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

Изобретение относится к автомат и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах контроля и обработки информации. По основному авт.св. № 646329 известно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее первый регистр, накапливающий сумматор, пять элементов И, четыре элемента ИЛИ, три элемента задержки, первую и вторую группы элементов И, первы триггер, причем вход установки в н левое состояние триггера и первые вхоДы первого и второго элементов ИЛИ соединены с первой управляющей шиной, инверсный и прямой выходы первого триггера подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые вх ды первого и второго элементов И соединены со второй управляющей ши ной, а выходы первого и второго эл ментов И подключены соответственно к первому входу третьего элемента ИЛИ и к управляющему входу элемент И первой группы, информационные входы которых соединены с инверсными выходами первого регистра, а выходы - с первой группой входов накапливающего сумматора, выход третьего элемента ИЛИ подключен к управляющему входу элементов И второй группы и через первый элеме задержки ко входу установки в единичное состояние первого триггера и ко второму входу второго элемента ИЛИ.,, выход которого соединен со входом установки в нулевое состояние первого регистра, прямые выхо ды которого подключены к информационным входам элементов И второй группы, выходы которых подключены ко второй группе входов накапливающего сумматора, прямой и инверс ный выходы знакового разряда которого соединены с первыми входами третьего и четвертого эле:ментоБ И, соответственно, вторые входы которых подключены к третьей и четвертой шинам управления соответственно, а выходы - ко входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу установки нул накапливающего сумматора, а выход второго элемента И через второй эл мент задержки соединен со вторым входом пятого элемента И и со входом третьего элемента задержки, вы ход которого подключен ко второму входу третьего элемента ИЛИ t13. Недостатком известного устрой,ства является его низкая надежност которая обуславливается отсутствием в этом устройстве цепей контроля Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет ввода цепей контроля, обеспечивающих КОНТРОЛЕ правильности функционирования устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй и третий регистры, второй, третий и четвертый триггеры, третью и четвертую группы элементов И, четвертый элемент задержки, шестой, седьмой и восьмой элементы И, пятый и шестой элементы ИЛИ, элемент запрета, причем информационная шина устройства соединена с п звыми входами элементов И третьей группы, выходы которых соединены с информационными входами первого регистра, а их управляющие входы - с тpeтьи и входами первого и второго элементов И и с инверсным выходом второго триггера, прямой выход которого соединен с выходной шиной устройства,а его инверсный вход - с выходом пятого элемента ИЛИ, первый -вход которого соединен с первыми входами установки нуля второго и третьего регистров и с первой управляющей шиной устройства, а вто-рой вход - с первым входом элемента запрета, выход которогс соединен с прямым входом второго триггера, а его второй вход - с выходом четвертого элемента задержки, первыми входами шесгого и седьмого элементов И и инверсным входом третьего триггера, прямой вход которогс соединен с третьим входом установки нуля накапливающего сумматора, а его прямой выход соединен с парным входом восьмого элемента И и с первыми входами элементов И третьей и четвертой групп, вторые входы которых соединены соответственно с вторыми входами шестого и седьмого элементов И, выходл которых соединены с вторыми входами установки нуля второго и третьего регистров, соответственно,и с и инверсным выходами четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выходом восьмого элемента И,второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и с входом четвертого элемента задержки, третья группа входов третьей и четвертой групп элементов И соединена с прямыми выходами п-ервого ,а их четвертая группа входовподключена к выходу третьего элемента ИЛИ, выходы третьей и четвертой групп элементов И соединены соответственно с информационными входами второго и третьего регистров, выходы которых соединены с первыми входами элементов И пятой и шестой групп соответственно, вторые входы которых соединены с прямыми выходами триггеров накап ливающего сумматора, а их выходы соединены соответственно