УСТРОЙСТВО СЕЛЕКЦИИ БОЛЬШЕГО ИЗ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ Российский патент 2023 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 селекции большего из двоичных чисел (см., например, патент РФ 2363034, кл. G06F7/02, 2009 г.), содержащие логические элементы и выполняющие селекцию большего из двух n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств селекции большего из двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка трех n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и неоднородный аппаратурный состав, образованный из логических элементов двух типов (элементов ЗАПРЕТ, элементов ИЛИ).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип устройство селекции большего из двоичных чисел (патент РФ 2300135, кл. G06F7/02, 2007 г.), которое содержит логические элементы и выполняет селекцию большего из двух n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка трех n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и неоднородный аппаратурный состав, образованный из логических элементов четырех типов (импликаторов, элементов И-НЕ, И, ИЛИ).

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения селекции большего из трех n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и однородный аппаратурный состав.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве селекции большего из двоичных чисел, содержащем элементов И-НЕ, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены элементов И-НЕ, причем все элементы сгруппированы в n групп так, что k-я и n-я группы содержат соответственно десять и четыре элементов И-НЕ, в k-й группе первый вход i-го и первый, второй входы -го элементов И-НЕ, i-й вход четвертого и второй вход пятого, третий вход седьмого элементов И-НЕ соединены соответственно с первым входом -го и выходами i-го, -го элементов И-НЕ, первым входом -го и выходом второго элементов И-НЕ, в k-й группе вторые входы шестого, седьмого и третьи входы пятого, шестого элементов И-НЕ подключены соответственно к выходу первого и выходу третьего элементов И-НЕ, в n-й группе выход i-го элемента И-НЕ соединен с i-ым входом четвертого элемента И-НЕ, первый вход i-го элемента И-НЕ первой группы и выход -го элемента И-НЕ k-й группы подключены соответственно к шине единичного потенциала и первому входу i-го элемента И-НЕ -й группы, а вторые входы первого, второго, третьего и выход четвертого элементов И-НЕ j-й группы соединены соответственно с j-ым, -ым, -ым входами и j-ым выходом устройства селекции большего из двоичных чисел.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства селекции большего из двоичных чисел.

Устройство селекции большего из двоичных чисел содержит элементы И-НЕ 1₁₁,…,1_10(n˗1), 1_1n,…,1_4n, причем все элементы сгруппированы в n групп так, что k-я и n-я группы содержат соответственно элементы 1_1k,…,1_10k и элементы 1_1n ,…,1_4n, первый вход элемента 1_ik и первый, второй входы элемента 1_(i+7)k, i-й вход элемента 1_4k и второй вход элемента 1_5k, третий вход элемента 1_7k соединены соответственно с первым входом элемента 1_(i+4)k и выходами элементов 1_ik, 1_(i+4)k, первым входом элемента 1_(i+7)k и выходом элемента 1_2k, вторые входы элементов 1_6k, 1_7k и третьи входы элементов 1_5k, 1_6k подключены соответственно к выходу элемента 1_1k и выходу элемента 1_3k, выход элемента 1_in соединен с i-ым входом элемента 1_4n, первый вход элемента 1_i1 и выход элемента 1_(i+7)k подключены соответственно к шине единичного потенциала и первому входу элемента 1_i(k+1), а вторые входы элементов 1_1j , 1_2j, 1_3j и выход элемента 1_4j соединены соответственно с j-ым, -ым, -ым входами и j-ым выходом устройства селекции большего из двоичных чисел.

Работа предлагаемого устройства селекции большего из двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первый,…, n-ый, -й,…,-й, -й,…,-й входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы , , , которые задают подлежащие обработке n-разрядные двоичные числа , , (, , и , , определяют значения старших и младших разрядов соответственно). Тогда сигнал на j-ом выходе предлагаемого устройства будет определяться выражением

где

Здесь ˅, ∙, ‾, есть символы операций ИЛИ, И, НЕ. В представленной ниже таблице приведены значения реализуемых выражениями (2), (3), (4) функций на всех возможных наборах значений их аргументов. Жирным в таблице выделены значения функций и их аргументов при j=2.

