Устройство для сравнения чисел Советский патент 1983 года по МПК G06F7/04 

Изобретение относится к автома1тике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых :системах контроля и обработки информации . Известно устройство для сравнения чисел, содержащее триггер с тремя ус тойчивыми состояниями, элементы И-НЕ элемент неравнозначности, который выполняет сравнение чисел, заданных последовательно кодами, начиная как с младших, так и со старших разрядов Однако устройство не может осуществлять выборку наибольшего или на именьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательностями импульсов или заданных после довательным кодом,начиная со старших или младших разрядов. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее счет чик, регистр сдвига, группы элементов и, схему сравнения, триггер эле менты И, ИЛИ, элементы задержки, шины управления, информационный вход, шину сброса, выходы схемы сравнения выходы счетчика соединены с первой группой входов схемы сравнения и информационньфш входами первой группы элементов И, выходы которых подключены к входам регистра сдвига, выходы которого соединены с второй группой входов схемы сравнения и с информационньоии входами второй группы элементов И, выходы которых подключ ны к входам счетчика, первая и вторая шина управления устройства соединены с первыми входг1Ми первого и второго элементов И соотнетственно, шина сбросаустройства подключена к вторым входам первого и второго элементов И и к первому входу третьего элемента И и через первый элемент задержки - к входу установки в единичное состояние триггера, инверсный вы-, ход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов И соединены р вторым и. третьим входами первого элем, мента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены с третьей и четвертой шинами управления устройства, выход четвертого элемента И через второй элемент задержки подключен к управляющему входу второй группы элементов И, выход пятого элемента И соединен с первым вхолом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние регистра, в нем информационный вход устройства соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, вторые вход которых подключены к четвертой и третьей шинам управления устройства выход шестого элемента И соединен с информационным входом счетчика, а в ход седьмого элемента И подключен к информационному входу регистра, .выход первого элемента задержки соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов И, вторые входы торых подключены к третьей и четвер той шинам управления, выход восьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход девятого элемента И подключен к пер вому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вы. ходом четвертого элемента И, а вы- ход - с входом установки в нулевое состояние счетчика, выход пятого эл мента И подключен через третий элемент задержки к управляющему входу первой группы элементов И, а первый и втЬрой-выходы схемы сравнения сое динены с третьими входами первого и второго элементов И Г 2 I. Недостатком этого устройства является то, что оно не может осуществлять выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательным кодом, начиная с младших разря дов. Цельк изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности сравнения чисел, поступающих младшимиразрядами вперед. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения чисел, содержащем счетчик, регистр сдвига, триггеры, элементы И, ИЛИ, элемент неравнозначности, элементы задержки, схему сравнения, причём и формационный вход устройства соединен с первыми входами первого и вто рого элементов И/ выход первого эЛе мента И подключен к информационному входу счетчика, а выход второго эле мента И соединен с информационным входом регистра сдвига, выходы счет чика подключены к входам первой гру пы схемы сравнения и к информационным входам элементов И первой группы, выходы которых соединены с входами регистра сдвига, выходы которого подключены к входам второй группы схемы сравнения и к информац онным входам элементов И второй группы, выходы которых соединены с входами счетчика, первый и второй выходы схемы сравнения подключены к первым входам третьего и четвертого элементов И соответственно, шина сброса устройства соединена с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, с первым входом пятого элемента И и через первый элемент задержки - с первыми входами шестого и седьмого элементов И и с входом установки.в единичное состояние первого триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого соединён с первым входом первого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к второму и третьему входам первого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами вось.