Устройство для сравнения кодов Советский патент 1984 года по МПК G06F7/04 

сигналов К-го разряда второго числа, (j+ iNe шины К-го разряда третьего числа устройства соединены со вторыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом дополнительного узла сравнения К-го разряда, j-я шина К-го разряда третьего числа устройства соединена с вторыми входами элементов И второй группы, выходы которы подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым выходом дополнительного узла сравнения К-го разряда, блок формирования результата сравнения. содержит две группы многовходовых элементов И с числом входов К, К - 1, К - 2 и т.д. по : {«- и элементов И в каждой группе, двухвходовый элемент И и элемент ИЛИ, причем вторые выходы К-х узлов сравнения К-го разряда соединены р входами двухвходового элемента И/ входы первых К-входовых элементов И первой и второй групп соединены соответственно с выходом первого и первыми выходами К-х узлов сравне,ния, выходами первого дополнительного и первьпии выходами К-х узлов

сравнения, (К- 2/ входов (К - 1; входового элемента И подключены к i

первым выходам узлов сравнения и дополнительных узлов сравнения начиная со старшего разряда первый (К- 1/ входового элемента И первой и второй групп соединен со вторыми выходами (К- узлов сравнения и дополнительного узла сравнения соответственно и т.д., . первые входы (К- 11-го элементов И первой и второй групп подключены соответственно к первым выходам К-х узлов и дополнительного узла сравнения, а вторые входы соединены соответственно со вторыми выходами {К- 11-х узлов сравнения и дополниг тельного узла сравнения (К- 1)-го разряда, элементов И всех групп и двухвходового элемента И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства.

2. Устройство по п. 1, о тли чающееся тем, что поразрядный дешифратор содержит двухвходовые элементы И, входы которых соединены с шинами сигналов второго числа, а выходы подключены к шинам при- емных- и инверсных сигналов данного

разряда второго числа.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ КОДОВ, содержащее ti узлов сравнения, где и- число разрядов сравниваемых чисел, узел сравнения первого разряда содержит (р- 1) элементов И и элемент ИЛИ, причем -я шина первого разряда первого числа устройства, где , 2, ..i (р -1), р - основание системы счисления, соединена с первым входом 1-го элемента И, второй вход которого подключен .к ,1-ой шине первого разряда второго числа, выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ,.выход которого соединен с выходом узла сравнения первого разряда, каждый к-й узел сравнения , где К 2, 3, ...,п , содержат две группы элементов И по (р - 1) элементов И в каждой и два элемента ИЛИ, причем каждая j-я шина К-го разряда первого числа, где 2, ..., (р-1/, соединена с первыми входами j-x элементов И первой группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, второй вход казкдого j-ro элемента И соединен с j-ой шиной К-го разряда второго числа, каждая р-я шина К-го разряда первого числа устройства подключена к входу первого элемента ИЛИ, каждая (J + + 1)-я шина k-ro разряда первого числа устройства соединена с первым входом j-ro элемента И второй группы, второй вход которого подключен к j ой шине К-гр разряда второго числа, выходы элементов И второй группы соединены со входами второго элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены п дополнительных узлов сравнения, поразрядные дешифраторы и блок формирования результата сравнения, причем в узле сравнения первого разряда р-я шина первого разряда первого числа устройства подключена к р-му входу элемента И, выходы первого и второго элементов ИЛИ К-го узла сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами К-го узла сравнения, входы дешифратора соединены с соответствующими входными шинами второго числа устройства, его прямые выходы - с соответствующими шинами прямых сигналов данного разряда второго числа, а инверсные выходы т- с соответствующими шинами инверсных сигналов данного-разряда второго числа, дрполнительный узел сравнения первого разряда содержит (р- 1 элементов И и элемент ИЛИ, (i + 1)-я 00 шина первого разряда третьего числа устройства соединена с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к i-и шине- инсо версного ёй1«гша первого разряда 4 второго числа, выходы элементов К соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен С вьосодом дополнительного узла сравнения первого разряда, перваяшина первого разряда третьего числа подключена к РГ-МУ входу элемента ИЛИ, каждь 1К-й дЪполниФельный узел сравнения содержит две группы элементов И по (р- IV элементов И в каждой.и два элемента ИЛИ, первые входы j-x элементов И первой и второй групп..соединены, с j -ми длинами инверсных .

