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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может, быть использовано в цифровых системах контроля и обработки информации.

Известно.устройство для сравнения чисел, содержащее счетчик, регистр сдвита, группы элементов И, схему сравнения, триггер, элементы И, ИЛИ, элемента задержки, шины управления, информационный вход, шину сброса и вьшолняю- ,Q щее выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательностью импульсов, или поеледовательным кодом, начиная со старших разрядов |lj .

Однако это устройство не может осуществлять выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательным кодом, начиная с младших разрядов.. - 20

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство для сравнения чисел, содержащее

счетчик, регистр сдвига, группы элементов И, схему сравнения,, триггеры, -элементы И, ИЛИ, элемент неравнозначности, элементы задержки, информационный вход, шины управления, сброса, выходы схемы сравнения, информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первым и вторым шинам управления устройства, выход второго элемента И подключен к информационному входу регистра сдвига, а выход первого элемента И соединен с информационным входом счетчика, выходы счетчика соединены с первой группой входов схе-. мы сравнения и информационными входами первой группы элементов И, выходы которых подключены к входам регистра сдвига, выходы которого соединены с второй группой входов схемы сравнения и с информационными входами второй труппы элементов И, выходы которых подключены к входам счетчика, первый и второй выходь схемы сравнения соединены е первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые вЗсоды которых соединены соответственно с третьей и четвертой шинами управления устройства, а шина сброса устройства подключена к третьим входам третьего и четвертого элементов И и к первому входу пятого элемента И и через первый элемент задержки - к первым входам шестого ti седьмого элементов И и к входу установки в единичное состояние первого триггера , инверсный вход которого подключен к первому входу .первого элемента ИЛИ , выхода / третьего и четвертого элементов И соединены с вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ соответственно выход Первого элемента ИЛИ подключен к первым входам восьмого и девятого элементов И, вторые входы седьмого и . девятого элементов И соединены с второ шиной управления устройства, вторые вхо , шестого и восьмого элементов И соецинены с первой шиной управления устройства, выход девятого элемента И через второй элемент задержки подключен к управляющему входу второй группы элементов И, .выходы седьмого и восьмого элементов И соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние регистра сдвига, выходы шестого и девятого элементов И соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние счетчика, а выход восьмого элемента И соединен. с nepBbnvi входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключе через третий элемент задержки к управj ляоюшему входу первой группы элементов И ; информационный вход устройства соединен с первыми входами десятого элемента И и элемента неравнозначности, выход регистра сдвига соединен с первы входом одиннадцатого элемента И и с вт рым входом элемента неравнозна шости, выход которого подключен к вторым входам десятого и одиннадцатого элементов И выходы которых соединены соответственно с входами установки в единичное и нулевое состояния второго триггера, прямой выход второго триггера и четвертая шина управления устройства соедине- ны соответственно с первым и вторым входами двенадцатого элемента И, инверс ный выход второго триггера и третья шина управления устройства соединены соответственно с первым и вторым входами тринадцатого элемента И, третьи и четвертые входы двенадцатого и тринадцатого элементов И соединены шиной сброса устройства и пятой шиной управления устройства, а выходы этих элементов И подключены к четвертым и пятым входам первого элемента ИЛИ соответственно, шестая шина управления устройства соединена с четвертыми входами третьего и четвертого элементов И, а пятая шина управления устройства и выход первого элемента задержки подключены к входам четырнадцатого элемента И, выход которого подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ Г 2 J . При таком схемном решении известное устройство для сравнения осушествляет выборку наибольшего или наименьшего следующих друг за другом чисел, заданных только последовательностями импульсов, или последовательным кодом, начиная только с младших или только со. старших разрядов. Однако это устройство не может осуществлять выборку наиболь шего или наименьшего из следующих друг за другом чисел в том случае, если одно число задано одним кодом, а другое другим кодом (например, если одно число задано последовательностью импульсов, другое- последовательным позиционным кодом, начиная со старших разрядов, а третье число - последовательным позиционным кодом, начиная с младших разрядов). Вместе с тем устройство содержит большое количество оборудования. