Устройство для сравнения @ -разрядных чисел Советский патент 1984 года по МПК G06F7/02 

Изобретение относится к автомятике н вр тчислитель шй технике и может быть использовано при реализации технических средств указанных областей. Известны различные устройства для сравнения п -разрядньпх чисел, позволяющие решать задачу определения условий ,. В частности, известно устройство, содержащее П разрядных узлов сравнения, П -входовые элементы ИЛИ, П -вхо довый элемент И, поразрядные элементы -И блокировки признака Меньше и поразрядные элементов И блокировки признака Больше. В этом устройстве для повышения быстродействия второй и третий выходы поразрядных узлов сравнения соединены с входами поразрядных элементов И блокировки призна ка Меньше и признака Больше соответственно, а первый выход каждого поразрядного узла сравнения соединен с соответствующим входом и -входового элемента И формирования признака Равно LI. Недостатками этого устройства являются его относительная сложность, поскольку в регистрах сравниваемых чисел должны быть прямые и инверсные выходы, а также необходимость раздельного формирования блокировки при знаков Больше и Меньше. Наиболее близким техническим реше нйем к предлагаемому является уст,ройство для сравнения П -разрядных двоичных чисел, содержащее многовходовые элементы ИЛИ и поразрядные узлы сравнения, включающие элементы И, НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выходы первого и второго элементов И каждог поразрядного узла сравнения соединены с входами соответствующих элемен тов ИЛИ, выход третьего элемента И П-го узла сравнения соединен с первы ми входами каждого элемента И ( Г - 1)-го узла сравнения, входы элемен та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ параллельно с вхо дами первого и второго элементов И соединены с информационньми входами соответствующих разрядов сравниваемых чисел, а выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и через элемент НЕ - с вторым входом третьего элемента И 2J . Недостаток устройства - пониженное 6i,rc т р о д е и с т в и е. Целью изобретения янляотся повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения h-разрядных чисел, содержащее два П-входовых элемента И, ( П- 2) элементов И запрета сравнения, элемент И формирования признака Равно и П поразрядных узлов сравнения, каждый из которых включает элементы И, НЕ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем входы разрядов сравниваемых чисел подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И и входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответствующего поразрядного узла сравнения, выход элемента ИСКЛЮЧАЮО ЕЕ ИЛИ поразрядного узла сравнения соединен с вторыми входами элементов И и входом НЕ этого поразрядного узла элемента сравнения, выходы первых элемер1тов И поразрядных узлов сравнения подключены к входам первого Ц-входового элемента ИЛИ, выход которого является выходом превышения первого числа устройства, выходы вторых элементов И поразрядных узлов сравнения подключены к входам второго П-входового элемента ИЛИ, выход которого является выходом превышения второго числа устройства, вход разрешения сравнения устройства соединен с третьими входами элементов И первого поразрядного узла сравнения, выход элемента НЕ 1-го поразрядного узла сравнения, где 1 1, 2, ..., (И- 1), соединен с одним из входов соответствующего элемента И запрета сравнения, выход элемента НЕ i -го поразрядного узла сравнения подключен к первому входу элемента И формирования признака Равно, .вькод которого является выходом Равно устройства, а второй вход элемента И формирования признака Равно соединен с третьими входами элементов И поразрядного узла сравнения, подключенными к управляющему входу этого порг13рядного узла сравнения, управляющие входы всех поразрядных узлов сравнения соединены с третьими входами элементов И соответствующих поразрядных узлов сравнения, выход элемента НЕ i -г-о поразрядного узла сравнения соединен с г-м входом 1, 2, ... (П - 2)-го элементов И запрета сравнения, причем каждый j -ый элемент И запрета сравнения, где j 1, 2, ..., (п - 2), имеет (j + 1) входов, управляющие входы всех поразрядных узлов сравнения объединены и подключены к шине разрешения сравнения устройства выход j-го элемента И запрета сравнения соединен с, четвертыми входами элементов И ( + 2)-го поразрядного узла сравнения, четвертью входы элементов И второго поразрядного уз ла сравнения соединены с выходом элемента НЕ первого узла сравнения. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит поразрядные узлы 1f сравнения, (где п 1, 2,. ... - количество разрядов сравнивае мых чисел), состоящие из элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2, элементов И 3 и 4 и элемента НЕ 5, многовходовые эле менты ИЛИ 6 и 7, ( ц - 2) элементов И 8 запрета сравнения, элемент И .9 формирования признака Равно, инфор мационные входы 10 и 11 прямых значе ний разрядов первого и второго числа соответственно, вход 12 управления устройством, выходные шины 15, 14 и 13 соответственно А Б, А Б, А Б. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на выходах элементов И 3 и 4 всех поразрядных узлов сравнения установлен сигнал нулевого уровня и,следовательно, на выходных шинах 13-15 устройства отсутствуют сигналы признаков сравнения. Сигнал управления подается одновременно на все поразрядные узлы 1, 12, . In сравнения, но сигнал признака сравнения вырабатывается на выходе только того узла сравнения на четвертом входе которого отсутств ет сигнал запрета сравнения, устанав ливаемый элементов И 8. Пусть сравниваемые числа равны (А Б). При этом на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 всех поразрядных узлов 1, In,... 1 Г) сравнения будет уровень кода нуля, который зап рещает прохождение сигнала через соответствующие элементы И 3 и 4. Одновременно на первом выходе всех поразрядных узлов сравнения установятс сигналы единичного уровня и, следова тельно, на выходе элемента И „.зап рета сравнения также установится сиг нал единичного уровня, который является разрешающим для элемента И 9 формирования признака Равно. При подаче на вход 12 управления сигнала разрешения сравнения на выходной шине 15 элемента И 9 формирования признака Равно вырабатывается сигнал признака А Б, а на выходных шинах 13 и 14 сохранится код нуля. Пусть А Б и i - номер старшего разряда, в котором сравниваемые числа различаются, т.е. в ( -м разряде числа А записана единица, а в i -м разряде числа Б - нуль. До поступления сигнала разрешения сравнения на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 (-го разряда установится сигнал единичного уровня, который через элемент НЕ 5 установит сигнал нулевого уровня на первом выходе i -го узла сравнения, который через соответствующие элементы И 8 запрета сравнения устаносит запрет сравнения для всех после дующих узлов сравнения. Поэтому при подаче сигнала разрешения сравнения на вход 12 управления этот сигнал Может пройти только через элемент И 3 1 -го узла сравнения и через элемент ИЛИ 6 и на выходной шине 13 появится признак А Б, а на шинах 14 и 15 сохранится код нуля. Формирование признака А Б производится элементом И 4 ч -го разряда и элементом ИЛИ 7 аналогично случаю А Б. При этом на выходной шине 14 устройства появится код признака А Б, а на выходных шинах 13 и 15 сохранится код нуля. Следовательно, сигнал признака А Б или А Б при различии сравниваемых .чисел в любом разряде появится на выходной шине 13 или 14 устройства через время, определяемое суммарной задержкой двух элементов И 3 и ИЛИ 6, если А Б, и И 4 и ИЛИ 7, если А Б, а сигнал признака Равно - через время, определяемое .задержкой элемента И 9, после подачи сигнала разрешения сравнения на вход 12 управления устройством. Таким образом, быстродействие предлагаемого устройства определяется суммарной задержкой только двух последовательно соединенных элементов и не зависит от количества разрядов сравниваемых чисел.

