Устройство для сравнения чисел с допусками Советский патент 1986 года по МПК G06F7/04 

об- рас

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах работки информации, устройствах познавания образов.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - вариант реализации дешифратора; на фиг.3 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит: сдвиговые регистры 1-4, элемент НЕ 5, генератор 6 импульсов, элементы ИСКЛЮЧА ЩЕЕ ИЛИ 7 и 8, элементы И 9 - I1, D-триггеры 12 - 15, элемент ИЛИ-НЕ 16, элемент И 17, элемент И 18, де- шиЛратор 19, формирователь 20 импульсов, вход 21 нижнего допуска, информационные входы 22, вход 23 верхнего допуска, вход 24 запуска, выход 25 конца сравнения, выходы i 26-30 устройства.

Дешифратор 19 (фиг.2) содержит элементы НЕ 31 и 32, элементы И 33 37.

На фиг.3 приведен пример временной диаграммы работы устройства для случая, когда код сравниваемого

числа В. болыче нижнего допуска А и меныче верхнего допуска С g

причем на фиг.За н.э

А д

но

в. С

вЭ

сигнал на входе 24 запуска, на фиг.Зб - сигнал на выходе генератора 6; на фиг. Зв - сигнал на выходе триггера 15; на фиг.Зг - сигнал на выходе триггера 13; на фиг.Зд - сигнал на первом выходе 25 формирователя 20; на фиг.Зе - сигнал на втором выходе формирователя 20.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии регистры 1 - 4 и триггеры 12 - 15 установлены в нулевое состояние (на фиг.1 на показано). На входе 21 устанавливается значение нижнего допуска , а на входе 23 - значение верхнего допуска .Затем на входе 22 устанавливается сравниваемое число В , а по входу 24 запуска поступает импульс запуска цикла (фиг.За). По переднему фронту сигнала запуска в младший разряд сдвигового регистр 4 записывается 1, а в сдвиговые регистры 1 - 3 соответственно записываются значения нижнего допуска

0

5

0

5

0

5

0

5

А ; , сравниваемое число В- , значение верхнего допуска С . По заднему фронту импульса запускается генератор 6 импульсов (фиг.Зб).

В зависимости от величины сравниваемого числа В,, возможны пять ситуаций

.,

В. А,;

. С

С

в.

А , В

но.

В.

6.Й

В. : С

6Й 63

В зависимости от состояния старших разрядов в сдвиговых регистрах на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и 8 единичньй потенциал при разных потенциалах на входах последних и нулевой потенциал при равных потенциалах на первом и втором входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и 8. В исходном состоянии на первом входе элемента И 10 единичный потенциал, поскольку 5 -триггер 12 обнулен. По каждому 1-1мпульсу с генератора 6 происходит стробирование элементов И 10 и 11, а по заднему фронту импульса через элемент НЕ 5 содержимое регистров 1 - 4 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов. В случае, когда сравниваемое число В меньше нижнего допуска B., то цикл работы устройства осуществляется путем стробирования элементов ИСКЛЮЧАЮР ЕЕ ИЛИ 7 и 8, элемента И 9 сдвига информации в регистрах 1-4. Поскольку Б , то вначале сработает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, а единичный потенциал с выхода регистра 3 перепишется по строб-импульсу с выхода генератора 6 через элемент И 11 в I)-триггер 15.

Если в результате нескольких сдвигов содержимое старших разрядов в регистрах 1 и 2 будет совпадать, то на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 будет присутствовать нулевой потенциал до тех пор, пока после сдвига на выходе старшего разряда регистра 1 появится потенциал 1, а на выходе регистра 2 - потенциал О. При этом по переднему фронту импульса с выхода генератора 6 через элемент И 10 происходит перезапись 1 с выхода старшего разряда регистра 1 в D -триггер 12, на выходе которого появляется единичный потенциал.

Срабатр.шает элемент ИЛИ-НЕ 16, на выходе которого появляется нулевой потенциал, блокирующий по первому входу элемент-И 10. Кроме того, срабатывает элемент ИЛИ 18, с выход которого по переднему фронту сиг нал запускается формирователь 20. На выходе 25 устройства появляется выходной синхронизирующий импульс, свидетельствуя внешнему, устройству о готовности к съему результата сравнения с выхода 26 дешифратора 1-9. При этом на первом и четвертом входе дешифратора 19 единичный потенциал, а на остальных входах нулевой потенциал. Срабатывает элемен И 33 (фиг.2), на вьгходе 26 которого единичный потенциалу свидетельствующий о том, что сравниваемое число В . меньше нижнего допуска А, По переднему фронту сигнала с первого выхода формирователя 20 генератор 6 прекращает формирование им- пулвсов. По заднему фронту сигнала со второго выхода формирователя 20 происходит обнуление четвертого регистра и всех триггеров 12 - 15. Устройство готово к сравнению следующего числа. Таким образом, при разрядности Мл сравниваемых чисел в случае кода Bj А результат сравнения на вьгходе 26 устройства появится досрочно через и тактов, причем , при этом отпадает необходимость дальнейшего сдвига содержимого регистров.