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности сравнения чисел, представленных различными кодами, и .упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения чисел, содержащем счетчик, регистр сдвига, схемы сравнения, группы элементов И, триггеры, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первый вход задания режима устройства подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с входом счетчика, выходы которого подключены к входам первой группы , схеми сравнения и элементов И первой группы, выходы которых соединены с информационными входами регистра сдвига, выходы которого подключен. к входам второй группы схемы сравнения и к входам первой группы элементов И второй группы, выходы которых соединены с установочными входами счетчика, вход сброса устройства подключен к первым входам третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И и через первый элемент задержки с первыми входами восьмого и девятого элементов И и с входом уста новки в единичное состояние первого.триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам десятого и одиннадцато го элементов И, выходы которых соедине ны с Первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, первый вход задания режима устройства под ключен к вторым входам восьмого и десятого элементов. И, выходы которых сое динены с вторыми входами третьего и второго элементов ИЛИ соответственно, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу установки в нулевое состоящие регистра сдвига и череа второй элемент задержки - к входам второй группы элем тов И первой группы, выход третьего эле мента ИЛИ соединен с входом установки в нулевое состояние счетчика через третий элемент задержки - с входами второй группы элементов И, первый .выход схемы сравнения подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход схемы сравнени подключен к второму входу третьего и пя того элементов И, вькод которого подсое динен к третьему входу первого элемента ИЛИ, второй вход задания режима устройства подключен к третьим входам четвертого и третьего элементов И, выхо которого соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ, третий вход задания режима устройства подключен к треть ему входу пятого элемента И и к втором входу шестого элемента И, выход которог соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ, четвертый вход задания режима устройства соединен с первыми входами четвертого элемента ИЛИ и двенадцатого элемента И, выход которого подключен к управляющему входу регистр сдвига, пятый вход задания режима устройства соединен с первым входом тринад цатого элемента И и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которог подключен к вторым входам девятого и одиннадцатого элементов И и к четвертым входам четвертого и пятого .элементов И, выход первого элемента задержки соединен с входом установки в нулевое состояние второго триггера, инверсный выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, выход которого соединен с установочным входом счетчика и с входом установки в единичное состоящие второго триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу .первого элемента И, информационный вход устройства соединен с вторыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов И, первый выход схемы сравнения подключен к третьему входу шестого элемента И, первый вход задания режима устройс-гва соединен с четвертыми входами тре тьего и шестого элементов И.. На чертеже представлена блок«;5сема устройства для сравнения чисел. Устройство для сравнения чисел содержит счетчик 1, регистр 2 сдвиг-а, группы элементов И 3 и 4, схему 5 сравнения, триггеры 6 и 7, элементы И 8-20, эле.