1

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначается в основном для применения в электроприводах с цифровым управлением и системах автоматики для сравнения сигналов многофазног-о кода с сигналами обычного цифрового koдa равного основания системы счисления. Устройство определяет выполнения соотношения Ai Х; В мезкду числом X в многофазном коде и двумя числами А и В обычного цифрового кода.

В цифровой технике для определения этого соотношения используют два устройства сравнения, где перво определяет Ai X, а второе - , и при совпадении выходных сигналов, этих двух устройств на выходе схема И фогялируется сигнал А : X iB.

Известны устройства для сравнения кодов при основании системы счисления , содержащие К узлов сравнения, причем выход каждого i-ro узла сравнения ( i 1,..., К) соединен со входом переноса (Ч узла сравнения ij.

Недостатком этого устройства является большое количество оборудования и невысокое быстродействие, которое определяется временем формирования сигнала переноса, проходящего последовательно через все разряды. Наиболее близким по технической

. сущности к предлага емому является устройство для сравнения кодов, содержащее п узлов сравнения, причем выход каждого т-го узла сравне0 ния (1 1, 2, ,..,п| соединен со входом, переноса {i + 1)-го узла сравнения, первый узел сравнения содержи- (р - 1} элементов И и элемент ИЛИ, причем j-я шина первого раз5 ряда первого числа (j 1, 2, ...,)

: () устройства, .где Р - основание системы счисления, соединена с

первым входом j-го элемента И,

второй вход каждого i-ro элемента 0И подключен к j-ой шине первого разряда второго.числа устройства, выходы элементов и соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вваходом первого узла 25 сравнения, каждый К-ый узел сравнения (к 2, 3, ...,h} содержит две группы элементов И, три элемента ИЛИ и элемент И, причем каждая f-я шина К-го разряда первого числ 1,1, 2, ..., р-1) устройства соединена с первыми входами - х элементов И первой группы, выход ка дого из.которых подключен к С-му входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к выходу К-го узла сравнения, второй вход (.-го элемента И соединен с С-ой шиной К-го разряда второго числа устройства, каждая р-я шина К-го разряда первого числа устройства подключена к р-му входу первого элёмёйта ИЛИ, каждая П1-Я шина К-го разряда первого числа устройства (т 2, 3, ..., р) соеди нена с первым входом (т - 1/-го элемента И второй группы, второй вход каждого j-го элемента И второй группы подключен к J-ой шине К-го разряда второго числа устройст ва, выходы элементов И второй груп пы соединены со входами второго эле мента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ второй вход которого соединен со входом переносов К-го узла сравнения, выход третьего элемента ИЛИ подключен ко второму входу элемента И С 23. Недостатком известного устройств является невысокое быстродействие. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения кодов, содержащее п узлов сравнения где п- число разрядов сравниваемых чисел, уэел сравнения первого разряда содержит (р - 1) элементов И и элемент ИЛИ, причем i-ая шина первого разряда первого числа устройства, где i 1, 2, ..., ( р - 1) р - основание системы счисления, соединена с первым входом i-ro элемента И, второй вход которого подкл чен к 1-ой,шине первого разряда вто рого числа, выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом узл сравнения первого разряда, каждый К-ый узел сравнения, где К - 2, 3, ..., и , содержит две групп элементов И по (р - 1) элементов И в каждой и два элемента ИЛИ, причем каждая j-ая шинаК-го разряда первого числа, где j- 1 2, ..., (рг 1 , соединена с первыми входами i-ых элементов И первой группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, второй вход каждого j-ro элемента И соединен с )-ой шиной К-го разряда второго чис ла, каждая р-ая шина К-го разряда первого числа устройства подключена к р-му входу первого элементаИЛИ, каждая (j + 1) -я шина К-го разряда первого числа устройства соединена с первым входом j-ro элемента И второй группы, второй вход которого подключен к J-ой шине К-го разряда второго числа, выходы элементов И второй группы соединены с входами второго элемента ИЛИ, введены ц дополнительных узлов сравнения, поразрядные дешифраторы и блок формирования результата сравнения, причем в узле сравнения первого разряда р-я шина первого разряда первого числа устройства подключена к р-му входу элемента И, выходы первого и второго элементов ИЛИ К-го узла сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами К-го узла сравнения, входы дешифратора соединены с соответствующими входными шинами второго числа устройства, его прямые выходы - с соответствующими шинами прямых сигналов данного разряда второго числа, а инверсные выходы - с соответствующими шинами инверсных сигналов данного разряда второго числа, дополнительный .узел сравнения первого разряда содержит (р - И элементов И и элемент ИЛИ, (i+ 1)-я шина первого разряда третьего числа устройства соединена с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к i-ой шине инверсного сигнала первого разряда второго числа, выходы элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом дополнительного узла сравнения первого разряда, первая шина первого разряда третьего числа подключена к р-му входу элемента ИЛИ, каждый К-й дополнительный узел сравнения содержит две группы элементов И по (р-1) элементов И в каждой и два элемента ИЛИ, первые входы j-ых элементов И первой и второй групп соединены с j-ми шинами инверсных сигналов К-го разряда второго числа, (j + .11-е шины К-го разряда третьего числа устройства соединены со вторыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен .с первым выходом дополнительного узла сравнения К-го разряда, j-ая шинёг К-го разряда третьего числа устройства соединена с вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых подключены к входеш второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым выходом дополнительного узла сравнения К-го разряда, блок формирования результата сравнения .содержит две группы многовходовых элементов И с числом входов К, К - 1, К - 2 и т.д. по (К - 11 элементов И в кги|сдой группе, двухвходовый элемент И и элемент ИЛИ, причем вторые выходы К-х узлов сравнения К-го разряда соединены с входами двухвходового элемента И, входы первых К-входовых элементов И первой и второй групп соединены соответственно с выходом первого и первыми выходами К-х узлов-сравнения, выходами первого дополнительного и первыми выходами К-х узлов сравнения (к - 2) входов ( К - If входового элемента И подключены к первым выходс1м узлов сравнения и дополнительных .сравнения,Иачиная со старшего разряда, первый вход (к - 1) входового элемента И первой и второй групп соединен со вторыми выходами (К - 1)-х узлов сравнения и дополнительного узла сравнения соответственно и т.д., первые входы (к - 1) -го элементов И первой и второй групп подключены соответственно к первым выходам К-х узлов и дополнительного узла сравнения, а вторые входы соединены соответственно со вторыми выходами (к - узлов сравнения и дополнительного узла сравнения (К - 1/ -г разряда, выходы элементов И всех групп и двухвходового элемента И подключены к входам элемента ИЛИ,выход которого является выходом устройства.

