КОМПАРАТОР ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ Российский патент 2017 года по МПК G06F7/02 G05B1/03 H03K5/22 

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

Известны компараторы двоичных чисел (см., например, патент РФ 2300131, кл. G06F 7/02, 2007 г.), содержащие логические элементы и формирующие признаки соотношений А>В, А=В, где А=а₁а₀, B=b₁b₀ - двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами а₀, а₁, b₀, b₁ ∈ {0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных компараторов двоичных чисел, относится сложность устройства, обусловленная тем, что, в частности, упомянутый аналог состоит из логических элементов четырех типов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип компаратор двоичных чисел (рис. 8.32а на стр. 500 в книге Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. М.: Радио и связь, 1990 г.), который содержит логические элементы и формирует признаки соотношений А>В, А=В, где А=а₁а₀, B=b₁b₀ - двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами а₀, а₁, b₀, b₁ ∈ {0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится сложность устройства, обусловленная тем, что прототип состоит из логических элементов пяти типов.

Техническим результатом изобретения является упрощение устройства за счет уменьшения числа типов используемых логических элементов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в компараторе двоичных чисел, содержащем два элемента И, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и четыре элемента НЕ, первый вход первого элемента И, вход j-го и вход, выход (j+2)-го элементов НЕ соединены соответственно с выходом третьего элемента НЕ, первым входом и выходом j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, j-ым входом второго элемента И, подсоединенного выходом к выходу «Равно» компаратора двоичных чисел, особенность заключается в том, что в него введены третий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и третий, четвертый элементы И, а первый, второй входы (j+2)-го, второй вход и выход первого элементов И соединены соответственно с выходом j-го элемента НЕ, вторым входом j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходом четвертого элемента И и вторым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подсоединенного первым входом и выходом соответственно к выходу третьего элемента И и выходу «Больше» компаратора двоичных чисел, j-й и (j+2)-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

На чертеже представлена схема предлагаемого компаратора двоичных чисел.

Компаратор двоичных чисел содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1₁, 1₂, 1₃, элементы И 2₁, 2₂, 2₃, 2₄, элементы НЕ 3₁, 3₂, 3₃, 3₄, причем первый вход элемента 2₁, вход элемента 3_j и вход, выход элемента 3_j+2 соединены соответственно с выходом элемента 3₃, первым входом и выходом элемента 1_j, j-ым входом элемента 2₂, подсоединенного выходом к выходу «Равно» компаратора двоичных чисел, а первый, второй входы элемента 2_j+2, второй вход и выход элемента 2₁ соединены соответственно с выходом элемента 3_j, вторым входом элемента 1_j, выходом элемента 2₄ и вторым входом элемента 1₃, подсоединенного первым входом и выходом соответственно к выходу элемента 2₃ и выходу «Больше» компаратора двоичных чисел, j-й и (j+2)-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 1_j.

Работа предлагаемого компаратора двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первый, второй и третий, четвертый входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы b₁, b₀ ∈ {0,1} и а₁, а₀, ∈ {0,1}, которые задают подлежащие сравнению двухразрядные двоичные числа B=b₁b₀ и А=а₁а₀ (а₁, b₁, и a₀, b₀ определяют значения старших и младших разрядов соответственно). Тогда сигналы на выходах «Больше», «Равно» предлагаемого компаратора будут определяться выражениями

В представленной ниже таблице приведены значения реализуемых выражениями (1) функций на всех возможных наборах значений их аргументов.

С учетом таблицы имеем Q_A>B=1 если А>В, Q_A=B=1 если А=В.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый компаратор двоичных чисел формирует признаки соотношений А>В, А=В, где А=а₁а₀, B=b₁b₀ - двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами а₀, а₁, b₀, b₁ ∈ {0,1}, и устроен проще чем прототип, поскольку состоит из логических элементов трех типов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики и функциональных узлов систем управления. Технический результат заключается в упрощении устройства за счет уменьшения числа типов используемых логических элементов. Технический результат достигается за счет компаратора двоичных чисел, который предназначен для формирования признаков соотношений А>В, А=В, где A=a₁a₀, B=b₁b₀ - двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a₀, a₁, b₀, b₁ ∈ {0,1}, и содержит три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (1₁, 1₂, 1₃), четыре элемента И (2₁, 2₂, 2₃, 2₄) четыре элемента НЕ (3₁, 3₂, 3₃, 3₄). 1 табл., 1 ил.

Компаратор двоичных чисел, содержащий два элемента И, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и четыре элемента НЕ, причем первый вход первого элемента И, вход j-го и вход, выход (j+2)-го элементов НЕ соединены соответственно с выходом третьего элемента НЕ, первым входом и выходом j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, j-ым входом второго элемента И, подсоединенного выходом к выходу «Равно» компаратора двоичных чисел, отличающийся тем, что в него введены третий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и третий, четвертый элементы И, а первый, второй входы (j+2)-го, второй вход и выход первого элементов И соединены соответственно с выходом j-го элемента НЕ, вторым входом j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходом четвертого элемента И и вторым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подсоединенного первым входом и выходом соответственно к выходу третьего элемента И и выходу «Больше» компаратора двоичных чисел, j-й и (j+2)-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.