мого и девятого элементов И, выход девятого элемента И через второй элемент задержки подключен к управляющим входам элементов И второй группы, 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 выходвосьмого элемента И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого через третий элемент задержки подключен к управляющим входам элементов И первой группы, первый вход установки режима работы устройства соединен с вторыми входами второго, седьмого и девятого элементов И, второй вход установки режима работы устройства подключен к вторым входам . первого, шестого и восьмого элементов И, вход задания выборки наиболь-. шего числа устройства соединен с трв. тьим входом третьего элемента И, вход задания выборки наименьшего числа устройства подключен к третьему входу четвертого элемента И, информационный вход устройства соединен с первыми входами десятого элемента И и элемента неравнозначности, выход которого подключен к второму входу десятого элемента И и к первому входу одиннадцатого элемента И, выход регистра сдвига соединен с вторыми входами элемента неравнозначности и одиннадцатого элемента И, а выходы десятого и одиннадцатого элементов и соединены с входами установки единичного и нулевого состояния соответственно второго триггера, прямой выход которого подключен к первому входу двенадцатого элемента И, инверсный выход второго триггера .соединен с первым входом тринадцатого элемента И, вторые входы двенадцатого и тринадцатого элементов И подключены к шине сброса, а их выходы, к четвертому и пятому входам первого элемента ИЛИ, вход задания выборки наибольшего числа соединен с третьим входом тринадцатого элеме И,вход задания выборки наименьшего числа подключен к третьему входу две.надцатого элемента И,вход задания вида входной последовательности соеди нен с первьлм входом четырнадцатого элемент И, с четвертыми входс1МИ 12-го и 13-го элементов И, третий вход установки режима работы устрой ства соединен с четвертыми входами третьего и четвертого элементов И, выход первого элемента задержки под ключен к второму входу четырнадцатого элемента И, выход которого сое динен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ. На чертеже представлена блок-схе устройства для сравнения. Устройство содержит счетчик 1, регистр сдвига 2, группы элементов ИЗ и 4, схему сравнения 5, триггеры б и 7, элементы И 8 - 21, элемен ты ИЛИ:22 - 25, элемент неравнознач ности 26, элементы задержки 27-29 .информационный вход 30, входы 31 33 установки режима работы устройст вход 34 задания выборки наибольшего числа-, вход 35 задания выборки наименьшего числау вход 36 задания вида входной последовательности, шину 37 сброса. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии счетчик 1 и регистр сдвига 2 свободны, а триггер 6 - в .нулевом состоянии. При эт на инверсном выходе триггера 6 есть единичный - сигнал. Пусть на входах устройства 32 и 33 будут единичные потенциалы, указывающие, что на информационный вход 30 доступаютследующие друг за другом числа, заданные последовател ностями импульсов, а на входе 35 устройства - единичный потенциал вы борки наименьшего из этих чисел. Первое число, поступающее на информационный вход 30, записывается через элемент И 14 в счетчик 1, а сигнал сброса, поступающий после числа на входную шину 37, через эле мент И 10, управляемый нулевым выходом триггера б, и через элементы ИЛИ 25 и И 16 переписывает это число в регистр сдвига 2. При этом триггер 6 через элемент задержки 29 устанавливается в единичное состояние. Кроме того, сигнал сброса чере элемент задержат 29 к элементы И 18 и ИЛИ 23 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние. . Второе число, поступающее на информационный вход 30, также записывается через элемент И 14 в счетчик 1. Если второе число окажется меньшй первого числа, записанного в регистре сдвига 2, то на выходе 38 схемы сравнения 5 будет единичный сигнал. Поступающий после числа на входную шину 37, сигнал сброса через элемё ты И 9, ИЛИ 25 и И 16 устанавлива|ет регистр сдвига 2 в исходноесостбя ние, а затем через элемент ИЛИ 22 и элемент задержки 27 переписывает число, находящееся в счетчике 1, в регистре сдвига 2. При этом счетчик 1 сигналом сброса через элемент задержки 29 и элементы И 18, ИЛИ 23 устанавливается в исходное состояние, В случае, если второе число больше или равно первому числу, записанному в регистре сдвига 2, то на выходе 38 схемы сравнения 5 будет нулевой сигнал. Сигн-ал сброса, поступающий после второго числа на входную шину 37, только через элемент задержки 29 и элементы И 18, ИЛИ 23 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние. При поступлении на вход устройства следующего сравниваемого числа операция сравнения производится анало-гично. В результате в регистре сдвига 2 будет наименьшее из следующих одно за другим чисел, заданных последовательностями импульсов. Пусть на входах устройства 32 и 33 будут единичные сигналы, указывающие что на информационный вход 30 .поступают следующие друг за другом числа, f; заданные последовательностями импульсов, а на входе 34 устройства единичный потенциал выборки наиболь шего из этих чисел. Первое число, поступающее на информационный вход 30, через элемент И 14 записывается в счетчик 1. При этом На выходе 39 схемы сравнения 5 будет единичный сигнал. Сигнал Сброса, поступающий после первого числа на входную шину 37, через элемен .ты И 8 (и 10), ИЛИ 25 и И 16 перезаписывает это число из счетчика 1 в регистр сдвига 2. При этом сигнал сброса через элемент задержки 29 устанавливает триггер 6 в единичное состояние, а затем через элементы И 18 и ИЛИ 23 - счетчик 1 в исходное состояние. Второе число, поступающее на информационный вход 30, также записывается через элемент И 14 в счетчик 1. . Если второе число окажется больше или равно первому числу, записанному в .регистре сдвига 2, то на выходе 39 схемы сравнения 5 будет единичный сигнал. Поступающий после числа на входную.шину 37 сигнал