Кроме того, поразрядный дешифратор содержит двухвходовые элементы И, входы которых соединены с шинами сигналов второго числа, а выходы подключены к шинам приемных и инверных сигналов данного разряда второго числа.

Работа устройства рассматривается на примере системы счисления с основанием р 10.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема дешифратора; на фиг. 3 - сигналы пят:ифазного кода

j.,(.

Xgl

эквива 3

1 2

4

лентные им сигналы обычного цифрового кода О - 9 и сигналы промежуточного кода I - на фиг. 4схема первого узла сравнения первого разряда; на фиг. 5 - схема второго узла сравнения первого разряда; на фиг. 6 - схема первого узла сравнения i-ro (1 i 6 Kf разряда; на фиг. 7 - схема второго узла сравнения i-ro разряда; на фиг. 8 схема блока формирования результата сравнения для трехразрядного устройства; на фиг. 9 - графическое представление цифровых множеств сигналов разрядов, определяющих трехразрядиое множество цифр заданного отрезка числовой оси.

Устройство содержит дешифратор 1, предназначенный для преобразования входного многофазного кода в

эквивалентные сигналы промежуточного кода, 2п ( п - число разрядов узлов сравнения по два узла в каждо разряде, в первом разряде устройства это соответственно узлы сравнения 2 и 3, в последующих разрядах устройства - узлы сравнения 4, 5 и блок формирования результата сравнения 6.

