УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ Российский патент 2023 года по МПК G06F7/02 G06F7/06 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых компараторах, ассоциативных процессорах и машинах баз данных.

Известны устройства сравнения двоичных чисел (см, например, патент РФ 2770302, кл. G06F 7/02, 2022 г.), содержащие элементы ИЛИ, элементы И, элементы НЕ и выполняющие распознавание отношений А>В, А=В, А<В, где А, В 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, обусловленные тем, что не выполняется распознавание отношений А=С, А∈[B,C], А∉[B,C].

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип устройство сравнения двоичных чисел (патент РФ 2677371, кл. G06F 7/02, 2019 г.), которое содержит четыре элемента ИЛИ, четыре элемента И, четыре элемента НЕ и выполняет распознавание отношений А>В, А=В, А<В, где А, В есть четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется распознавание отношений А=С, А∈[B,C], А∉[B,C].

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения распознавания отношений А>В, А=В, A<B либо А=В, А=С, А∈[B,C], А∉[B,C], где А, В, С есть четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве сравнения двоичных чисел, содержащем четыре элемента ИЛИ, четыре элемента И и четыре элемента НЕ, i-й вход устройства сравнения двоичных чисел и выход i-го элемента НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами i-го элемента И, (i+4)-й вход устройства сравнения двоичных чисел подключен к входу i-го элемента НЕ, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены двенадцать элементов ИЛИ, восемь элементов И и четыре элемента НЕ, i-й вход устройства сравнения двоичных чисел подключен к входу (i+4)-го элемента НЕ и второму входу i-го элемента ИЛИ, (i+8)-й вход устройства сравнения двоичных чисел соединен с первым входом (i+4)-го элемента Ии вторым входом (i+4)-го элемента ИЛИ, выходы i-го и (i+4)-го элементов И подключены соответственно к вторым входам (i+8)-го и (i+12)-го элементов ИЛИ, выход (i+4)-го элемента НЕ соединен с вторым входом (i+4)-го элемента Ии третьим входом (i+4)-го элемента ИЛИ, первые входы первого и девятого элементов ИЛИ подключены к шине нулевого потенциала, второй вход девятого элемента И соединен с шиной единичного потенциала, первые входы тринадцатого и пятого элементов ИЛИ подключены к настроечному входу устройства сравнения двоичных чисел, выход i-го элемента НЕ соединен с третьим входом i-го элемента ИЛИ, первый и третий входы (i+8)-го элемента И подключены соответственно к выходам (i+4)-го и i-го элементов ИЛИ, выход (k+12)-го элемента ИЛИ соединен с первыми входами (k+13)-го и (k+5)-го элементов ИЛИ, выход (k+8)-го элемента ИЛИ подключен к первым входам (k+1)-го и(k+9)-го элементов ИЛИ, выход (k+8)-го элемента И соединен с вторым входом (k+9)-го элемента И, а выход шестнадцатого элемента ИЛИ и выходы двенадцатых элементов И, ИЛИ подключены соответственно к первому и второму, третьему выходам устройства сравнения двоичных чисел.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел.

Устройство сравнения двоичных чисел содержит элементы ИЛИ 1₁,…,1₁₆, элементы И 2₁,…,2₁₂и элементы НЕ 3₁,…,3₈, причем i-й вход устройства сравнения двоичных чисел подключен к входу элемента 3_i+4, второму входу элемента 1_i и первому входу элемента 2_i, (i+4)-й вход устройства сравнения двоичных чисел соединен с входом элемента 3_i, (i+8)-й вход устройства сравнения двоичных чисел подключен к первому входу элемента 2_i+4 и второму входу элемента 1_i+4, первые входы элементов 1₁₃ и 1₅ соединены с настроечным входом устройства сравнения двоичных чисел, выход элемента 3_i+4 подключен к второму входу элемента 2_i+4 и третьему входу элемента 1_i+4, выход элемента 3_i соединен с третьим входом элемента 1_iи вторым входом элемента 2_i, первые входы элементов 1₁ и 1₉ подключены к шине нулевого потенциала, выходы элементов 2_i и 2_i+4 соединены соответственно с вторыми входами элементов 1_i+8 и 1_i+12, выходы элементов 1_i+4 и 1_i подключены соответственно к первому и третьему входам элемента 2_i+8, второй вход элемента 2₉ соединен с шиной единичного потенциала, выход элемента подключен к первым входам элементов 1_k+9 и 1_k+1, выход элемента 1_k+12 соединен с первыми входами элементов 1_k+13 и 1_k+5, выход элемента 2_k+8 подключен к второму входу элемента 2_k+9, а выходы элементов 1₁₆, 2₁₂ и 1₁₂ соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами устройства сравнения двоичных чисел.