сброса через элементы И 8, ИЛИ 25, И 16 и ИЛИ 24 устанавливает регистр сдвига 2 в исходное состояние, а затем через элемент ИЛИ 22 и элемент задержки 27 переписьюает число, находящееся в счетчике 1, в регистр сдвига 2. При этом счетчик 1 сигналов сброса через элемент задержки 29 и элементы И 18, ИЛИ 23 устанавливается в исходное состояние.

В случае, если второе число меньше первого числа, записанного в регистре сдвига 2, то на выходе 39 схемы сравнения 5 будет нулевой сиг нал. Сигнал сброса, поступающий после второго числа на входную шину 37, только через элемент задержки 29 и элементы И 18, ИЛИ 23 уста навливает счетчик 1 в исходное состояние.

При поступлении на вход устройства следующего сравниваемого числа операция сравнения производится аналогично.

В результате в регистре сдвига 2 будет наибольшее из следующих одно за другим, чисел, заданных последовательностями импульсов.

Пусть на входах 31 и 33 устройст ва будут единичные сигналы, указывающие, что на информационный вход 30 поступают следующие друг за другом числа, заданные последовательным кодом, начиная со старших разрядов, а на входе 34 устройства - единичный потенциал выборки наименьшего из этих чисел. .

Первое число, поступающее на информационный вход 30, записывается через элемент И 13 в регистр сдви га 2, а сигнал сброса, поступающий после первого хисла на входную шину 37, через элемент И 10, управля;емый нулевым выходом триггера б, и через элементы ИЛИ 25 и И 17 перезаписывает это число в счетчик 1. При этом триггер б через элемент задержки 29 устанавливается в единичное состояние. Кроме того, сигнал сброса через элемент задержки 29 и элементы И 19 и ИЛИ 24 устанавливает регистр сдвига 2 в исходное состояние.

Второе число, поступающее на ин-, формационный вход 30, также записывается через элемент И 13 в регистр сдвига 2.

Если второе число окажется меньше или равно первому числу, записанному в счетчике-1, то на выходе 39 схемы сравнения 5 будет единичный сигнал. Поступающий после числа на входную шину 37 сигнал сброса через элементы И 8, ИЛИ 25, И 17-и . ИЛИ 23 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние, а затем через элемент задержки 28 переписывает г

число, находящееся в регистре сдвига 2, в счетчик 1. При этом ре- гистр сдвига 2 сигналом сброса через элемент задержки-29 и элементы И 19, ИЛИ 24 устанавливается в исход ное состояние.

В случае, если второе число.больше первого числа, записанного в -счетчике 1, то на выходе 39 схемы сравнения 5 будет нулевой сигнал, Сйг0 нал сброса, поступающий после второго числа на входную шину 37,только через элемент задержки 29 и элеме нI ты И 19, ИЛИ 24 устанавливает ре гистр сдвига 2в исходное состояние.

5 При поступлении на вход устройства следующего сравниваемого числа операция сравнения производится аналогично.

В результате в .счетчике 1 будет

0 наименьшее из следукицих одно за дру гим чисел, заданных последовательным кодом, начиная со старших разрядов .

Пусть на входах 31 и 33 устройст5 ва будет единичный сигнал, указывающий, что на информационный вход 30 поступают следующие друг за другом числа, заданные последовательным кодом, начиная со старших разрядов, а

Q на входе 35 устройства - единичный потенциал выборки наибольшего из этих чисел.

Первое число, поступающее на информационный рход 30, через элемент

И 13 записывается в регистр сдвига 2. При этом на выходе 38 схемы сравнения 5 будет единичный сигнал. Сигнал сброса, поступающий после первого числа на шину 37 сброса, через элементы И 9 (И 10, ИЛИ 25

0 и И 17 переписывает это число из регистра сдвига 2 в счетчик 1. При этом сигнал сброса через элемент задержки 29 устанавливает триггер б в единичное состояние, а затем че5 рез элементы И 19 и ИЛИ 24 - регистр сдвига 2 в исходное состояние, Второе число, поступающее на информационный вход 30, также записывается через элемент И 13 в регистр

0 сдвига 2,

Если второе число окажется больше первого числа, записанного в счетчике 1, то на выходе 38 схемы сравнения 5 будет единичный сигнал.

