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

равления представлением кодов сравниваемых чисел устройства соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с седьмым и входами -scex поразрядных ячеек сравнения, кроме первой, второй вход управления представлением кодов сравниваемых чисел устройства соединен с восьмым и через второй дополнительный элемент НЕ - с девятыми входами всех поразрядных ячеек срав нения, кроме первой, первый выход п-й поразрядной ячейки сравнения соединен с третьим выходом устройства, выход второго элемента НЕ соединен со вторым входом элемента И, первая поразрядная ячейка сравнения дополнительно содержит элемент НЕ, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход является первым выходом ячейки, j-e поразрядные ячейки сравнения (j 2,3...п) дополнительно содержат управляющий полусумматор, причем первый вход

управляющего полусумматора соединен с третьим входом ячейки, а второй вход - с выходом элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с девятым входом ячейки, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом полусумматора , вторым входом первого элемента И и четвертым выходом ячейки, выход управляющего полусумматора соединен со входом элемента НЕ и третьим входом первого элемента И, четвертый вход которого соединен с восьмым входом ячейки, второй вход полусумматора соединен с пятым входом ячейки, выход элемента НЕ соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с цервым входом первого элемен: та И ,а выход соединен с первым выхрдом ячейки, второй вход третьего элемента И соединен с седьмым входом ячейки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ, содержащее п поразрядных ячеек сравнения, элементы И, ИЛИ, НЕ, причем первый выход каждой i-й поразрядной ячейки сравнения, где i 1, 2,.. . (п- 1) , соединен с первым входом ()-й поразрядной ячей- ки сравнения, вторые выходы всех поразрядных ячеек сравнения и третьи выходы всех, кроме первой ячейки, соединен с соответствующими входами элемента ИЛИ,.выход которого соединен с первым выходом устрой тва и через первый элемент НЕ - с первым входом элемента .И, выход которого является вторым выходом устройства, первый выход п-й поразрядной ячейки сравнения соединеН. со входом второго элемента НЕ, второй вход каждой j-и поразрядной ячейки сравнения соединен со входом прямого значения j-ro разряда первого числа устройства (j 2,3...п), первый и второй входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений пер.вого разряда первого числа устройства, третий и четвертый входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда второго числа устройства, третий и четвертый входы каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединены со входами соответственно прямого и инверсного значений j-ro разряда второго числа устройства, четвертый выход j-й поразрядной ячейки сравнения соеди:нен с пятым входом (з-«-1)-й поразрядной ячейки сравнения, шестой йход каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединен с первым входом управления представлением кодов сравниваемых чисел устройства, пятый вход второй ячейки сравнения соединен с прямым значением первого разряда первого числа устройства, первая поразрядная ячейка сравнения содержит элементы И, ИЛИ, причем первый и второй выходы ячейки соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, а третий и четвертый входы - со втог рыми входами соответственно второ(Л го и г.ервого элементов И, выходы KOTopi X соединены со входами элеменс та ил;-, выход первого элемента И Соединен со вторым выходом ячейки,, S последующие ячейки сравнения содержат :-ллементы И, ИЛИ, HEj, полусумматор, причем первый вход ячейки соединен с первыми входами первого и второго элементов И, второй вход ячейки соединен с первым входом 00 полусумматора и первым входом тре;о тьего элемента И, выходы первого и второго элементов И являются вто4ii рым и третьим выходами ячейки со4 ответственно, выход полусумматора соединен с четвертым-выходом ячейки, четвертый вход ячейки соединен со вторым входом второго элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, шестой вход ячейки соединен, с первым входом четвертого элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения области.применения за счет сравнения двух чисел, представленных в различных кодах, оно содержит дополнительные элементы НЕ, причем первый вход уп

t ,

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и дискретной техники.

Известны устройства, позволяющие сравнивать числа, оба из которых представлены в двоичном коде или в коде Грея fl.

