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

00

ел

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано при построе НИИ технических средств дискретной автоматики и вычислительной техники и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1133591.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности сравнения чисел со знаками.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит входы 1 сравниваемого числа, шины 2 задания пределов, схемы 3 сравнения, элементы НЕ 4, элементы И 5, выходы 6 устройства, сумматор 7, входы 8 задания нижней границы интервала устройства.

Схемы сравнения 3.1, 3.2, ..,, 3.N предназначены для сравнения и-разрядных двоичных чисел и выполнены на двоичных комбинационных сумматорах, выходы переполнения которых являются выходами схем сравнения. Применение сумматоров позволяет использовать данное устройство для сравнения чисел, заданных в любом двоичном коде с естественными весами. В качестве схем 3 можно использовать любые комбинационные схемы сравнения чисел А и В на выходе которых формируются сиг. налы А 8 и А 4 8 или А 8 Л

Сумматор 7 предназначен для отоб ражения произвольной области значений сравниваемых чисел в неотрицательную и является стандартным функциональным элементом.

Элементы 4 и 5 являются стандартными логическими элементами. Таким образом, предложенное устройство может быть реализовано на стандартных интегральных схемах, например 155 серии.

Устройство работает следующим образом.

Априорно известно, что сравниваемое число V лежит в интервале (-Af,,, AQ ), где М - некоторое натуральное число. Известны также пределы А f, jN N-1) j At заданные алгебраическими числами, которые находятся между собой в отношении Мн Af,-... А, АО Устройство определяет положение числа X относительно заданных пределов и формируе

вектор выходных сигналов, компоненты которого определяются по правилу

р,еслиХе(А,А,:,10.есл«К(А,,А,.,

,2,.

В исходном состоянии на входы устройства 8 подается прямой двоичньй код числа-А . На входы устройства 2.1, 2.2,...,2.N подаются в обратном двоичном коде соответственно пределы

В,А,/-Ан.,,,/,.,,В.Ам- /-А|ч, /

которые являются неотрицательными .. числами.

Q При подаче на входы 1 устройства числа Х в дополнительном двоичном коде на -выходе сумматора 7 формируется двоичное число которое лежит в интервале (0,/-Am, /) если

5 число X отрицательно, и лежит ,в полуоткрытом интервале /-А гн / AQ + + /-А f., /) , если число х неотрицательно. Таким образом, независимо от знака числа Х число Х всегда неотрицательно.

Пределы В, 2,t н поступают на первые входы соответственно схем сравнения 3.1, 3,2,...,3.N, на вторые входы которых поступает число Х, , При этом на выходах схем

сравнения формируются сигналы

Р; ( -iN) по следующему правилу:

Го, если 3 J , если 0; .

Сигналы Pj поступают на состоящую из элементов НЕ 4 и элемен 5 тов И 5 логическую схему, которая на выходах 6 устройства формирует выходные сигналы.

Рассмотрим формирование выходных сигналов для всех логически возможных случаев.

Если , или что эквивалентно, Aii х, то на выходах всех схем 3 сравнения формируются низкие потенциалы, которые подаются на входы 55 соответствующих элементов НЕ и на первые входы соответствующих элементов И 5, что приводит к формированию высокого потенциала на выходе 6.1 и низких патенциалов на всех остальных выходах устройства, т.е. устройство формирует сигналы -Чн 0Пустьчисло X, лежит в произволь ном полуоткрытом интервале ( вд &g.,) или.что то же самоё, ( Ag Ag).,При этом на выходах схем сравнения 3.1, 3.2,,..3,Е-1 формируются высокие ;потенциалы, которые приводят к формированию на выходах соответствующих элементов НЕ низких потенциалов. Низкий потенциал на выходе элемента НЕ 4.1 обеспечивает низкий потенциал на выходе 6.1. С выходов элементов НЕ 4.2, 4.3,...4.В-1 низкие потенциалы поступают на вторые входы соответственно элементов И 5.1,. 5.2,.., ,5.й-2, что приводит к формированию низких потенциалов н выходах 6,2, 6.3,...,6.-1. На выхо дах схем сравнения 3.t, З.Е+1,..., 3. N формир(уются низкие потенциалы которые поступают на первые входы элементов И5.С , 5.В+1...,5N-1 соответственно, что приводит к формированию на выходах 6.2+1, 6.8 +2 „ , ..,6.1 низких потенциалов. Низкий потенциал на выходе схем сравнения 3.М обеспечивает низкий потенциал на выходе 6,N4-1, На выходе 5. фор мируется высокий потенциал, посколь ку на первый и второй входы элем.ента И 5.6-1 поступают высокие потен циалы соответственно с выхода схем сравнения 3.6-1 и с выхода элемента НЕ 4.С, на вход которого поступает низкий потенциал со схемы сравнения З.В. Таким образом, устройство формирует сигналы ,4е У 1Уе42° °У и Если Х, BI или, что равносильно, х А, то на выходах всех схем 3 сравнения формируются высокие потенциалы, поступают на входы соответствующих элементов НЕ и формируют на их выходах низкие потенциалы. Низкий потенциал на выходе элемента НЕ 4.1 обеспечивает низ- кий потенциал на выходе 6.1. Низкие потенциалы с выходов элементов НЕ 4.2, 4.3,...,4.N поступают на вторые входы соответственно И 5.1, . 5.2,...,5.N-1, что приводит к фор.мированию на выходах 6.2, 6.3,..., низких потенциалов. Высокий потенциал на выходе схемы 3.N сравнения обеспечивает высокий потенциал на выходе 6.N+1. Следовательно, устройство формирует сигналы ::У, 0,ум.;И Таким ббразом, устройство формирует выходные сигналы в соо.тветстствии с правилом (1). Если число X представлено в обратном двоичном коде, то на вькоды 8 устройства подается число -(А„,.;,-И) в прямом коде. Функционирование устройства при этом не изменяется. Предложенное устройство позволяет определить положение сравниваемого числа относительно заданных пределов с учетом их знаков, расширяя тем самым область практического применения данного устройства. Кроме того, данное устройство имеет более простую логику работы по сравнению с устройствами, в которых анализ знаков происходит после сравнения чисел в анализаторах, и. как следствие этого, более простую структуру.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНРИ :ЧИСЕЛ с ДОПУСКАМИ |по авт. ев . № 1133591, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения возможности сравнения чисел со знаками, в чего введен сумматор, выходы которого соединены с первыми группами входов всех схем сравнения, а входы первой и второй групп подключены соответственно к входам сравниваемого числа и- входам задания нижней границы интервала устройства.