5 Поступающий после числа на входную шину 37 сигнал сбросу через элементы И : 9, ИЛИ 25, И 17 и ИЛИ 23 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние, а затем через элемент эадержки 28 переписьшает число, находящееся в регистре сдвига 2, в счетчик 1, При этом регистр сдвига 2 .сигналом сброса через элемент задержки 79 и элементы И19, ИЛИ 24 устанавливается в исходное состояние-.-;

В случае, если второе число меньше или равно первому числу, записанному в счетчике 1, то сигнал сбрса, поступающий после второго числа на входную шину 37, только через элемент задержки 29 и элементы И. 19 ИЛИ 24 устанавливает регистр сдвига 2 в исходное состояние.

При поступлении на вход устройства следующего сравниваемого числа операция сравнения производится аналогично.

В результате в счетчике 1 будет наибольшее из следующих одно за другим чисел, заданных последователным кодом, начиная со старших разрядов.

При сравнении чисел, заданных последовательным кодом, начиная с младших разрядов, на входах 31 и 36 должны быть единичные потенциалы.

В исходном состоянии регистр сдв га 2 свободен, а триггер 6 в нулево состоянии. Триггер 7 может находить ся в любе состоянии.

Код первого числа, поступающий н информационный вход 30 через элемент И 13, записывается в регистр сдвига 2. Сигнсш сброса, поступающи после первого числа на входную шину 37, через элементы И 10, ИЛИ 25, И 17 и ИЛИ 23 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние, а затем через элемент задержки 28 переписывает число, находящееся в регистре сдвига 2, в счетчик 1. При этом триггер 6 через элемент задержки 29 устанавливается в единичное состояние. Креме того, сигнал сброса через элемент; задержки 29 и элементы И 19 и ИЛИ 24 устанавливает регистр сдвига 2 в исходное состояние, а затем через элементы И 15, ИЛИ 22 и элемент згщержки 27 переписывает число, находящееся в счетчике 1, .в регистр сдвига 2. .

Код второго числа также записывается через элемент И 13 в регистр сдвига 2.

С приходом второго кода на выходе регистра сдвига 2 появляется код предыдущего числа. Входной код и код с выхода регистра сдвига 2 синхронно одноименными разрядами поступают на элементы И 20 и 21 и элемент неравнозначности 26, где . проводится их поразрядное сравнение

В случае, если одноименные разряды первого и второго чисел равнозначны, то сигналы на выходах элементов И 20 и 21 отсутствуют. При этом триггер 7 сохраняет свое состояние.

.Если в первой неравнозначной Ком бинации О соответствует коду с выхода регистра сдвига 2 и 1 входному коду, то появляется; сигнал на выходе элемента и 20, вследствие чего триггер 7 устанавливается в елиничное состояние.

В случае, если в первой неравнозначной ксмбинации 1 соответствует коду с выхода регистра сдвига 2, а О - входному коду, то появля ется сигнал на выходе элемента И 21. При этом триггер 7 устанавливается в нулевое состояние.

Пусть на входе 34 есть единичный сигнал выборки наименьшего иэ следующих друг за другом чисел, за данных последовательным кодом.

Если триггер 7 в нулевом состоянии, то сигнал сброса, поступаюйщй после второго числа на сброса, через И 12 и ИЛИ 25, И 17 переписывает содержимое регистра сдвига 2 в счетчик 1, а затем через элемент задержки 29 и элементы И 19 и ИЛИ 24 устанавливает регистр сдвига 2 в исходное состояние, и через элементы И 15, ИЛИ 22 и элемент задержки 27 переписывает содержимое счетчика 1 в регистр сдвига 2.

В случае, если триггер 7 в единичном состоянии, то сигнал сброса, поступающий после второго числа на входную шину 37, только через элемен задержки 29 и элементы И 19 и ИЛИ 24 устанавливает регистр сдвига 2 в исходное состояние, а затем через элементы И 15, ИЛИ 22 и элемент задержки 27 переписывает содержимое счетчика 1 в регистр сдвига 2.

В результате в счетчике 1, а также в регистре сдвига 2, будет меньшее из двух чисел, заданных последовательньил кодом, начиная с младших разрядов.

Пусть на входе 35 есть единичный сигнал выборки наибольшего из следукицих друг за другом чисел, заданных последовательным кодом.