Недостатком данного устройства является то, что для правильного функционирования оно требует распределительных импульсов опроса, что усложняет устройство.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для сравнения чисел, содержащее п поразрядных ячеек сравнения, элементы И, ИЛИ, НЕ, причем первый выход каждой i-й поразрядной ячейки сравнения, где i 1 ,2, .... (iv 1) ,-соединен с первым входом ()-й поразрядной ячейки сравнения, вторые выходы всех, кроме первой, ячеек соединен с соответствующими входами элемента ИЛИ выход которого соединен с первым выходом устройства и через первый элемент НЕ - с первым входом элемента И, выход которого является втрым выходом устройства, первый выход п-й поразрядной ячейки сравнения соединен со входом второго элемента НЕ, второй вход каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединен со входом прямого значения j-ro разряда перйого числа устоойс ва

(J 2,3,...п), первый и второй входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда первого числа устройства, а третий и четвертый входы первой, ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда второго числа устройства, третий и четвертый входы каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединены со входами соответственно прямого и инверсного значений j-ro разряда второго числа

5 устройства, четвертый выход j-й

поразрядной ячейки сравнения соединен с пятым входом , (J + 1)-й поразрядной ячейки, шестой вход каждой j-й поразрядной ячейки соединен с первым входом управления представле. нием кодов сравниваемых чисел устройства, пятый вход второй ячейки сравнения соединен с прямым значением первого разряда первого числа, устройства, первый выход п-й поразрядной ячейки сравнения соединен со вторым входом элемента И, выход второго элемента НЕ является третьим выходом устройства, первая поразрядная ячейка сравнения содержит элементы И, ИЛИ, причем первый и второй входы ячейки соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, а третий и четвертый - со вторыми входами соответственно второго и первого

элементов И, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен со вторым выходом ячейки, последующие: ячейки сравнения содержат элементы И, ИЛИ, НЕ, полусумматор, причем первый вход ячейки соединен с входом первого элемента НЕ и первым входом элемента ИЛИ, первый и второй входы первого элемента И соединены с вторым и четвертым входами ячейки, а выход - со вторым входом элемента НЕ и первым входом второго элемента И, выход которого соединен со вторым выходом ячейки, второй вход второго элемента И соединен с выходом второго элемента НЕ, а третий - с выходом первого элемента НЕ и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и третьим входом элемента ИЛИ, третий вход третьего элемента И соединен с первым входом полусумматора, входом второго элемента НЕ и выходом пятого элемента И, первый и второй входы четвертого элемента И соединены с третьим и пятым входами ячейки, выход элемента ИЛИ соединен с первым выходом ячейки, выход третьего элемента И соединен с третьим выходом Ячейки, первый вход пятого элемента И соединен с седьмым входом ячейки, а второй - с шестым входом ячейки, второй вход полусумматора соединен с первым входом первого элемента И , выход полусумматора соединен с четвертым выходом ячейки 2 .

Недостатком известного устройства является невозможность сравнения чисел, представленных разными кодами.

Целью изобретения является рас.ширение области применения устройства за счет сравнения двух чисел, представленных в различных кодах. Поставленная цель достигается тем, что устройство для сравнения чисел, содержащее п поразрядных ячеек сравнения, элементы ИЛИ, И, НЕ, причем первый выход каждой i-й поразрядной ячейки сравнения, где i 1,2,,.. (.п- 1) , соединен с первым входом (1+1)-й поразрядной ячеки сравнения, вторые выходы всех поразрядных ячеек сравнения и тре.тьи выходы всех, кроме первой, ячеек соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом устройства и через первый элемент НЕ с первым входом элемента И, выход которого является вторым выходом устройства, первый выход п-й поразрядной ячейки сравнения соедине .со, входом второго элемента НЕ, второй вход каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединен со входом прямого значения j-ro разряда первого числа устройства (j 2,3...п), первый и второй входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда первого числа устройства, третий и четвертый входы первой ячейки соединены соответственно со входами прямого и инверсного значений первого разряда второго числа устройства, третий и четвертый входы каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединены со входами соответственно прямого и инверсного значения j-ro разряда второго числа устройства, четвертый-выход j-й . поразрядной ячейки сравнения соединен с пятым входом (j+1)-й поразрядной ячейки сравнения, шестой вход каждой j-й поразрядной ячейки сравнения соединен с первым входом управления представлением кодов сравниваемых чисел устройства, ,пятый вход второй ячейки сравнения соединен с прямым значением первого разряда первого числа устройства, первая поразрядная ячейка сравнения содержит элементы И, ИЛИ, причем первый и второй входы ячейки соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, а третий и четвертый входы - со вторыми входами соответственно второго и первого элементов И, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен со вторым выходом ячейки, последующие ячейки сравнения содержат элементы И, ИЛИ, НЕ, полусумматор, причем первый вход ячейки соединен с первыми входгими первого и второго элементов и, второй вход ячейки соединен с первым входом полусумматора и- первым входом третьего элемента И, выходы первого и

