Устройство для подсчета числа нулей в двоичном коде Советский патент 1986 года по МПК G06F7/50 

1

Изобретение относится к вычислительной технике, автоматике и телемеханике, может быть использовано для обработки двоичных кодов сигналов и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. W 1019440.

Цель изобретения - расширение области применения устройства путем реализации операции выбора кода чис- ла, содержащего наибольшее количество нулей в массиве т-разрядных кодов

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для подсчета числа нулей в двоичном коде; на фиг. 2 - функциональная схема узла сравнения; на фиг. 3 - функциональная схема узла задержки.

Устройство для подсчета числа нулей в двоичном коде содержит груп- пу триггеров I, группы элементов И 2 и 3, элементы И 4 и 5, труппу элементов ИЛИ 6, элемент 7 задержки,, счетчик 8, триггер 9, группы элементов И 10 и 11, элемент ИЛИ 12, группу узлов 13 сравнения, узел 14 задержки, группы триггеров 1.5 и 16, элемент И 17, числовой вход 18 и тактовый вход 19. .

Каждый узел сравнения группы име- ет входы 20-24, а также выход 25. Узел 14 задержки содержит входы 26 и 27, а также выход 28.

Каждьй узел сравнения состоит из элементов И 29-31,.элемента И-НЕ 32 и триггера 33.

Узел задержки выполнен в виде элемента И 34, элемента 35 задержки и триггера 36.

Устройство для подсчета числа ну- лей в двоичном коде работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 1 , 15 и 16 групп, а также триггер 9 и счетчик 8 находятся в нулевом состоя НИИ. Допустим, что нужно найти число содержащее максимальное количество нулей в массиве .N т-разрядных слов. Двоичный код первого числа, поступает с входа 18 через группу элементов ИЛИ 6 на вход группы триггеров 1, устанавливает их в соответствующих разрядах в 1. После этого тактовые импульсы поступают на вход 19 и дале на входы элементов И 2 и 3 групп, oc ществляя последовательное дополнение записанного в триггерах 1 группы код до единичного. Эти же импульсы через

2322

элемент 7 задержки и элемент И 4 проходят на вход счетчика 8. В момент, когда в триггерах 1 группы сформируется единичный код, все элементы И 3 открыты и тактовый сигнал, поступая на единичньй вход триггера 9, устанавливает его в единичное состояние. Это приводит к прекращению подачи импульсов на вход счетчика 8. Одновременно открывается элемент И для прохода тактовых импульсов на узел 14 задержки и осуществляется перезапись содефжимого счетчика 8 в триггеры 15 или 16 групп в соответствии с тем, какой элемент И (10 или 11) групп открыт. После этого по установочному входу триггеры 1 группы, триггер 9 и счетчик 8 переходят в нулевое состояние. Таким образом , устройство для подсчета числа нулей готово для приема второго т-разрядного слова из массива и т.д Рассмотрим процесс сравнивания двух кодов чисел в устройстве. В первоначальньм момент группа элементов И 3 закрыта по входам 22. В результате этого триггеры 33 группы находятся также в нулевом состоянии На выходе элементов И-НЕ 32 - высокие потенциалы, так как на первый вход каждого элемента И-НЕ 32 с входа 20 поступает низкий потенциал с прямого выхода триггера 15 группы, а на второй вход элемента И-НЕ 32 с входа 23 поступает высокий уровень потенциала с инверсного выхода триггера 16 группы. При появлении тактового импульса на входе узла сравнения первого разряда он поступает на первыйвход элемента И 30, а также на первый вход элемента И 29 первого разряда. Элемент И 30 закрыт, так как на второй его вход подан и низкий уровень потенциала с прямого выхода триггера 33. Поэтому тактовый импульс, пройдя через элемент

И 29 первого разряда, открытый высоким уровнем потенциала с инверсного

выхода триггера 33, поступает во втором разряде на вход элемента И 30, а также на первый вход элемента И 29. Аналогично тактовый импульс поступает на вход узла 13 сравнения третьего разряда и т.д. Для последнего т-го разряда тактовый импульс поступает на п-й вход (т+1)-входового элемента И 29,. закрытого низким уровнем потенциала с прямого выхода триггера 33.

Одновременно тактовьп- импульс потупает на вход 26 узла 24 задержки, устанавливает в нулевое состояние триггер 36 и проходит на вход элемента 34 задержки. По истечении вре менй задержки

Т (m+l)t,,

где время задержки электрическо го импульса в элементах И/ИЛИ,

импульс, пройдя через открытый высоким уровнем потенциала с инверсного выхода триггера 36 элемент И 34, пос тупает на выход 28 узла 4 задержки Тем самым элементы И 11 группы подготовлены к приему информации со счетчика 8. Таким образом, следующее слово записанное в счетчике 8, пос- тупает в триггеры 16 на место предыдущего.

