УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ Российский патент 2023 года по МПК G06F7/02 H03K19/21 

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, рис.4.18 на стр. 163 в книге Бибило П.Н. Основы языка VHDL. М.: Солон-Р, 2000г.), формирующие признак отношения , где и есть четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами .

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств сравнения двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности и аппаратурная сложность, обусловленные соответственно тем, что не обеспечивается формирование признака отношения и что, в частности, упомянутый аналог содержит логические элементы пяти типов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип устройство сравнения двоичных чисел (патент РФ 2324971, кл. G06F7/00, 2008г.), которое содержит логические элементы и формирует признак отношения либо признак отношения , где , есть четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами .

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится аппаратурная сложность, обусловленная тем, что прототип содержит логические элементы четырех типов.

Техническим результатом изобретения является упрощение устройства за счет уменьшения количества типов используемых логических элементов при сохранении функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве сравнения двоичных чисел, содержащем четыре элемента исключающее ИЛИ, четыре элемента ИЛИ и четыре элемента И, выход и первый, второй входы i-го () элемента исключающее ИЛИ соединены соответственно с вторым входом i-го элемента ИЛИ и i-ым, ()-ым входами устройства сравнения двоичных чисел, настроечный вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены четыре элемента исключающее ИЛИ, первый, второй входы i-го элемента И и первый, второй входы ()-го элемента исключающее ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами i-ых элементов ИЛИ, исключающее ИЛИ и выходами i-ых элементов ИЛИ, И, а выход j-го () и выход восьмого элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с первым входом ()-го элемента ИЛИ и выходом устройства сравнения двоичных чисел.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел.

Устройство сравнения двоичных чисел содержит элементы исключающее ИЛИ 1₁,…,1₈, элементы ИЛИ 2₁,…,2₄ и элементы И 3₁,…,3₄, причем второй вход элемента 2_i () и выход элемента 1_j () соединены соответственно с выходом элемента 1_i и первым входом элемента 2_j–3, первый, второй входы элемента 3_i и первый, второй входы элемента 1_i+4 соединены соответственно с вторыми входами элементов 2_i, 1_i и выходами элементов 2_i, 3_i, а первый, второй входы элемента 1_i и выход элемента 1₈ соединены соответственно с i-ым, ()-ым входами и выходом устройства сравнения двоичных чисел, настроечный вход которого подключен к первому входу элемента 2₁.

Работа предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его настроечном входе фиксируется управляющий сигнал . На его первый,…,четвертый и пятый,…,восьмой входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы и , которые задают подлежащие сравнению четырехразрядные двоичные числа , (, и , задают значения старших и младших разрядов соответственно). Тогда сигнал на выходе элемента 1_i+4 () будет определяться выражением

, (1)

где ⊕, ∙, есть символы операций исключающее ИЛИ, И, ИЛИ. В представленной ниже таблице приведены значения реализуемой выражением (1) функции на всех возможных наборах значений ее аргументов.

0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1

Анализ данных, приведенных в таблице, позволяет заключить, что: 1) если или и , то ; 2) если или и , то . Таким образом, при либо на выходе предлагаемого устройства соответственно получим

либо .

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство сравнения двоичных чисел формирует признак отношения либо признак отношения , где , – четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами , при этом предлагаемое устройство проще чем прототип, поскольку содержит логические элементы трех типов.

Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в упрощении устройства за счет уменьшения количества типов используемых логических элементов при сохранении функциональных возможностей прототипа. Технический результат достигается за счёт того, что устройство сравнения двоичных чисел содержит ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1₁,…,1₈, элементы ИЛИ 2₁,…,2₄ и элементы И 3₁,…,3₄. 1 ил.

Устройство сравнения двоичных чисел, содержащее четыре элемента исключающее ИЛИ, четыре элемента ИЛИ и четыре элемента И, причем выход и первый, второй входы i-го () элемента исключающее ИЛИ соединены соответственно с вторым входом i-го элемента ИЛИ и i-ым, ()-ым входами устройства сравнения двоичных чисел, настроечный вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что в него дополнительно введены четыре элемента исключающее ИЛИ, первый, второй входы i-го элемента И и первый, второй входы ()-го элемента исключающее ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами i-ых элементов ИЛИ, исключающее ИЛИ и выходами i-ых элементов ИЛИ, И, а выход j-го () и выход восьмого элементов исключающее ИЛИ соединены соответственно с первым входом ()-го элемента ИЛИ и выходом устройства сравнения двоичных чисел.