менты ИЛИ 21-24, элементы 25-27 задержки, информещионный вход 28, входы 29-33 задания режима, вход 34 сброса, выходы 35 и 36 схемы 5 сравнения. Устройство для сравнения чисел работает следующим образом, . В исходном состоянии счетчик 1 и регистр 2 сдвига свободнЦ, а триггеры 6 и 7 - в нулевом состоянии. При этом на инверсных выходах триггеров 6 и 7 есть единичные сигналы. Пусть на входе 33 задания режима есть единичный сигнал выборки меньшего числа, а на входе 31 згщания режима единичный потенциал, указывающий, что на информационный вход 28 устройства поступает первое число, заданное последовательностью импульсов. Первый импульс первого числа, поступающего на информационный вход 28 устройства, проходит через элемент И 11 и устанавливает в счетчике 1 число 000,„001, а также устанавливает триггер 7 в единичное состояние. Второй и последующий импульсы- этого числа через элемент И 10 записываются в счет-i чик 1, а сигнал сброса поступающий после первого числа на вход 34 сброса, через элемент И 16, управляемый нулевым выходом триггера 6, и через элементы ИЛИ 24, И 17 и ИЛИ 21 устанавливает регистр сдвига 2 в нулевое состояние. Затем импульс с выхода элемента ИЛИ 21 через элемент 25 зa цepжки переписьгоает содержимое счетчика 1 в регистр 2 сдвига. Вместе с тем сигнал сброса, поступающий после первого чиспа на вход 34 сброса, через элемент 27 задержки устанавливает триггер 6 в единичное состояние, а триггер 7 - в нулевое состо5шие. Далее импульс с вькода элемен та 27 задержки проходит через элементы И 19 и ИЛИ 23 и устанавливает счетеик 1 в нулевое состо5шие, а затем через элемент 26 задержки переписывает содержимое регистра2 сдвига в счетчик 1 В случае, если на информационный вход 28 устройства поступает первое число,, заданное последовательным позиии онньпи кодом,начиная со старших разрядов, тр на шине 30 задания режима должен быть единичный потенциал. При этом первое число через элемент И 9 записьь вается в регистр 2 сдвига, в котором сдвиг осуществляется влево. Так как в счетчике 1 - нулевое число, а в регистре 2 сдвига - первое число, то на выходе 36 схемы; сравнения будет нулевой, а на В1.1ходе 35 - единичный сигналы. Сигнал сброса, поступающий после первого числа на вход 34 сброса, через элемент И 16, управляемый нупевътм выходом триггера 6, через элементы ИЛИ 24, И 18 и ИЛИ 23 устанавливает очетч1Ж 1 в нулевое срсто5шие. Затем импульс с выхода элемента ИЛИ 23 через элё менты 26 задержки переписывает содержимое регистра 2 сдвига.в счетчик 1. Вместе с тем сигнал сброса, поступающий после первого числанавход 34 сброса, через элемент 27 задержки уста навливает триггер 6 в единичное состояние. Далее импульс с выхода элемента 27 задержки проходит через элементы И 20 и ИЛИ 21 и устанавливает регистр 2 сдвига в нулевое состо$шие, а затем через элемент 25 задержки переписывает содержимое счетчика 1 в регистр 2 сдви га. Если на информационный вход 28 устро ства поступает первое число, заданное последовательным позиционным кодом, начиная с младших разрядов, то на шине 29 задания режима должен быть единичный потенциал. При этом первое число, поступающее на информационный вход 28 через элемент И ,8 записьгоается в регистр, 2. сдвига, в котором сдвиг осуществляется вправо. Сигнал сброса, поступа ющий после этого числа, осуществляет в устройстве ту же последовательность дей ствий, что и ДЛЯ; первого числа, заданного последовательным кодом начиная со старших разрядов. Если второе число задано последоватега ностью импульсов, то на шине 31 задания режима должен быть единичный потенциал. При этом первый импульс второго числа, поступающего на информационньй вход 28 устройства, проходит через элемент И 11 и устанавливает в счетчшсе 1 число 000...001, а также устанавливает триггер 7 в единичное состояние. Второй и последующий импульсы этого числа через элем QIT И 10 записываются в счетчик 1. Если второе число окажется меньше или равно первому числу, записанному в регистре 2 сдвига, на выходе 35 схемы 5 сравнения будет единичный, а на выходе. 36 - нулевой сигналы. Поступающий после числа на вход 34 сброса сигнал сброса через элементы И 15, ИЛИ 24, И 17 и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в исходное положение, а затем через элемент задеря:ки 25 переписьюает число, находящееся в счетчике 1, в регистр 2 сдвига. Вместе с тем сигнал сброса, поступающий после второго числа на вход 34 сброса, проходит через элемент 27 задержки, элементы И 19 и ИЛИ 23 и устанавливает счетчик 1 в нулевое состояние, а через элемент 26 задержки переписывает содержимое регистра 2 сдвига в счетчик 1. В случае, если второе число больше первого числа, записанного .в регистре 2 сдвига, то на выходе 35 схемы 5 сравнения 6уд;.эт нулевой, а на выходе 36 - единичный сигналы. Сигнал сброса, поступающий после второго числа на вход 34 сброса, только через элемент 27 задержки, элементы И 19 и ИЛИ 2.3 устанавливает счетчик 1 в .нулевое сое- то5шие, а затем через элемент 26 задеряски переписывает содержимое регистра 2 сдвига в счетчик 1. Если второе число.задано последовательным кодом, начиная со старщих разрядов, то на щине 30 задания режима должен быть един1ршый потенциал. Второе число, поступающее на информационный вход 28, через элемент И 9 записывается в регистр 2 сдвига, в котором сдвиг осуществляется влево. Если второе число окажется больше или равно первому числу, записанномз в