В случае, когда сравниваемое число Bj равно нижнему допуску В А|, после записи допусков и Bj в соответствующие регистры и запуска на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ РШИ 7 потенциалы будут совпадать при сдвигах, поскольку все соответствующие разряды чисел В. и А„ совпадают. На выходе элемента ИС1ШОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 постоянно нуле вой потенциал. Триггеры 12 и 13 не изменяют своего состояния. При сдвигах содержимого в регистрах 2 и 3 возможна ситуация, когда срабо тает ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, далее элемент И 11 по импульсу с генератора 6, а затем возможна установка в 1 триггера 15 при наличии единичного потенциала на его D -входе. Однако, досрочного запуска формирователя 20 не произойдет, а сдвиг содержимого регистров 1 - 4 в сторону старигего разряда будет происходить цо тех пор пока записанная вначале цикла 1 в младиий разряд регистра 4 1те сдвинется в старший разряд, а на первом входе элемента И 9 появится 1 . По (т-1)-му и шyльcy с генератора 6 срабатывает элемент И 9, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 18 запускает формирователь 20, по переднему фронту сигнала с первого выхода которого генератор 6 прекрахцает формирование импульсов. Внешнее устройство по синхросигналу :. выхода 25 принимает решение о сравнении с выхода 27 устройства, поскольку ранее сработал элемент И 34, (В. А ).По заднему фронту импульса со второго выхода формиро- вателя 20 регистр 4 и триггеры об- нуляются. Устройство готово к приему следующего числа В .

Случай, когда исследуемое число В больше нижнего допуска А, и

меньше верхнего допуска С .Аналогично предьщущим случаям по входу

24 запуска поступает импульс запуска цикла (фиг.За). По переднему фронту сигнала в младший разряд сдвигового регистра 4 записывается 1, а в сдвиговые регистры 1 - 3 соответственно записываются значения нижнего допуска А сравниваемое число Bj и значение верхнего допуска С . По заднему фронту сиг- нала запускается генератор 6

(фиг.Зб). По каждому импульсу с генератора 6 происходит стробирование первого, второго и третьего элементов И 9 - 11, а по заднему фронту импульса содержимое регистров 1 - 4 сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов.

В результас-е сдвигов информации в регистрах 1 и 2 вначале срабаты- вает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8,

так как В. , то на информационном входе триггера 15 единичный потенциал, который переписывается в триггер 15 по переднему фронту сиг- нала с выхода генератора 6 через

элемент И 11. После установки триггера 15 в единичное состояние нулевым потенциалом с его инверсного выхода блокируется по третьему входу эле- мент И 11 (фиг.Зв). При дальнейшем сдвиге информации в регистрах 1 - 4 срабатывает элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, а так как В А , то единичный

потенциал с выхода регистра 2 пере- пишется в р -триггер 13 по строб- импульсу с выхода генератора 6 че - рез элемент И 10 (фиг.Зг). Единичный потенциал с выхода тригггера 13 поступает на вторые входы элементов ИТШ-НЕ 16 и 17 и дешифратора 19. Срабатывает элемент И 17, поскольку ранее на его первый вход поступил единичный потенциал с пря- мого выхода триггера 15. Сигнал с выхода элемента И 17 через элемент ИЛИ 18 запускает формирователь 20,, по переднему фронту сигнала с первого выхода которого генератор 6 прекращает формирование импульсов,, В дешифраторе 19 срабатывает элемент И 35, а на выходе 28 устройства появляется единичный потенциал. Внешнее устройство по сигналу с выхода 25 принимает решение о сравнении с выхода 28 устройства. По заднему фронту с второго выхода формирователя устройство приходит в исходное состояние. Результат сравнения сформируется через (п i т) тактов.

Случай, когда сравниваемое число В. равно верхнему допуску В - . После записи допусков А,

ь.д

и числа В - в соответствующие

регистры, в младший разряд регистра 4 и запуска устройства по входу 24 информации в регистрах 1 - 4 сдвигается в сторону старших разрядов. При сдвигах возника- ет ситуация, когда срабатьша- ет элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, а поскольку В- Л, то единичный потенциал с выхода регистра 2 поступает на информационный вход D -триг гера 13. По строб-импульсу с генератора 6 через элемент И 10 еднничньп потенциал переписьюается в триггер 13. Дальнейшие сдвиги содержимого регистра в 1,2,3,4 будут происхо- дить до тех пор,пока записанная вначале цикла 1 в младший разряд регистра 4 не сдвинется в старший разряд, а на первом входе элемента И 9 по явится 1. По (т-1)-му им- пульсу с генератора 6 срабатывает элемент И 9, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 18 запускает формирователь 20, по переднему фронту сигнала с первого выхода которог генератор 6 прекращает формирование импульсов. Внешнее устройство по синхросигналу с выхода 25 принимает

5 5 0 5

0

j 0 5 0 5

решение В е сравнении с выхода 29 устройства, поскольку ранее сработал элемент И 36 дешифратора 19. По заднему фронту импульса со второго выхода формирователя 20 устройство приходит в исходное состояние .