Работа предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его i-й (i+4)-й и (i+8)-й входы подаются соответственнопроизвольные двоичные сигналы a_4-i∈{0,1}, b_4-i∈{0,1} и c_4-i∈{0,1}, которые определяют соответствующие разряды подлежащих сравнению четырехразрядных двоичных чисел A=a₃a₂a₁a₀,B=b₃b₂b₁b₀,C=c₃c₂c₁c₀, причем a₃, b₃,с₃ задают значения старших, а a₀, b₀,с₀ – младших разрядов указанных чисел. На его настроечный вход подается сигнал z∈{0,1} константной настройки. В представленной ниже таблице приведены значения выходных сигналов y₁, y₂, y₃ предлагаемого устройства, полученные для всех возможных наборов значений сигналов a₀,a₁,a₂,a₃ при 1) z=1 и, например,b₃b₂b₁b₀=0110; 2) z=0 и, например,b₃b₂b₁b₀=0101,c₃c₂c₁c₀=1100.

a ₃ a ₂ a ₁ a ₀ 1) 2) y ₁ y ₂ y ₃ y ₁ y ₂ y ₃ 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1

Анализ данных, приведенных в таблице, позволяет заключить, что при 1) либо 2) соответственно получим y₂=y₃=1, если А>В; y₂=1, y₃=0, если А=В; y₂=0, если A<B; либо y₂=1, y₃=0, если А=В; y₁=0, y₂=1, если А=С; y₂=1, если A ∈ [B, C]; y₂=0, если A ∉ [B, C].

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство сравнения двоичных чисел обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, поскольку выполняет распознавание отношений А>В, А=В, A<B либо А=В, А=С, А ∈ [B,C], А ∉ [B,C], где А, В, С есть четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства за счет обеспечения распознавания отношений А>В, А=В, A<B либо А=В, А=С, А∈[B,C], А∉[B,C], где А, В, С есть четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами. Устройство сравнения двоичных чисел предназначено для компараторной обработки четырехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство распознавания отношений порядка. Устройство содержит шестнадцать элементов ИЛИ (1₁,…,1₁₆), двенадцать элементов И (2₁,…,2₁₂) и восемь элементов НЕ (3₁,…,3₈). 1 табл., 1 ил.

Устройство сравнения двоичных чисел, содержащее четыре элемента ИЛИ, четыре элемента И и четыре элемента НЕ, причем i-й (i=1,4) вход устройства сравнения двоичных чисел и выход i-го элемента НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами i-го элемента И, (i+4)-й вход устройства сравнения двоичных чисел подключен к входу i-го элемента НЕ, отличающееся тем, что в него дополнительно введены двенадцать элементов ИЛИ, восемь элементов И и четыре элемента НЕ, i-й вход устройства сравнения двоичных чисел подключен к входу (i+4)-го элемента НЕ и второму входу i-го элемента ИЛИ, (i+8)-й вход устройства сравнения двоичных чисел соединен с первым входом (i+4)-го элемента И и вторым входом (i+4)-го элемента ИЛИ, выходы i-го и (i+4)-го элементов И подключены соответственно ко вторым входам (i+8)-го и (i+12)-го элементов ИЛИ, выход (i+4)-го элемента НЕ соединен со вторым входом (i+4)-го элемента И и третьим входом (i+4)-го элемента ИЛИ, первые входы первого и девятого элементов ИЛИ подключены к шине нулевого потенциала, второй вход девятого элемента И соединен с шиной единичного потенциала, первые входы тринадцатого и пятого элементов ИЛИ подключены к настроечному входу устройства сравнения двоичных чисел, выход i-го элемента НЕ соединен с третьим входом i-го элемента ИЛИ, первый и третий входы (i+8)-го элемента И подключены соответственно к выходам (i+4)-го и i-го элементов ИЛИ, выход (k+12)-го (k=1,3) элемента ИЛИ соединен с первыми входами (k+13)-го и (k+5)-го элементов ИЛИ, выход (k+8)-го элемента ИЛИ подключен к первым входам (k+1)-го и (k+9)-го элементов ИЛИ, выход (k+8)-го элемента И соединен со вторым входом (k+9)-го элемента И, а выход шестнадцатого элемента ИЛИ и выходы двенадцатых элементов И, ИЛИ подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам устройства сравнения двоичных чисел.