счетчике 1, то на выходе 35 схемы 5 сравнения будет ед1шичньй, а на выходе 36 - нулевой сигналы. Сигнал сброса, поступающий после второго числа на вход 34 сброса, только через элемент 27 задержки., элементы И 20 и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в нулевое состояние, а затем через элемент 25 задержки переписывает содержимое счетчика 1 в регистр 2 сдвига.

В случае, если второе число меньше первого числа, записанного в счетчике 1, то на выходе 35 схемы 6 сравнения будет нулевой, а на выходе 36 - единичный сигналы. Поступающий после числа на вход 34 сброса .сигнал сброса через элементы И 14, ИЛИ 24, И 18 и ИЛИ 21 устанавливает счетчик 1 в исходное положение, а затем через элемент 26 задержки переписывает содержимое ре- гистра 2 сдвига в счетчик 1. Далее сигнал сброса через элемент 27 задержки, элементы И 20 и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в нулевое состояние, а затем через элемент 25 задержки переписывает содержимое счетчика 1 в регистр 2 сдвига.

Если второе число задано последовательным кодом, начиная с младших разрядов, то на шине 29 зада}1ия режима должен быть единичный потенциал.

Второе число, поступающее на информационный вход 28, через элемент И 8 записывается в регистр 2 сдвига, в котором сдвиг осуществляется вправо. Сиг нал сброса, поступающий после этого числа, осуществляет в устройстве ту же последовательность действий, что и сигнал сброса после второго числа, заданного последовательным кодом, начиная со старших разрядов.

Далее устройство работает аналогичн описанному.

В результате в счетчике 1 (регистре 2 сдвига) будет наименьшее из следующих друг за другом чисел, заданных число-импульсным способом, или последовательным позиционным кодом, начи.ная со старших или младших разрядов.

Пусть на шине 32 установки режима

счета единичный потенциал выборки большего числа, При этом при соответствующ потенциалах на шинах 29-31 задания режима запись чисел в счетчик 1 или регистр 2 сдвига осуществляется так, как и при выборке меньшего числа. Сигнал сброса, поступающий после первого числа, осуществляет в устройству ту же

последовательность действий, что и для первого числа для случая выборки меньшего числа.-.

Если второе число, заданное число«импульсным способом, окажется меньше vmvi равно первому числу, записанному в регистре 2 сдвига, то на выходе 35 схемы 5 сравнения будет единичный, а на выходе 36 - нулевой сигналы. Поступающий после числа на вход сброса 34 сигнал сброса только через элемент 27 . задержки, элементы И 19, ИЛИ 23 устанавливает счетчик 1 в нулевое состояние, а затем через элемент 26 задержки переписывает содержимое регистра 2 сдвига в счетчик 1.

В случае, если второе число, заданное .число-импульсным способом, болыие первого числа, записанного в регистре 2 сдвига, то на выходе 35 схемы 5 сравнения будет нулевой, а на выходе 36 единичный сигналы. Сигнал сброса, поступающий после второго числа на вход сброса 34, через эле.менты И 12, ИЛИ 24, И 17 и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в исходное состояние, а затем через элемент 25, задержки переписывает число, находящееся в счетчике 1, в регистр 2 сдвига. Вместе с тем сигнал сброса, поступающий после второго числа на вход 34 сброса, проходит через элемент 27 задержки, элементъ И 19 и ИЛИ 23 к устанавливает счетчик 1 в нулевое состояние, а затем через элемен 26 задержки переписывает содерж1шое регистра 2 сдвига в счетчик 1.

Если второе число, заданное последовательным позиционным кодом, начиная со старших разрядов, окажется больще или равно первому числу, записанному в счетчике 1, то на выходе 35 схемы 5 сравнения будет единичный, а на выходе 36 - йулевой сигналы. Сигнал.сброса, поступающий после второго числа на вход 34 сброса, через элементы И 13, ИЛИ 24, И 18 и ИЛИ 23 устанавливает I счетчик 1 в исходное состояние, а затем через элемент 26 за цержки переписьшает содержимое регистра 2 сдвига в счетчик 1. Далее этот сигнал сброса через эле- .мент 27 задержки, элементы И 20 и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в нулевое состояние, а затем через эле- мент 25 задержки переписывает содержимое счетчика 1 в регистр 2 сдвига.

В случае, если второе число, заданное последовательным позициол)1ым кодом начиная со старших разр5щоп, мс}1ьщо пер

вого числа, записанного в счетчике 1, то на выходе 35 схемы 5 сравнения будет нулевой, а на выходе 36 - единичный сиг налы. Поступающий после второго числа .сигнал сброса только через емент 27 задержки, элементы И 2О и ИЛИ 21 устанавливает регистр 2 сдвига в нулевое состо5шие, а затем через элемент 25 задержки пёренисьтает содержимое счетчика 1 в регистр 2 сдвига.