--ff

1

IV

зг

JE

//

-Я 2

«3

/I

#

чпг

/Г

П

tf

I

/y

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ П-РАЗРЯДНЫХ ЧИСЕЛ, содержащее два П-входовьк элементов ИЛИ, (п 2) элементов И запрета сравнения, элемент И формирования признака Равно и И поразрядных узлов сравнения, каждый из которых включает элементы И, НЕ и ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, причем входы разрядов сравниваемых чисел подключены к первьм входам соответственно первого и второго элементов И и входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответствующего поразрядного узла сравнения, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ поразрядного узла сравнения соединен с вторыми входами элементов И и входом элемента НЕ этого поразрядного узла сравнения, выходы первых элементов И пораз)рядных узлов сравнения подключены к входам первого Г) -входового элемента ИЛИ, выход которого является выходом превышения первого числа устройств1а, выходы вторых элеме нтов И поразрядных узлов сравнения подключены к входам второго п-входового элемента ИЛИ, выход которого является выходом превышения второго числа устройства, вход П: А.- . . разрешения сравнения устройства соединен с третьими входами элементов И первого поразрядного узла сравнения, ВЫ5СОД элемента НЕ -го поразрядного узла сравнения, где 1, 2, ..., (П - 1), соединен с одним из входов соответствукнцего элемента И запрета сравнения, выход элемента НЕ i-ro поразрядного узла сравнения подключен к первому входу элемента И формирования признака Равно, выход которого является выходом Равно устройства, а второй вход элемента И формирования признака Равно соединен с третьими входами элементов И 11-го поразрядного узла сравнения, подключенньв 1И к управляющему входу (Л этого поразрядного узла сравнения, управляющие входы всех поразрядных узлов сравнения соединены с третьими входами элементов И соответствующих поразрядных узлов сравнения, отличающееся тем, что, с целью повьшения его быстродействия, выход элемента НЕ i -го поразрядного узла со о: сравнения соединен с -м входом 1, 2, ..., (п- 2)-го элеуентов И о: запрета сравнения, причем каждый j -и 00 элемент И запрета сравнения, где j 1, 2, ..., ( П- 2), имеет ( j -i- 1) со входов, управляющие входы всех пор§з-рядных узлов сравнения объединены и подключены к шине разрешения сравнения устройства, выход -го элемента И запрета сравнения соединен с четвертыми входами элементов И ( j + 2)-го поразрядного узлав сравнения, четвертые входы элементов И второго поразрядного узла сравнения соединены с выходом элемента НЕ первого узла сравнения.