Дешифратор 1 выполняет формирование сигналов промежуточного кода эквивалентных многофазному и обычному цифровому коду равного основания. Логические выражения, связывающие входные сигналы пятифазного кода х выходные сигналы дешифратора, представляются следующим образом:

- II

О

I S,

1 X

И 5, Х2 Х, 3 Ха Х4

4 хд хс. 5

X,

5

- Лу,

б

X Х,

3

и он с „ о - i

9 ТХ х Xg; И

О V 1 5 Л1 О V 2

TY I ov

. .. V-3

|Д

Y . . V-4, Х5, II

V.. V 5 ЗГГз YII

I |П|д

ХгХс, 77Tl.

.. k-j Xj.

..

Дешифратор содержит логические двухвходовые элементы И 7-14, вход которых соединены с шинами сигналов пятифазного кода, а выходы образуют группу шин сигналов прямого промежуточного кода I - ЕГ и инверного промежуточного кода I - ТТ.

Дополнительный узел сравнения первого разряда содержит двухвходовые (логические ) элементы И 15-23, выходы которых соединены со входам h-входового логического элемента ИЛИ 24. Выходная шина (логического элемента ИЛИ 24 является выходом первого узла сравнения первого разряда.

Узел сравнения первого разряда содержит двухвходовые (логические элементы И 25-33, выходы которых соединены со входами п-входового (логического J элемента ИЛИ 34.

Дополнительный узел сравнения 7-го разряда содержит первую групп элементов И 35-43, объединенную на

выходе (р - ij-входовым элементом ИЛИ 44 и вторую группу элементов И 45-53, объединенную на выходе (р-11-входовым элементом ИЛИ 54. Выходные шины элементов ИЛИ 54, 44 являются соответственно первым и вторым выходами первого узла сравнния 1-го разряда.