5 второго элементов И являются вторым и третьим выходами ячейки соответственно, выход полусумматора соедит нен с четвертым выходом ячейки, четвертый вход ячейки соединен со вто0рым входом второго элемента И выход третьего элемента Исоединен с первым входом элемента ИЛИ, шее- . той вход ячейки соединен с первым входом четвертого элемента И, со5держит дополнительные элементы НЕ, причем первый вход управления представлением кодов сравниваемых чисел устройства соединен .с входом первого элемента НЕ, выход которого

0 соединен с седьмыми входами всех поразрядных ячеек сравнения, кроме первой, второй вход управления представлением кодов сравниваемых чисел . устройства соединен с восьмым и через второй дополнительный элемент

5

HE - с девять1ми входами всех поразрядных ячеек сравнения, кроме первой, первый выход п-й поразрядной ячейки сравнения соединен с третьим выходом устройства, выход второго элемента НЕ соединен со вторым входом элемента И, первая поразрядная ячейка сравнения дополнительно содержит элемент НЕ, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход является первым выходом ячейки, -j-e поразрядные ячейки сравнения (J 2,3...п) дополнительно содержат управляющий полусумматор, причем первый вход управляющего полусумматора соединен с третьим входом ячейки, а второй вход -.с выходом элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с девятым входом ячейки, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом полусумматора, вторым входом первого элемента И и четвертым выходом ячейки, выход управляющего полусум1у|атора соединен про входом элемента НЕ и третьим входом первого элемента И, четвертый вход которого соединен с восьмым входом ячейки, второй вход полусумматора соединен с пятым входом ячейки, выход элемента НЕ соединен с первым входом пятого элемента И, второй .вход которого соединен С первым входом первого элемента И, а выход с первым выходом ячейки, второй вход третьего элемента И соединен с седьмым йходом ячейки.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит поразрядные ячейки сравнения 1 , которые состоят из элементов И 2 и 3, элеме та ИЛИ 4, элемента НЕ 5, полусумматоров б и 7, элементов И 8-12, элемента НЕ 13, элемента ИЛИ 14, элементы НЕ 15-18, элемент ИЛИ 19, элемент И 20, управляющие шины 21 и 22 и выходные шины 23-25.

Устройство работает в трех режи мах, выбираемых подачей единичного потенциала на управляющую шину 24 или 25 и представленных в таблице

Грея

Грея

ДвоичГреяным

Во всех трех режимах работы пер- вая поразрядная ячейка сравнения работает следующим образом.

Если старшие разряды сравниваемых чисел не равны, то на выходе элемента ИЛИ 4, элемента И 2 или И 3, ячейки 1, появляется единичный потенциал, который инвертируется элементом НЕ 5. В Обоих случаях элементы И 10-12 второй поразрядной ячей-

ки сравнения закрыты нулевьом потенциалом с выхода элемента НЕ 5, а элементы И 10-12 всех последующих поразрядных ячеек сравнения закрыты нулевым потенциалом с выходов

элемента И 10. При а.Ь, (где а и b - значения разрядов), на выходе элемента И 3 появляется единица, которая через элемент ИЛИ 19 появляется на выходной шине 23 (А В).

При а Ь с выходных шин 23 и 25 снимается нулевой потенциал, а с шины 24 (А В) снимается единица. В случае, если , на выходе элементов НЕ i5 старшей ячейки остается единица, которая отпирает элементы И 10-12 второй поразрядной ячейки сравнения.