с первыми и вторыми входами шестого элемента И выход которого соединен с первым в дом элемента запрета,, На чертеже изображена блок-схем предлагаемого устройства. I Устройство содержит регистры 1накапливающий сумматор 4, группы э ментов И 5-11, элементы ИЛИ 12-16, элементы И 17-24, триггеры 25-28, элементы 29-32 задержки, элемент 33 запрета, шины 34-37 управления, информационную шину 38, выходную шину 39. Устройство работает следуюдам образом. Сигнал установки исходного сост яния устройства, поступающий на ши ну 34 управления, устанавливает регистры 1-3,накапливающий сумматор 4 и триггеры 25 и 27 в нулевое а триггер 28 в единичное состояние Числа для сравнения поступают по информационной шине 38 через групп элементов И 7 в параллельном или последовательном кодах в зависимос ти от типа источника сравниваекых чисел. Если числа поступают в посл довательном коде, то группа элемен тов И 7 содержит только один элемент И. Первое число записывается в регистр 1, так как группа элементов И 7 открыта сигналом, подаваемым с инверсного выхода триггера 25. Сигнал сброса, поступающий после первого числа на шину 35 управлени через элемент И 19, управляемый инверсным выходом триггера 27 и элемент ИЛИ 14, переписывает это двоичное число F прямом коде в накапливающий сумматор 4. Это число переписывается в один из регистров 2 или 3 в зависимости от состоя ния триггера 26, который открывает одну из групп элементов И 8,9. Триггер 27 и регистр 1 сигналом сброса через элемент 31 задержки устанавливаются соответственно в единичное и нулевое состояния.Этим сигналом триггер 26 через открытый элемент И 24 перебрасывается в другое состояние, подготавливая цепь записи нового числа в свободный регистр 2 или регистр 3. Сигнал сброса поступает также через элемент 30 задержки на элемент 33 запр та, однако на выход этого эле.мента он не пройдет, если в устройстве не неисправностей. Признаком нормгшьно работы устройства является совпадение двоичных кодов чисел в сумматор 4 и в одном из регистров 2 или 3. В таком случае на выходе элемента ИЛИ 16 будет запрещающий сигнал, который поступает на элемент 33 запрета и на выходе этого элемента сигнала не булст. Второе число, поггупаюс ее «а информационную шину 38, также записывается в регистр 1, Поступающий после числа на шину 35 управления сигнал сброса через элемент И 18 открывает груп-пу элементов И 5 и записывает обратный код второго числа в накапливающий сумматор 4. Алгоритм работы устройства основан на анализе знака алгебраической суммл двух чисел из последовательности, поступающей в сумматор. Из числа х вычитается число х - и, в зависимости от цели сравнения (выбор наименьшего или наибольшего из (сравниваемых чисел), а также знака полученной суммы, выполняется одно из двух возможных действий: стирается обратный код алгебраической сумма (х.-х) и в сумматор записывается число х в прямом коде: к обратному коду суммы прибавляется прямой код числа х и в сумматоре восстанавливается число х. Здесь х| - очередное число из последовательности сравниваемых чисел, х,- - число, сохранившеесяв сумматоре от предыдущего (i-l)-ro такта сравнения. Процесс выбора экстремального числа состоит из последовательности однотипных тактов выбора, в каждом такте в устройство поступает очередно.е число на шину 38,затем на шину 35 выдается сигнал сброса. Сигнал сброса с помощью элементов 32, 29, 31 и 30 задержки распределяется во времени. Если обозначить момент поступления сигнала сброса через tp, то задержанные сигналы на выходах элементов задержки 32, 29, 31 и 30 появятся в моменты времени ц ,t4, обозначим зти сигналы через S,, .s, соответственно. ° Сигналы Sj ,...,С выполняют ряд действий. Сигналом S стирается обратный код сумкы ( ,-) хранящийся в накапливающем сумматоре 4, и устанавливается триггер 28 в единичное состояние, если элемент И 17 открыт сигналом, поступающим с выхода ИЛИ 15, тогда в i-OM такте число х. в сумматоре заменяется числом х. Сигналом S,j переписывается прямой код числа х из регистра 1 в накапливающий сумматор 4 и число х через группу элементов И 8 или И 9 (в зависимости от состояния триггера 26) заносится в регистр 3 или регистр 2. После поступления сигнала 8 в регистрах 2 и 3 будут записаны числа . 3 в накапливающем сумматоре из них X,- или х ,-, . Сигналом Sj стирается содержимое регистра 1 и триггер 26 перебрасывается в противоположное состояние (если триггер 28 в единичном состоянии). Сигналом 8д стирается содержимое одного из регистров 2 или 3, устанавлипаетсп