1

Если триггер 7 в единичном состоянии, то сигнал сброса, поступающий после второго числа на входную шину 37, через элементы И 11 и ИЯИ 25, И 17 переписывает содержимое регист ра сдвига 2 в счетчик 1, а затем через элемент задержки 29 и элемент И 19 и ИЛИ 24 устанавливает регистр сдвига 2 в исходное состояние, и через элементы И 15, ИЛИ 22 и элемент задержки 27 переписывает содержимое.счетчика 1 в регистр сдвига 2.

В случае, если.триггер 7 в нулевом состоянии, то сигнал сброса, поступающий после второго числа на входную шину-37, только через эле-. мент задержки 29 и элементы И 19 и ИЛИ 24 устанавливает регистр сдвига 2 в исходное состояние, а затем через элементы И 15, ИЛИ 22 и элемент задержки 27 переписывает содержимое счетчика 1 в регистр сдвига 2. В результате в счетчике 1, а так «е в регистре сдвига 2 будет больлее из двух чисел, заданных последовательным кодом, начиная с младши разрядов. При поступлении на информационны вход 30 следующих друг за другом чи сел устройство работает аналогично. В результате в счётчике 1 и в ре гистре 2 будут наибольшее или наименьшее из следующих одно за други чисел, заданных последовательшлм кодом, начиная, с младших разрядов, При таком построении устройства для сравнения чисел оно выполняет больше функций по сравнению с извес ным, т.е. выполняет, кроме выборки наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательностями импульсов или последовательным кодом, начиная со старших разрядов, выборку наибольшего или наименьшего из следующ друг за другом чисел, заданных последовательным кодом, начиная с млад ших разрядов. Формула изобретения Устройство для сравнения чисел, содержащее счетчик, регистр сдвига, триггеры, элементы И, ИЛИ, элемент неравнозначности, элементы задержки, схему сравнения, причем информационный вход устройства соединен первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подключен к информационно1 у вх ду счетчика, а выход второго элемен та И соединен с информационным входом регистра сдвига, выходы счетчика подключены к входам первой группы схемы сравнения и к инфоЕмациойным входам элементов И первой группы, выходы которых соединены с вход ми регистра сдвига, выходы которого подключены к входам второй группы схемы сравнения и к информационным входам элементов И второй группы, выходы которых соединены с входами счетчика, первый и второй в ходы схемы сравнения подключены к первым входам третьего и четвертого элементов И соответственно/ шина сброса устройства соединена с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, с первым входом пятого элемента И и череэ первый элемен задержки - с первыми входами шестого и седьмого элементов И и с входом установки в единичное состояние первого триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, выход которого соединен с первьм входом первого элемента ИЛИ, выходы третьего и чет вертого элементов ИЛИ подключены к второму и третьему входам первого элемента ИЛИ соответственно,. выход первого элемента ИЛИ -соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов И, выход девятого элемента И через второй элемент задержки подключен к управляющим входам.элементов И второй группы, выходы седьмого и восьмого элементов И соединены с входйми 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 первым входом четвертого элемента ИЛИ выход которого через третий элемент задержки подключен к управляющим входам элементов И первой группы, первый вход установки режима работы устройства соединен с вторыми входами второго, седьмого и девятого элементов И, второй вход установки режима . работы устройства подключен к вторым входам первого, шестого и восьмого элементов И, вход задания выборки наибольшего числа устройства соединен с третьим входом третьего элемента И, вход задания выборки наименьшего числа устройства подключен к третьему входу четвертого элемента И, отличающееся тем, что/ с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения -. :. Сравнения чисел, поступающих младшими разрядами вперед, в нем информационный вход устройства соединен с первыми входами десятого элемента И, элемента неравнозначности, выход которого подключен к второму входу десятого элемента и и к первому входу одиннадцатого элемента И, выход регистра сдвига соединен с вторыми входами элемента неравнозначности и одиннадцатого элемента И, а выходы десятого и одиннадцатого элементов И .Соединены с входами установки единичного и нулевого состояния соответственно второго триггера, прямой выход которого подключен к первому входу., двенадцатого элемента И, инверсный выход второго триггера соединен с первым входом тринадцатого элемента И, вторые входы двенадцатого и тринадцатого элементов И подключены к шине сброса, а их выходы к четвертому и пятому входгич соответственно первого элемента ИЛИ, вход задания выборки наибольшего числасоединен с третьим входом тринадцатого элемента И,вход задания выборки наименьшего числа подключен к третьему входу двенадцатого элемента И,