Работа второй поразрядной ячейки сравнения определяется режимом работы и разрешается единичным потенциалом, подаваемым на входы элементов И 10-12 с выхода старшей поразрядной ячейки сравнения {а. Ь .

В режиме сравнения двух чисел, представленных кодами Грея, единичный потенциал, поданный на управляющую шину 22, отпирает элементы И 11 и через элемент НЕ 16 запирает элементы И 12 всех поразртгдных ячеек сравнения. В остальных режимах

работы элементы И 11 заперты, а элементы И 12 отперты.

Работа второй поразрядной ячей- . ки сравнения и всего устройства «в целом в режиме сравнения двух чисел,

представленных двоичными кодами, происходит следующим образом.

. Б этом режиме потенциал, определяелмй значением а.2, через открытый элемент И 9 и дальше через элемент

ИЛИ 14 поступает на входы элемента И 12 и полусумматора 6. В случае, если а 2 Ь, / с выхода полусумматора б на вход элемента НЕ 13 посту-. пает нулевой потенциал. Единичный

потенциал с выхода элемента НЕ 13 через открытый элемент И 10 (а Ь ) разрешает сравнение в следую- . щей поразрядной ячейке сравнения. При этом на выходе элемента И 12 остается нулевой потенциал, поскольку на его входы поступают значения а,2 и b 2 В случае, если а.Ь,, с выхода полусумматора б снимается-, единичный потенциал, поступающий не

вход элемента НЕ 13. Нулевой потенциал с выхода элемента НЕ 13 через элементы И 10эапрещает сравнение во всех последующих разрядах и нулевой потенциал будет на выходной шине 25 (А В). При а Ь2 на все входы элемента И 12 поступают единичные потенциалы-. Единица с выхода элемента И 12 через элемент ИЛИ 19 появляется на выходной шине 23 (А В). Б случае, если выходные ишны 23 -и 25 поступают нулевые потенциалы. При этом с выхода элемента И 20 на выходную шину 24 (А В) поступает единичный потенциал. Остальные поразрядные ячейки сравнения работают аналогичньм обра зом.. В режиме сравнения двух чисел, представленных А - кодом Грея, В двоичным кодом, вторая поразрядная ячейка сравнения работает следующим образом. Единичный потенциал, поданный на шину 21, отпирает элементы И 8, а нулевой потенциал с выхода элемента НЕ 15 запирает элементы И 9. При этом значение числа а в двоичном коде с выхода полусумматора 7 ,через открытый элемент И 8, элемент ИЛИ 14 поступает на входы элемента И,12 и полусумматора 6. В дальнейшем работа ячейки и устройст ва сравнения в целом происходит ана логично работе устройства в режиме сравнения двух чисел, представленны двоичными кодами, начиная с момента поступления значения а на входы полусумматора 6 и элемента И 12. Работа устройства в режиме сравнения двух чисел, представленных кодами Грея,происходит следующим образом. - При этом значение а через открытый элемент И 9, элемент ИЛИ 14 поступает на вход полусумматора 6.Ес ли а2 Ь , нулевой потенциал с выхода полусумматора 6 запирает элемент И 11, а единичный потенциал С элемента НЕ 13 через открытый элемент И 10 разрешает сравнение в следующей ячейке сравнения. Если 2 2 единичный потенциал с выхода полусурматора 6 отпирает элемент И 11, а нулевой потенциал с .выхода элемента НЕ 13-через элемент И 10 запрещает сравнение в последующих поразрядных ячейках сравнения. При этом результат сравнения зависит от сигнёша четности с выходов полусумматоров 7. Остальные ячейки поразрядного сравнения работают аналогично. Таким образом, предлагаемое устройство многофункционально и может проводить сравнения чисел, представленных двоичными кодги«и, кодами Грея, атакже сравнение двух чисел в случае представления числа А в коде Грея и числа В в двоичном коде. Предлагаемое устройство позволяет |сравнивать два числа с различными кодами без дополнительного преобразования кодов.