в нулевое состояние триггер 28 и опрашивается элемент 33 запрета.

Если состояние накапливающего сумматора 4 и одного из регистров 2 или 3 совпадают, то на выходе элемента ИЛИ 16 будет сигнал, который свидетельствует о правильной работе устройства сравнения. В таком случае при поступлении на вход элемента 33 запрета опрашивающего сигнала на его выходе сигнала не будет и триггер 25 остается в нулевом состоянии. Если вследствие неисправности в устройстве на выходе элемента ИЛИ сигнал отсутствует, то импульс опроса ., поступакиций на элемент 33 запрета, проходит на единичный вход триггера 25 и устанавливает его в единичное состояние. В этом случае

на выходную шину устройства 39 с единичного выхода триггера 26 выдается сигнал неисправности устройств и закрывается группа элементов И 7.

Если в i-oM такте сравнения элемент И 17 закрыт, то сигнал s через элемент не проходит, вследствие чего триггер 28 остается в нулевом состоянии и элементы И 24, И 8, И 9 остаются закрытыми на все время i-ro такта. В таком случае в накапливающем сумматоре 4 и в. одном из регистров 2 или 3 остается число .

Изобретение позволяет реализовать контроль правильности функционирования устройства в каждом такте сравнения, что существенно повышает надейкность устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ по авт.св. 646329, отличающееся тем, что, .с целью повьвиения надежности устройства, .оно содержит второй и третий регистры, второй, третий четвертый триггеры, третью и четвертую группы элементов И, четвертый элемент задержки, шестой, седьмой и восьмой элементы И, пятый и шестой элементы ИЛИ, элемент запрета, причем информационная шина устройства соединена с первыми входами эл ментов И третьей группы, выходы котсч ых соединены с информационными входами первого регистра, а их управляющие входа - с третьими, входами первого и второго элементов И и с инверсным выходом второго триггера, прямой выход которого соединен с выходной шиной устройства, а его инверсный вход - с выходом пятого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первыми входами установки нуля второго и третьего регистров и с nepBoift управляющей шиной устройства, а второй вход - с первым входом элемента запрета, выход которого соединен с прямым входом второго триггера,а его второй вход - с выходом четвертого элемента задержки, первыми входами шестого и седьмого элементов И и инверс.ным входом третьего триггера, прямой вход которого соединен с третьим входом установки нуля накапливающего сумматора, а его прямой выход соединен с первым входом восьмого элемента И и с первыми входами элементов И третьей и четвертой групп, вторые входы которых соединены соответственно с вторыми входами шестого и седьмого элементов И, выходы которых соединены с вторыми входами установки нуля второго и третьего jperHCTpoB, соответственно, пря1«мм и инверсным выходами четвертого триггера, счетный вход которбго соединен с выходом восьмого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и с входом четвертого элемента задержки, третья группа входов третьей и четвертой групп элементов И соединена с прямыми выходами первого регистра, а их четвертая группа входов под .ключена к выходу третьего элемента ИЛИ, третьей и четвертой групп -элементов И соединены соответственно с информационными входа:о ми второго и третьего регистров, vi выходы соединены с первыми I входами элементов И пятой и шестой .групп соответственно, вторые входы которах соединены с прямыми выходами триггеров накапливающего сумматора, а их выходы соединены соответственно с первамя и вторыми входами шестого элемента ИЛИ, выход которого сое динен с первым входом элемента запрета.