Узел сравнения -го разряда содержит первую группу элементов И 55-63, объединенную на выходе (р - 1)-входовым элементом ИЛИ 64, и вторую группу элементов И 65-73, объединенную на выходе (р - 1)-входовым элементом ИЛИ 74. Выходные шины элементов ИЛИ 74, 64 являются соответственно первым и вторым выходами второго узла сравнения fl-ro разряда. Блок формирования результата сравнения для трехфазного устройства (а2,: а ад X Ъ2 Ъ Ъо ) содержит (2К - 1)s5 элементов И 75-79, объединенных на выходе пятивходовым элементом ИЛИ 80, где первая группа элементов И состоит из (к - 1) 2 элементов И 75, 76, группа элементов И также состоит из (к - 1) 2 элементов И 78, 79, входы которых соединяются с выходными шинами сигналов вторых узлов сравнения, а вто рые входы первого и второго узлов сравнения К 3-го разряда.соединяются со входом двухвходового элемен та И 77. Устройство работает следугацим образом. Пусть множество цифровых сигнало X должно быть определено на отрезке числовой оси, где левая граница этого множества задана числом а а ар, а правая граница - числом Ь2ЦЬо(Фиг. 91. Числа а.2&- Ь Ь ЬоПР Д ® обычным цифро вым кодом, также входят в состав этого множества. Обозначим это множество через ,, - Анало гичным могут быть представлены любые множества в пределен любого количества разрядов, в том числе в пределах одного разряда, где любая цифра также является единичным множеством. Например Ма, Ма, Map - единичные множества, сос тоящие из цифр третьего а, второго а и первого а разрядов, Ма , - 9о .множество, состоящее из цифр от Эд до 9 первого разрядаt М (а + 1) - 9 - множество, состоящее из цифр от (а +1) до 9 второго разряда, М {л2+ 1) - (2+ 1 множество 7 состоящее из ци(й от (ajr+ до (fe2+ 1 третьего разряда и т.д. Исходя из этого представления все сигналы многофазного кода и про межуточного кода являются определен ными множествами, например х 5 -у xj - М,, Q -J4o.2 3-9 и т.д. Множество -bib boMoy es быть представлено логической сукмой множеств на отрезках от « до /i , от р до у, от Tf до «Г , от f до t и от «1, до И . Множество на отрезк от 0 до р равно певческому произве дению трех множеств Ма множество на отрезТсе от f, до у равн логическому произведению двух-множеств Mag М(а - i)- 9 J множество а отрезке от j до оЛравно логичесому произведению двух мйожеств 02(2-1 a jMl-ej множество на отезке от сЛ до ч равно лохическому роизведению двух множеств, Мд MQ ( 1/, а на отрез ке от ДО - огическому произведению трех мноеств Mfc Иов-Ъь Тогда множество на заданном отезке числовой оси можно выразить следующим образом: 2,,b,b,(b2-i ,-H,. VM -М о-Ч ч 0,-(Ъ,М| Логическое выражение множества для К разрядов может быть записано аналогичным образом: М, М,, «Кн- о-Чн-Ч ( 0,.,-(b,.,-1,,.,-.M,3.,VM... .«..1-9/-.,.,%.,.Я-Эк.. . ,,.-Ч-ьЛ-(ч-Г ,.,4-2-(V2-l) Для оснований систем счисления, отличных от 10, в индексах выражений 1(, 12)вместо 9 необходимо подставлять (р - 1}. Принадлежность множества определенному числу будем обозначать верхним индексом, например ««2а,о., Узел сравнения 2 формирует множество Ми -5д . Если Яд О, то очевидно и§ +9 1 и поэтому сигнал на первой шине а О проходит непосредственно на выход-ИЛИ 24. Если ад 1, то I и элемент И 22 фиксирует совпадение сигналов а 1 и Хд Т. Следо вательно,. на выходе элемента ИЛИ 24 при цифрах многофазного кода эквиватлентных цифрам обычного кода от 1 до 9 будет выдаваться сигнал единица и т.д. Узел сравнения 3 формирует множество мV.t, . Если Ьд ,0, то М Т . О и элемент И 33 фиксирует совпадение сигналов Ьо О и Хд 1. Если Ьо 1 , то ,1Q ТТ и элемент И 32 фиксирует совпадение сигналов bo 1 и х и и т.д. до Ьд 9, когда .9 1 и поэтому сигнал на десятой шине Ьо - 9 проходит непосредственно на выход элемента ИЛИ 34. Узел сравнения 4 форми эует на первом выходе множество М в| .и. , которое осуществляется аналогично форкированию множества в узле сравнения 2. На втором выходе этого узла сравнения формируется lfo(:t l-«-Э- Если а .0 множество М(о( + | 49- Если ал О 1 и 1 лемент И 4з фикс то .i.g. Х И элемент И 4з фи рует совпадение сигналов а., х и Xf I. Если а. 1, то M.;2j,9i § ив элементе И 42 фиксируется совпадение этих сигналов и т.д. Узел сравнения 5 формирует на пе вом выходе множество .+ t). , кото рое осуществляется аналогично, форми рованию множества М ь, в узле сравнения 3. На втором выходе этого узла сравнения формируется множество М5.(. 1 . При цифре Ь,- О это мно сество нулевое (пустое) и шина сигнала i Ь, О не имеет связи с первой группой элементбв И 55-63. При цифре fe. 1 множество М( . и элемент И 63 ксирует совпадение сигналов Ъ; 1 их, I и т.д. Всесигналы множеств, которые формируются в узлах сравнения, поступают в блок формирования результата сравнения 6, который в соответствии с выражением (11 опред ляет множество M$2ct.c(--b,jfcibo- Напри

JK-I

Фиг.1

.0

Н

K-f Vg мер, если первое число равйо 135 j .а ;BTqgpe - 540, то пХА1 м « W АД А. V/M « Г-ЯО- 1/(3-9|/(5-91„ 1/( . , -Эг 4/,(V,,/oVl(0-3. 135 и большее 540 делает это множество равным нулю, а любое число 135 Xif 540 делает это множество равньви единице. Например, если X 354, тогда % Ло-4«2 1 и следовательно, п . Таким образом, предложенное устройств выполняет все операции в разрядах параллельно, оперирует с непрерывными множествами, состоящими из большого количества цифр, имеет высокое быстродействие, которое равняется быстродействию одноразрядного известного устройства. При этом количество оборудования устройств примерно равно. В предложенном устройстве возможно сравнение не только многофазного кода с обычным, но любых кодов равного основания. При этом меняется только схема дешифратора, а остальная часть схел« неизменна. .

Xi

I It

III

IV

I/

VI

т

VIII

tx

Фиг.З

° S 8 7 65 J 7 1 О;

bo 9 87 6 S 3 2 1 О

)(о

Jaiw

шин

MQ

%

М

20iOo-b2bibo

Фиг.8

Mb,

Г

azCtiQo-bzbibo Фиг.З