-
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
-
-
-
-
- 0
0
0
0
1
1
1
1 0
0
1
1
0
0
1
1 0
1
0
1
0
1
0
1 1
0
0
0
1
1
1
1 1
0
1
1
0
0
1
1 1
1
0
1
0
1
0
1 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
1
1
1
1 0
0
1
1
0
0
1
1 0
1
0
1
0
1
0
1 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
0
0
0
0 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
1
1
1
1 0
0
1
1
0
0
1
1 0
1
0
1
0
1
0
1 0
0
0
0
0
0
0
0 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0 1
1
1
1
1
1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
1
1
1
1 0
0
1
1
0
0
1
1 0
1
0
1
0
1
0
1 0
0
0
0
0
0
0
0 1
0
1
1
1
0
1
1 1
1
0
1
1
1
0
1 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
1
1
1
1 0
0
1
1
0
0
1
1 0
1
0
1
0
1
0
1 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
0
0
0
0 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
1
1
1
1 0
0
1
1
0
0
1
1 0
1
0
1
0
1
0
1 1
0
1
0
1
1
1
1 0
0
0
0
0
0
0
0 1
1
1
1
0
1
0
1 1
1
1
1
1
1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
1
1
1
1 0
0
1
1
0
0
1
1 0
1
0
1
0
1
0
1 1
1
0
0
1
1
1
1 1
1
1
1
0
0
1
1 0
0
0
0
0
0
0
0 1
1
1
1
1
1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1 0
0
0
0
1
1
1
1 0
0
1
1
0
0
1
1 0
1
0
1
0
1
0
1 1
0
0
0
1
1
1
1 1
0
1
1
0
0
1
1 1
1
0
1
0
1
0
1

Анализ данных, приведенных в таблице, позволяет заключить, что:

1) если либо либо либо либо либо либо , то соответственно либо , либо , либо , либо , либо , либо , ;

2) если и либо и либо и либо и либо и либо и либо и , то соответственно либо либо , либо либо , либо либо ;

3) если либо либо , то соответственно , либо либо ;

4) если и либо , и либо и , то соответственно либо , либо , ;

5) если и либо , и либо и , то соответственно либо , либо ;

6) если и либо , и либо , и , то соответственно либо , либо .

Таким образом, на первом и r-ом выходах предлагаемого устройства согласно (1) получим

и

где , , - фрагменты n-разрядных двоичных чисел , , . Следовательно, с учетом (5), (6) имеем , где есть n-разрядное двоичное число, задаваемое двоичными сигналами ( и определяют значения старшего и младшего разрядов соответственно).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство имеет однородный аппаратурный состав (содержит логические элементы одного типа – элементы И-НЕ) и обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает селекцию большего из трех n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения селекции большего из трех n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и однородный аппаратурный состав. Устройство селекции большего из двоичных чисел предназначено для обработки n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство логической обработки многозначных данных. Устройство содержит элементов И-НЕ (1₁₁,…,1_10(n-1), 1_1n,…,1_4n). 1 ил., 1 табл.

Устройство селекции большего из двоичных чисел, содержащее элементов И-НЕ, отличающееся тем, что в него дополнительно введены элементов И-НЕ, причем все элементы сгруппированы в n групп так, что k-я и n-я группы содержат соответственно десять и четыре элементов И-НЕ, в k-й группе первый вход i-го и первый, второй входы -го элементов И-НЕ, i-й вход четвертого и второй вход пятого, третий вход седьмого элементов И-НЕ соединены соответственно с первым входом -го и выходами i-го, -го элементов И-НЕ, первым входом -го и выходом второго элементов И-НЕ, в k-й группе вторые входы шестого, седьмого и третьи входы пятого, шестого элементов И-НЕ подключены соответственно к выходу первого и выходу третьего элементов И-НЕ, в n-й группе выход i-го элемента И-НЕ соединен с i-ым входом четвертого элемента И-НЕ, первый вход i-го элемента И-НЕ первой группы и выход -го элемента И-НЕ k-й группы подключены соответственно к шине единичного потенциала и первому входу i-го элемента И-НЕ -й группы, а вторые входы первого, второго, третьего и выход четвертого элементов И-НЕ j-й группы соединены соответственно с j-ым, -ым, -ым входами и j-ым выходом устройства селекции большего из двоичных чисел.