Допустим, что это слово имеет единицу, во втором разряде, т.е. слово, записанное в триггерах 16, боль- ше слова, хранящегося в триггерах 15. В этом случае сравнение первьк разрядов производится аналогично рассмотренному. В узле 13 сравнения второго разряда открыт элемент И 31 подачей на его входы, высоких уровней потенциала с инверсного выхода триггера 15 и с прямого выхода триггера 16. Триггер 33 установлен в единичное -состояние. Тактовьй импульс с выхода элемента И 29 узла 13 сравнения первого- разряда проходит через элемент И 29, так как на остальные его входы поданы высокие уровни потенциала с выхода триггера 33 и с выхода элемента И-НЕ 32 узла сравнения первого разряда. Пройдя через элемент Hltli 12, тактовый импульс по входу 27 узла 4 задержки устанавливает триггер 35 в единичное состояние. Одновременно тактовый импульс переписывает информацию с выхода счетчика 8 через элементы И 10 группы в триггеры 15 группы. Таким образом, в результате сравнения двух кодов чисел на триггерах 16 остается большее число.

В результате функционирования предлагаемого устройства на триггера 15 (16) второй (третьей) группы хранится число, соответствующее наибольшему количеству нулей числа в массиве N га-разрядных слов.

5

to

(5 20

5 о Q 5 0

5

232Формула изобретения

1. Устройство для подсчета числа нулей в двоичном коде по авт.св. № 1019440, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства путем реализации операции выбора кода числа, содержащего наибольшее количество нулей в массиве т-разрядных кодов, оно дополнительно содержит узел задержки, третий элемент И, элемент ИЛИ, группы узлов сравнений, третью и четвертую группы элементов И, вторую и третью группы триггеров, причем выходы элементов И третьего и четвертой групп соединены с единичными вьгходами соответствующих триггеров соответственно второй и третьей групп, первые входы элементов И третьей группы соединены с выходом элемента ИЛИ, первые входы элементов И четвертой группы соединены с выходом узла задержки, вторые входы элементов И третьей и четвертой групп соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика, третьи входы эле- .ментов И третьей и четвертой групп соединены с выходом первого элемента И и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с тактовой шиной устройства, а вход подключен к первому входу узла задержки и к первому управляющему входу первого узла сравнения группы, второй вход узла задержки соединен с выходом элемента 1-1)Ш, вХоды которого соединены с выходами меньшего значения соответствующих узлов сравнения группы, выход меньшенго или равного значения каждого i-ro узла сравнения группы, где ,...,(т-1), соединен

с первым управляющим входом (i+1)-го узла сравнения группы, управляющие входы с второго по j-й, где ,..., m, каждого j -го узла сравнения груп,- пы соединены с выходами большего значения узлов сравнения с первого по (-1)-й группы, информационные входы первого узла сравнения группы соединены соответственно с прямыми вьгходами первых триггеров второй и, третьей групп, информационные входы остальных узлов сравнения группы

соединены соответственно с прямыми и инверсными выходами соответствующих

триггеров второй группы и с прямыми и инверсными выходами соответствую- щях триггеров третьей группы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждаш узел сравнения содержит три элемента И, элемент И-НЕ и триггер, причем первый вход первого элемента И соединен с прямым выходом триггера, а остальные входы соединены с соответствующими управляющими входами узла, выход первого элемента И соединен с выходом меньшего значения узла, первый вход второго элемента И подключен к инверсному выходу тригера, а второй вход г. к первому управлянмцему входу узла, выход второго элемента И подключен.к выходу меньшего или равного значения узла, единичный вход триггера соединен с выходом третьего элемента И, входы которого соединены с вторым и третьим входами узла, первый и четвертый входы которого подключены к входам элемента И-НЕ, выход которого соединей с выходом большего значения узла.

3. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что узел задержки содержит триггер, элемент И

и элемент задержки, причем первый вход узла задержки соединен с входом элемента задержки и с нулевым входом триггера, единичный вход которо -. го соединен с вторым входом узла

задержки, а инверсньй выход подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, выход элемента И подключен к выходу узла задержки .

Изобретение относится к вычислительной технике, автоматике, телемеханике и может быть использовано для обработки двоичных кодов сигналов и является усовершенствованием известного устройства по ав.св, № 1019440. Целью изобретения является расширение .области применения устройства путем реализации операции выбора кода числа, содержащего наибольшее количество нулей в массиве т-разрядных кодов. Для достижения поставленной цепи в устройство дополнительно введены узел задержки, элемент И, элемент ИЛИ, группа узлов сравнения, две группы элементов И и две группы триггеров. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л С

35

-н

27 26 фиг.З

Редактор А. Огар

Составитель А. Степанов Техред О.Гортвай

Заказ 3490/44 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2

J«

-025

J

Корректор Л. Пилипенко