Случай, когда сравниваемое число В; больше верхнего допуска . После записи 1 в мла,цший разряд регистра 4 и соответствующих допусков и числа By в соответствующие регистры 1 - 3 по сигналу запуска по входу 24 запускается генератор 6. Пикл работы устройства: повторяется как и в предьщущих случаях путем стробирования элементов ИСКЛЮ- ЧА10ЩЕЕ ИЛИ 7 и 8, элемента И 9 и сдвига информации в регистрах. По- скольку Вj Cgg , то в результате сдвигов содержимое старших разрядов в регистрах 2 и 3 будут совпадать до тех пор пока после сдвига на выходе старшего разряда регистра 2 ; появится потенциал 1, а на выходе регистра 3 - потенциал О. При этом по переднему фронту импульса с генератора 6 через элемент И 11 происходит перезапись 1 с выхода старшего разряда регистра 2 в триггер. 14, сигналом с выхода которого через элемент ИЛИ 18 запускается формирователь 20. На выходе 25 устройства появляется выходной синхронизирующий импульс, свидетельствуя внешнему устройству о фор1 ировании результата сравнения В С. на вы ходе 30 менее чем за т, тактов. По заднему фронту сигнала со второго выхода формирователя 20 устройство приходит в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство для сравнения чисел с допусками, содержащее первый, второй и третий сдвиговые регистры, триг- геры, элементы И, дешифратор, генератор импульсов, вход запуска которого является входом запуска устройства, входы нижнего и верхнего допусков устройства подключены к установочным входам соответственно пер- вого и второго сдвиговых регистров, выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму входам дешифратора, прям мой выход третьего триггера подключен к первому входу первого злемен-- та И, отличающееся тем, что, с целью повьпчения быстродействия, триггеры выполнены в виде Р-триггеров, и в устройство введены четвертый сдвиговый регистр, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ Или, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, формирователь импульсов, элемент НЕ причем информационные входы устройства соединены с установочными входами третьего сдвигового регистра, выход старшего разряда которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с информационными входами второго и четвертого D -триггеров, выход старшего разряда первого сдвигового регистра соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с информационным входом первого D -триггера, выход которого дополнительно подключен к первым входам элементов ИЛИ и ИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИСКЛЮЧА101№Е ИЛИ, а выход соединен с. синхровходами первого и второго Т -триггеров, выход второго D -триггера дополнительно- подключен к вторым входам элемента ИЛИ-НЕ и первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом четвертого D-триггера и третьим входом дешиф10

5

0

5

0

5

ратора, четвертый вход которого подключен к прямому выходу третьего триггера, информационный вход которого соединен с выходом старшего разряда второго сдвигового регистра и вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера, а выход соединен с синхровходами третьего и четвертого Р-триггеров, вход запуска уст- ройс-тва дополнительно подключен к синхровходам первого, второго и третьего регистров и входу установки младшего разряда четвертого сдвигового регистра, выход старшего разряда которого соединен с пятым входом дешифратора и первым входом

четвертого элемента И, выход которого подключен к четвертому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами установки в О чет- вертого сдвигового регистра и всех D-триггеров, а второй выход является выходом конца работы устройства и подключен к входу останова генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и третьими входами второго и третьего элементов И и через элемент НЕ - с входами управле- нич сдвигом всех сдвиговых регистров, выходы дешифратора являются выходами устройства.

21

25

ffrnjOi/sseff J2

к триггеру Гд

13

2S

К триггеру f Ктриееери

fS

От регистра и Фиг. 2

а

S

шж

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации, устройствах распознавания образов. Устройство производит сортировку чисел с учетом верхнего и нижнего допусков. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит сдвигающие регистры, элементы ИЛИ, ИПИ-НЕ, И, ИСКЛ10ЧАЮП(ЕЕ ИЛИ, D -триггеры, формирователь импульсов, дешифратор,, генератор. Устройство производит поразрядное сравнение числа с кодами нижнего и верхнего допуска, °со сдвигом их в сторону старших разрядов , фор мирует результаты сравнения при выходе числа за границы поля допуска, при нахождении в поле допуска и при равенстве его верхнему или нижнему допуску. Быстродействие обеспечивается за счет адаптивной к составу чисел синхронизации. 3 ил. (Л ю а со 4 СА

е

фиг,3

Составитель Е.Иванова Редактор Т.Парфенова Техред А.Кравчук Корректор Е.Сирохман

Заказ 5232/49 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