ключей n-й группы образуют выход устройства сравнения двоичных чисел, настроечный вход которого объединен с входами первого, четвертого ключей первой группы.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел.

Устройство сравнения двоичных чисел содержит 6 n ключей 1₁, …, 6_n, которые сгруппированы в n групп так, что i-я группа содержит ключи 1_i 3_i 5_i, выполненные замыкающими и ключи 2_i, 4_i, 6_i, выполненные размыкающими, причем входы ключей 5_i, и 6_i и их управляющий вход соединены соответственно с объединенными выходами ключей 1_i, 2_i и объединенными выходами ключей 3_i 4_i и (n+i)-м входом устройства сравнения двоичных чисел, первый, второй дополнительные настроечные и i-й входы которого соединены соответственно с входами ключей 2_i, 3_i и управляющим входом ключей 1_i-4_i, объединенные выходы ключей 5_j, 6_j соединены с объединенными входами ключей 1_j+1, 4_j+1, а объединенные выходы ключей 5_n, 6_n образуют выход устройства сравнения двоичных чисел, настроечный вход которого объединен с входами ключей 1₁, 4₁.

Работа предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его настроечном входе и первом, втором дополнительных настроечных входах фиксируются соответственно управляющие сигналы z₀∈{0,1} и g₁, g₂ ∈ {0,1}. На его первый, …, n-й и (n+1)-й, …, (2n)-й входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы b₀, …, b_n-1 ∈ {0,1} и a₀, …, a_n-1 ∈ {0,1}, которые задают подлежащие сравнению n-разрядные двоичные числа A=a_n-1…a₀, B=b_n-1…b₀ (a_n-1, b_n-1 и a₀, b₀ определяют значения старших и младших разрядов соответственно). Тогда сигнал на выходах ключей 5_i, 6_i будет определяться выражением

,

где +, * - символы операций ИЛИ, И соответственно. В представленной ниже таблице приведены значения функции z_n(z₀, g₁, g₂, A, B) на всех возможных наборах значений ее аргументов z₀, g₁, g₂, полученные для всех возможных ситуаций, возникающих при сравнении n-разрядных двоичных чисел А, В.

z₀ g₁ g₂ А>В A<B A=B 0 0 0 z_n=0 z_n=0 z_n=0 0 0 1 z_n=0 z_n=1 z_n=0 0 1 0 z_n=1 z_n=0 z_n=0 0 1 1 z_n=1 z_n=1 z_n=0 1 0 0 z_n=0 z_n=0 z_n=1 1 0 1 z_n=0 z_n=1 z_n=1 1 1 0 z_n=1 z_n=0 z_n=1 1 1 1 z_n=1 z_n=1 z_n=1

Таким образом, при z₀=g₁=1, g₂=0, либо при z₀=g₂=0, g₁=1, либо при x₀=1, g₁=g₂=0 на выходе предлагаемого устройства соответственно получим

либо либо .

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство сравнения двоичных чисел обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает распознавание ситуаций А≥В и А<В, либо А>В и А≤В, либо А=В и А≠В, где А=a_n-1…a₀, В=b_n-1…b₀ есть n-разрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a₀,…, a_n-1, b₀,…, b_n-1∈{0,1}. Кроме того, в предлагаемом устройстве сравнения двоичных чисел максимальное время τ задержки распространения сигнала не зависит от разрядности сравниваемых двоичных чисел, поскольку τ=τ_кл, где τ_кл, - длительность задержки, вносимой ключом.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет распознавания ситуаций А≥В и А<В, либо А>В и А≤В, либо А=В и А≠В, где A=a_n-1…а₀, B=b_n-1…b₀ - n-разрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами а₀, …, a_n-1, b₀, …, b_n-1 ∈ {0,1}, а также исключение зависимости между разрядностью сравниваемых двоичных чисел и максимальным временем задержки распространения сигнала. Устройство содержит n групп ключей, каждая из которых состоит из 6 ключей. 1 ил., 1 табл.

Устройство сравнения двоичных чисел, содержащее настроечный вход и выход, отличающееся тем, что в него дополнительно введены 6n ключей, которые сгруппированы в n групп так, что каждая группа содержит первый, третий, пятый ключи, выполненные замыкающими, и второй, четвертый, шестой ключи, выполненные размыкающими, причем в i-й () группе вход пятого и вход шестого ключей и их управляющий вход соединены соответственно с объединенными выходами первого, второго и объединенными выходами третьего, четвертого ключей и (n+i)-м входом устройства сравнения двоичных чисел, первый, второй дополнительные настроечные и i-й входы которого соединены соответственно с входом второго, входом третьего и управляющим входом первого - четвертого ключей i-й группы, объединенные выходы пятого, шестого ключей каждой предыдущей группы соединены с объединенными входами первого, четвертого ключей последующей группы, а объединенные выходы пятого, шестого ключей n-й группы образуют выход устройства сравнения двоичных чисел, настроечный вход которого объединен с входами первого, четвертого ключей первой группы.