Устройство для сравнения двоичных чисел Советский патент 1983 года по МПК G06F7/02 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения арифметических устройств цифровых вычислительных ма шин, узлов следящих цифровых систем и устройств автоматики. По основному авт. св. № 63191 из вестно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее п последовательно соединенных ячеек, каждая из которых состоит из элементов И-НЕ, причем первые входы первого и второго элементов И-НЕ каждой i-й ячейки, где , 2, ..., п, соединены с шиной i-гэ разряда первого числа, а первый вход третьего элемента И-НЕ и второй вход второго элемента И-НЕ подключены к шине i-ro разряда второ го числа, выход второго элемента ИНЕ соединен -с вторыми входами первого и третьего элементов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И-НЕ, а выход третьего элемента И-НЕ соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И-НЕ, выходы пятого и седьмого элементов И-НЕ подключены к вторым входам шестого и четвертого элементов И-НЕ соответственно, вторые входы пятого и седьмого элементов И-НЕ i-й ячейки соединены с выходами шестого и четвертого элементов И-НЕ (|-1)-й ячейки соответственно, выходы шестого и четвертого элементов И-НЕ п-й ячейки являются выходами результата сравнения устройства. При работе известного устройства . сравнение кодов производится поразрядно одновременно во всех разрядах. Результат сравнения кодов в старшем разряде по отношению к предшествующему разряду является преобладающим при неравенстве кодов. При равенстве кодов чисел А и В в старшем разряде результат сравнения (ftTrfi или ) определяется Ьлижайшим предшествующим разрядом, в котором коды не равныр Недостатком известного устройства является невозможность определения разности сравниваемых . Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей за смет.возможности получения количественного результата сравнения. Пос тавленная цель достигается тем что в устройстве для сравнения двоич ных чисел в каждую ячейку дополнител но введены элементы И-НЕ и ИЛИ, причем входы восьмого элемента И-НЕ соединены с выходами первого и третьего элементов И-НЕ, выход восьмого элемента И-НЕ соединен с первыми вхо дами девятого и десятого элементов И-НЕ, выход десятого элемента И-НЕ соединен с вторым входом девятого Элемента и первым входом одиннадцатого элемента И-НЕ, выход .которого соединен с первыми входами двенадцатогр и тринадцатого элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого элемента ИЛИ и девятого элемента ИНЕ, третий вход двенадцатого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И-НЕ|. выход третьего элемента И-НЕ со единен с первым входом первого элемента ИЛИ, вторые входы десятого и одиннадцатого элементов И-НЕ каждой ячейки соединены с выходом двенадцатого элемента И-НЕ предыдущей ячейки вторые входы первых элементов ИЛИ всех ячеек соединены с выходом шесто го элемента И-НЕ последней ячейки, вторые входы вторых элементов ИЛИ всех ячеек соединены с выходом четвертого элемента И-НЕ последней ячей ки, выходы тринадцатых элементов И-Н всех ячеек являются выходными шинами количественного результата сравнения устройства. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство содержит элементы И-НЕ 1-13 элементы ИЛИ И и 15, входящие в каждую из ячеек 16-, входные шины 17 и 18 разрядов сравниваемых чисел, управляющие шины 19 и 20, шины 21 и 22 расширения, выходные шины 23 и 2k выходные шины 25JJ количественного результата сравнения. Устройство работает следующим образом. На шину 21 подается сигнал О, а на шины 19 и 20 - сигнал 1. Сравнение чисел производится параллельным кодом одновременно во всех разрядах. При этом результат сравнения в старшем разряде по отношению к предшествующему разряду является преобладающим при неравенстве кодов. При равенстве кодов чисел А и В в старшем разряде результат сравнения ( или ) определяется ближайшим предшествующим разрядом, в котором коды не равны. Сравнение чисел в каждой ячейке выполняется с помощью элементов ИНЕ 1-7. Информационным сигналом А7В или является уровень логического нуля на соответствующих выходных шинах 23 и 24. Признаком равенства чисел является одновременное наличие уровней 1 на этих выходах устройства. Вычитание чисел производится с помощью п-разрядного вычитателя параллельного действия. Каждый разряд вычитателя построен на основе двух полусумматоров и схемы образования заема из старшего разряда. В каждом разряде вычитателя реализуется система переключательных функций для разности и заема: P;),/2.Zi ., (S,/.,VZ,. (а. b| V Рд) ( ), где b ; a и b- - значения i-x разрядов I чисел; P. - значение разности в i-M разряде; Z - заем из i-го разряда (i-l)-M разрядом; Z, - заем из старшего разря да i-M разрядом; F -, результаты сравнения чисел А и В. Первый полусумматор, состоящий из элементов И-НЕ 1, 2, 3 и 8, производит сложение по модулю два цифр соответствующих разрядов чисел, а второй, состоящий из элементов И-НЕ 9, Ю, 11 и 13 - аналогичное сложение значений полусуммы и цифры заема младшим разрядом. Цифра заема из старшего разряда формируется на выходе элемента ИНЕ 12. Она зависит от общего результата сравнения чисел А и В. Предлагаемое устройство позволяет одновременно со сравнением чисел определять их разность. При реализации устройства на интегральных микросхемах получается экономия оборудования на 30% по сравнению с устройствами для сравнения и вычитания двоичных чисел, построенными раздельно. Предлагаемое устройство допускает прямое наращивание. Формула изобретения Устройство для сравнения двоичных чисел по авт. св. Vf бЭТЭ, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможнос.тей за счет возможности получения ко личественного результата сравнения, в. каждую ячейку дополнительно введены элементы И-НЕ и ИЛИ, причем входы восьмого элемента И-НЕ соединены с выходами первого и третьего элементо И-НЕ, выход восьмого элемента И-НЕ соединен с первыми входами девятого и десятого элементов И-НЕ, выход дес того элемента И-НЕ соединен с вторым входом девятого элемента И-НЕ и первым входом одиннадцатого элемента ИНЕ, выход которого соединен с первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов И-НЕ, вторые вхсщы которых соединены соответственно с выхо- дами первого элемента ИЛИ и девятого элемента И-НЕ, третий вход двенадцатого элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ соединен с первым входом перг вого элемента ИЛИ, вторые входы десятого и одиннадцатого элементов И-НЕ каждой ячейки соединены с выходом двенадцатого элемента И-НЕ предыдущей 1)чейки, вторые входы первых элементов ИЛИ всех ячеек соединены, с в.ыходом шестого элемента И-НЕ последней ячейки, вторые входы вторых элементов ИЛИ всех ячеек соединены с выходом четвертого элемента И-НЕ последней ячейки, выходы тринадцатых элементов И-НЕ всех ячеек являются выходными шинами количественного результата сравнения устройства.