Если второе число задано последовательным позиционным кодом, начиная с младших разрядов, то сигнал сброса, поступающий после этого числа, осуществляет в устройстве ту же последовательность действий, что и сигнал сброса после второго числа, заданного последовательным кодом, начиная со старших разрядов.

Далее устройство работает аналогично описанному.

В результате в .счетчике 1 регистра 2 сдвига будет наибольшее из следующих друг за другом чисел, заданных числоимпульсным способом или последоватеяь ным позиционным кодом, начиная со стар ших или младших разрядов.

Область применения предлагае.мого устройства шире по сравнению с устройством-прототипом, так как устройство вьшолняет выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел в том случае, если одно число задано одним кодом, а другое - другим кодом (например, если одно число задано последовательностью импульсов, другое последовательным позиционным кодом, начиная со старших разрадов, а третье число - последовательным позиционным кодом, начиная с младших разрадов). Вместе с тем предлагаемое устройство содержит на один элемен1 И и на один элемент неравнозначности меньше по сравнению с прототипом. За счет этого расширена сфера применения устройства для сравнения чисел, а также упрощено само устройство сравнения.

Предлагаемое устройство рекомендуется к использованию в различных системах контроля и обработки информации, в частности в тех специализированных системах контроля и обработки информации, где одна сравниваемая информация может быть задана одним кодом, а другая - другим кодом. Устройаггво может быть реализовано на микросхемах различных серий. Таким образом, устройство выполняет выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательностью импульсов или последовательным кодом, начиная с младших или старших разрядов, и может использоватьвя в цифровых системах контроля и обработки информации.

Формула изобретения

Устройство для сравнения чисел, содержащее счетчик, регистр сдвига, схемы сравнения, группы элементов И, триггеры, элементы И, ИЛИ, элементы задерки, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И, первый вход задания режима устройства подключен к вторым входам первого и второго элементов И выход первого элемента соединен с входом счетчика, выходы которого подключены к первой группе входов схемы сравнения и элементов И первой группы, выходы которых соединены с информационными входами регистра сдвига выходы которого подключены к второй группе входов схемы сравнения и к первой группе входов элементов И второй группы, выходы которых соединены с установо шыми входами счетчика, вход сброса устройства подключен к первым входам третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И и через первьй элемент задержки с первыми входами восьмого и девятого элементов И и с входом установки единичного состояния первого триггера, ин- : версный выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам десятого и одиннадцатого элементов И, выходы которых соединены с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, первый вход задания режи устройства подключен к вторым входам восьмого и десятого элементов И, выходы которых соединень с вторыми входам третьего и второго элементов ИЛИ соответственно, выход второго элемента ИЛИ подключен к входу установки в нулевое состояние регистра сдвига и через второй элемент задержки-к входам второй группы элементов И первой грул(ПЫ, выход третьего элемента ИЛИ сое- динен с входом установки в нулевое состояние счетчика, через третий элемент задержки - с входами второй группы элементов И, первый выход схемы сравнения подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход схемы сравнения подключен к второму входу третьего и пятого элементов И, выход которого подсоединен к третьему входу первого элемента ИЛИ, второй вход задания режима устройства подключен к третьим входам четвертого и третьего элементов И, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ, третий вход задания режима устройства подключен к третьему входу пятого элемента И и к второму входу шестого элемента И, выход которого соединен с пятым входом пе вого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения . возможности сравнения чисел, представле ных различными кодами, и упрощения устройства, в нем четвертый вход задани режима устройства соединен с пе)рвыми входами четвертого элемента ИЛИ и две- йадцатого элемента И, выход которого подкгпочен к управляющему входу регистр сдвига, пятый вход задания режима устройства соединен с первым входом тринад цатого элемента И и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ,выхоц которого 10 6214 подключен к вторым входам девятого и одиннадцатого элементов И и к четве1 тым входам четвертого Ti пятого элементов И, выход первого элемента задержки соединен с входом установки в нулевое состояние второго триггера, инверсный выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, выход которого соединен с установочным входом счетчика и с входом установки в единичное состояние второго триггера прямой выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, информационный вход устройства соединен с вторьш и входами двенадцатого и тринадцатого элементов И, первый выход схемы среза-, нения подключен к третьему входу шестого элемента И, первый вход задания режима устройства соединен с четвертыми входами третьего и шестого элементов И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 798817, кл. G06F 7/02, 1981. 2,Авторское свидетельство СС-СР № 2871913/18-24, кл. Q06F 7/О2, 1980 (прототип).