Устройство для сравнения чисел с допусками Советский патент 1985 года по МПК G06F7/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при реализации технических средств дискретной автоматики и вычислительной техники. Известно устройство для сравнения чисел с полем переменных допусков, содержащее регистр, .триггер, сумматор, элементы И, ИЛИ, ИГШ-НЕ, элементы задержки, входы задания порогов, информационные входы и вых ды устройства Щ. Недостатки данного устройства низкое быстродействие за счет последовательного сравнения каждого числ со всеми пределами и сложность за счет применения большого числа разно типных блоков, что приводит к низкой технологичности его конструкции. Наиболее близким техническим реше нием к предложенному является устрой ство для сравнения двоичных чисел с допусками, содержащее четыре схемы сравнения и анализатор, включающий четьфе элемента НЕ, пять элементов И и элемент РШИ, причем первые группы входов первого и второго элементов сравнения соединены с входными шинам сравниваемого числа, вторые группы входов первого и второго элементов сравнения - с входными шинами верхне го и нижнего допусков соответственно входные шины кода знака сравниваемого числа - с первыми группами входов третьего и четвертого элементов срав нения, а входные шины кодов знаков верхнего и нижнего допусков - с вторыми группами входов третьего и четвертого элементов сравнения соответственно, выход первого элемента срав нения соединен с входами первого элемента НЕ и первого элемента И, выход второго элемент, сравнения с входами второго элемента НЕ и второго и третьего элементов И, выход третьего элемента сравнения - с входами третьего элемента НЕ и второго четвертого элементов И, выход четвер того элемента сравнения - с входами четвертого элемента НЕ и первого, второго и пятого элементов И, выход первого элемента НЕ - с входами второго-пятого элементов И, выход второго элемента НЕ соединен с входами первого, четвертого и пятого элемен- 55

тов И, выход третьего элемента НЕ с.входами первого и пятого элементов И, выход четвертого элемента НЕ ных двоичных чисел и выполнены на двоичных комбинационных сумматорах, выходы переполнения которых являютс входами третьего и четвертого элементов И, выходы первого-пятого элементов И - с входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства 2J. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку оно позволяет сравнивать двоичные числа только с верхними и нижним пределами. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет сравнения двоичных чисел с полем переменных допусков. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения чисел с допусками, содержащее четыре схемы сравнения, элемента НЕ и элемента И, причем первые группы входов всех схем сравнения соединены с входными шинами сравниваемого числа, вторые группы входов схем сравнения с шинами задания соответствующих пределов, выход i-й схемы сравнения, где ...п, , соединен с первым входом i-ro элемента И, второй вход которого через элемент НЕ подключен к выходу (1+1)-й схемы сравнения, выход первой схемы сравнения соединен с входом первого элемента НЕ, введены (N-4) схем сравнения, (N-4) элементов НЕ и (N-A)- элементов И, где N - число пределов, причем выход j-й схемы сравнения, где ,...,N, соединен с входом j-ro элемента НЕ и с первым входом j-ro элемента И, второй вход которого через элемент НЕ соединен с выходом (+1)-й схемы сравнени$|, выход первого элемента НЕ и выход N-й схемы сравнения являются выходами числа за пределы заданного интервала устройства, выходы элементов И - выходами сравнения с допусками устройства. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит шину 1 подачи сравниваемого числа 1,,шинь1 2.1, 2.2...2.N задания пределов, схемы 3.1, 3.2...3.N сравнения, элементы НЕ 4.1, 4,2...4.N, элементы И 5.1, 5.2 ...5./N-1/, выходы 6.1, 6.2...6.N, 6.(N+1) устройства. Схемы 3.1, 3.2...3.N сравнения предназначены для сравнения п-разрядся выходами схем сравнения. Применение сумматоров позволяет использоват предлагаемое устройство для сравнения чисел, заданных в любом двоичном коде с естественными весами. В ка-/ честве схем 3 можно использовать любые комбинационные схемы сравнения двух пгразрядных чисел А и В, на выходе которых формируются сигналы и . Все остальные элементы устройства являются стандартными логическими элементами. I Таким образом, предложенное устройство может быть легко реализовано на серийных интегральных схемах, например серии 155. Устройство работает следующим образом. На шины 2,1, 2.2...2.N подаются соответственно значения пределов А, , A/J...AN в обратном коде, причем АО 2. . .AN А А.. .А,А,, где iQ 5 на числа, естественные ограничения которые могут быть обработаны п-раз- рядным устройством. На шину 1 подается п-разрящное двоичное число , Q в прямом коде. Далее число X поступает на первые группы входов всех схем сравнения 3.1, 3.2 .. 3N,a пороги А, Aj. .«Ajq поступают на вторые группы входов соответствующих схем 3 сравнения. При этом на выходе схемы 3.J сравнения (16J6N) формируется сигнал Р; по следующему правилу - Г° если -хА 11, если Сигналы Р- поступают на сосо-оящую из элементов НЕ 4.1, 4,2...4.N и эл ментов И 5.1, 5.2...5.(N-1) логичес кую схему которая на выходе 6.V; уст ройства (1 k6N+1) формирует выход ной сигнал У), если хе (A,AH.,J , если X С AI, , А Рассмотрим подробно работу устро ства для всех логически возможных случаев. Если А, . X, то на выходах всех схем 3.1, 3.2...3.Н сравнения форми руются низкие потенцйа.лы, которые подаются на входы соответствующих элементов НЕ -ч и на первые входы со ответствующих элементов И 5, что пр водит к формированию высокого потени; ала на выходе 6.1 и низких потенциа лов на выходах 6.2, 6.3...6.(N+1), т.е. устройство формирует сигналы У 1, . Если Aj , то на. выходе схемы 3.1сравнения формируется высокий потенциал, который приводит к 4)ормиро- ванию на выходе 6.1 низкого потенциала, а на выходах схем 3.2, 3.3...3. (N-1) сравнения формируются низкие потенциалы, которые поступают на первые входы соответствующих элементов И 5, что приводит к формированию на выходах 6.3, 6,4...6.N низких потенциалов. На выходе схемы. 3.N сравнения также формируется низкий потенциал, который приводит к формированию на выходе 6.(N+1) низкого потенциала. На выходе 6.2 формируется высокий потенциал, поскольку на первый и второй входы элемента И 5.1 поступают высокие потенциалы соответственно со схемы 3.1 сравнения и с выхода элемента НЕ 4.2, на вход, которого поступает низкий потенциал со схемы 3.2сравнения. Таким образом, устройство формирует сигналы У,0,у 1, У. + .01 - „ Пусть число X лежит в произвольном интервале х(Ар, А, где 1 .Р.11. При этом на выходах схем 3.1,3.2... Зв-( сравнения, формируются высокие потенциалы, которые приводят к формированию на выходах соответствующих элементов НЕ 4 низких потенциалов. Низкий потенциал на выходе элемента НЕ обеспечивает низкий потенциал на выходе 6.1. С выходов элементов НЕ 4.2, 4.3...4.(1-1) низкие потенциалы поступают «а вторые входы соответствующих элементов И 5.1, 5.2...5.(-2), что приводит, в свою очередь, к формированию низких потенциалов на выходах 6.2,6..3. .об. ( t-1) . П выходах схем 3.1, 3. ( +1) ...3.N сравнения формируются низкие потенциалы, которые поступают на первые входы элеме нтов И 5., 5.( р-1)... 5.(N-1) соответственно, что приводит к формированию на выходах 6.(f+1), 6 . ( €+2) .. .6.N низких потенциалов. Низкий потенциал на выходе схемы 3.N сравнения обеспечивает низкий . потенциал на выходе 6.(N+T). На выходе 6.1 формируется высокий потенциал, поскольку на первый и второй входы элемента И 5.(f-1) поступают высокие потенциалы соответственно с выхода схемы З.СЕ-Т) сравнения и с 5113 выхода элемента НЕ 4.1, на вход кодорого поступает низкий потенциал со схемы З.Г сравнения. Таким образом, устройство формирует сигналы ..yg.i o,, Yj, Уе у ГУ Г Наконец, если ,(, то на выходах всех схем 3,1,3.2...3.N сравнения формируются высокие потенциалы, которые подается на входы элементов НЕ 4.1, 4.2 .,. 4.N соответственно. Высокий потенциал на входе элемента НЕ 4.1 обеспечивает низкий потенциал на выходе 6.1. Высокие потенциалы на выходах элементов И 4.2, 4.3 ... 4.N обеспечивают низкие потенциалы на вторых входах элементов И 5.1,5.2.... 5.(N-1) соответственно, что приводит к формированию на выходах 6.1,6.2 ,,.6.N низких потенциалов. Высокий потенциал на выходе схемы 3.N сравнения обеспечивает высокий потенциал на выходе 6.(N+1). Следовательно, устройство формирует ригналы У( У,2 ... , 1. Работа устройства бьша рассмотрена при условии, что пределы представлены в обратном коде, а сравниваемое число - в прямом коде. Если пределы представлены в прямом коде, а сравниваемое число - в обратном коде, то в этом случае пределы А|, f., .Af, причем Ад-А, А,,. . .7-А AI + I подаются соответственно на входы устройст- ва 2.N,2.(N-1),... 2.2, 2.1, а сигналы у , у .. . Уц, у формируются соответственно на выходах 6.(N+1), 6.N ... 6.2, 6.1, причем сигнал yi;(Hk6 N-H) формируется по следующему правилу Г1, если X е А, А,,; 10, если х А., Ak-i. Функционирование устройства при этом не изменяется. Известное устройство позволяет сравнивать числа только с двумя преелами, что ограничивает его функциональные возможности. Предложенное устройство позволяет производить сравнение чисел с произвольным количеством пределов. Следует отметить, что предложенное устройство, позволяя производить сравнение чисел с произвольным количеством пределов, является устройством комбинационного типа, чем обеспечивается его высокое быстродействие и высокая надежность функционирования устройства, и имеет реализуемую на стандартных интегральных схемах простую и регулярную структуру, чем достигается высокая технологичность конструкции устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ С ДОПУСКАМИ, содержащее четыре схемы сравнения, элемента НЕ и элемента И, причем первые группы входов всех схем сравнения соединены с входными шинами сравниваемого числа, вторые группы входов схем сравнения соединены с шинами задания соответствующих пределов, выход i-й схемы сравнения,, где ..n,, соединен с первым входом i-ro элемента И, второй вход которого через элемент ME подключен к выходу ()-й схемы ,вне-. НИН, выход первой схемы сравкснуьч соединен с входом первого зле:-1гнта НЕ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет сравнения двоичных чисел с полем переменных допусков, в него введены (N-4) схем сравнения, (N-4) элементов НЕ и (N-4) - 1 элементов И, где N - пнсло пределов, причем выход j-й схемы сравнения, где ,...,N, соединен с входом j-ro элемента НЕ и с первым i входом j-ro элемента И, второй вход которого через элемент НЕ соединен (Л с выходом (+1)-й схемы сравнения, выход первого элемента НЕ и выход N-й схемы сравнения являются выходами числа за пределы заданного интервала устройства, выходы элементов И являются выходами сравнения с допусками устройства. со со ел