Устройство для сравнения чисел Советский патент 1988 года по МПК G06F7/04 

19

(Л

tf

00

со ел

4

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки информации, работающих в сие теме остаточных классов (СОК).

Цель из.обретения - расширение области применения за счет возможности сравнения чисел в системе остаточных классово

На чертеже приведена функциональ- ,мая схема предлагаемого устройства.

Устройство для сравнения чисел содержит первый и второй двоичные счетчики 1 и 2, первый и второй эле- менты 3 и 4 сравнения, первый и второй элементы И 5 и 6, элемент ИЛИ- НЕ 7, элемент НЕ 8, первый - четвер- тыА дешифраторы 9-12, первый и второй элементы ИЛИ t3 и 14, первую и вторую группы модульных счетчиков 15 и I6g входы 17 и 18 содов остатко сравниваемых чисел, вход 19 запуска, тактовый вход 20, вькоды 21-23.

Каждый из п модульных счетчиков 15 и 16 предназначен для записи в него кода остатка сравниваемого числа по соответствующему основанию Р, - Р и последующего подсчета тактовых импульсов по этому ос нованшо. Модуль ные счетчики 15 и 16 могут быть реализованы, например, на микросхемах типа К155ИЕ8, обеспечивающих любой требуемый коэффициент пересчета Кро ме того, модульные счетчики 15 и 16 могут бьггь вьшолнены на кольцевых регистрах сдвига с дешифраторами на входе, причем разрядность каждого из этих регистров соответствует разрядности двоичного кода соответствующе- го основания Р-, а деитфраторы обеспечивают запись единицы в тот разряд регистра сдвига, номер ко торого соответствует коду остатка d; или сравниваемых чисел А и. В.

Перньй и второй дешифраторы 9 и 10 вьшолнены так, чтобы обнаружить заранее заданную комбинацию кодов на выходах К модульных счетчиков 15 и 16, Для наглядности на чертеже в качестве этих дешифраторов 9 и 10 указаны элементы ИЛИ, к входам которых подключены всё прямые выходы соответств укмцих модульных счетчиков 15 и 16 о При этом дешифраторы 9 и 10 формируют сигнал логического нуля в случае, когда наР всех прямых выходах всех К модульных счетчиков 15 или 16 соответствующей группы -появ

ляются логические нули, В случае выполнения модулвных счетчиков 15 и 16 на кольцевых регистрах сдвига дешифраторы 9 и 10 могут быть реализованы на элементе И-НЕ,, каждый вход которого соединен с выходом того разряда регистра сдвига, который соответствую ет нулевому коду остатка.

Остальные элементы являются стандартными функщ1ональными узлами, выполняемыми в виде микросхем

В основе работы предлагаемого устройства лежит следующее.

Любое целое число А из диапазона о,Р может быть представлено в виде остатков ot,,oii ,,.,,otnOT деления этого числа А па основания - взаимно простые числа Р,, P,,,,P|, такие,

л

что их произведение П Р,- «Р Р , ,При

I t

последовательном переборе всех чисел диапазона Co,Pl соответствующие остатки di будут периодически изменяться от о до Р, -1, В случае, когда число А кратно сразу нескольким основаниям Р,, P;,,,oPg, его остатки ci;,oij, ,о,с10будзгг равны нулю одновременно.

Рассмотрим для примера случай представления чисел по следукщим основаниям: , , Р,5, .

Pj Pj P 1155), В этом случае

числа, делящиеся без остатка, например, на Р,«. Pj 33, будут иметь сле- дукщие представления в выбранной СОК

О 0,0,0,0

. 33 0,0,3,5

66 0,0,1,3

О

1122 fo,0,2,2

Назовем эти числа onoptoJMH числами А и перенумеруем их образом: , А 66 и т,д.,

, PJ (в общем случае iP-.,.

, в. i .

Дешифраторы 11 и 12 подключены к информационным входам элемента 3 сравнения такшч образом, чтобы при появлении на выходах модульных счетчиков 5(К+1)-15п нпи 16(K+J) - 1бп кодов остатков чисел А° и А. таких,

что i j (А. А ), сигна.1 для числа

314

А появляется на разряде информационных входов элемента 3 меньшего веса, чем для числа А (не более младшем разряде Vвхода) При этом код остатков числа А; по основаниям Р, ,...,Р(, не обязательно меньше кода числа А°. по тем же основаниям. Например, в рассматриваемом случае код остатков числа А 33 по основа ниям Р и Р больше соответствующих кодов чисел, А 66 и , хотя очевидно А° А° ,

Устройство для сравнения чисел работает следующим образом,

Остатки oi; и (; сра вниваемых чисел А и В в двоичном коде записываются в соответствующие модульные счетчики 15,1 и 16,1 с соответствующих входов 17 и t8. Модульные счетчики 15 и 16 и двоичные счетчики Т и 2 перед этим предварительно обнулены (цепи обнуления не показаны)„ При этом в общем случае на выходах дешифраторов 9 и 10 (элементов ИЛИ в рассматриваемом примере) присутствуют сигналы логической единицы, После записи в счетчики 15 и 16 на управляющий вход 19 подается сигнал разрешения (уровень логической еди- ницы), что обеспечивает пропускание через элементы И 5 и 6 тактовых импульсов с входа 20 на счетчики 1, 2, 15 и 16, При этом модульные счетчики 15oi и 16.1 обнуляются с пери ,одом Ро

Не позднее, чем через Р, Р-,о,Рк (в рассматриваемом примере Р,) на всех выходах счетчиков 15о1 - 15,К и 16,1 - 16 К появятся сигналы логического нуля. Причем в общем случае это произойдет неодновременно для обеих групп модульных счетчиков 15 и 16, В момент обнуления всех К счетчиков соответствующей группы на выходе соответствующего дешифратора 9 или 10 (элемента HJSi) появится сигнал логического нуля, который закроет соответствукицйй элемент И 5 или 6„ В результате соответству- ницие счетчики 1, 15 или 2, 16 остановятся ,

После того, как остановятся все счетчики 1, 2, 1 5 и 16, на выходе элемента ИПИ-НЕ 7 появится сигнал

логической единицы, разрешающий работу первого элемента 3 сравнения. На его информационные входы поступают с выходов дешифраторов 11 и 12

5

5 О

о п

5

5

коды, определяемые кодами с выходов модульных счетчиков 15, ()-15,п и 16,(К+1)-16„п. Если число А, коды остатков которого поданы на входы 17, больше или меньше числа В, коды остатков которого поданы на входы 18, то на соответствующем выходе элемента 3 появляется сигнал логической единицы, которьм проходит через соответствующий элемент ИЛИ 13 и.гш 14 на выход 21 Больше илп 22 Меньше,

Например, пусть на входы 17 поданы коды остатков числа ,6, 3,4 , ка входы 18 - числа 2,3,1,5), тогда па выходе дешиф- - ратора 9 (элементе ИЛИ) через пять тактов появится сигнал нулевого уровня, так как на выходах модульных счетчиков 15o1-t5.4 будут коды ос- татков Со,0,3,Л , соответствующие числу А° 198, На выходе дешифратора 10 череэ девятнадцать тактов также появится сигнал логического нуля, так как на выходах модульных счетчиков 16,1 - 16,4 будут коды остатков {0,0,0,3J числа , В результате на выходе элемента ИЛИ- НЕ 7 появится разрешающий сигнал я с выхода Меньше элемента 3 сравнения сигнал логической единицы через элемент ИЛИ 14 поступит на в.ы- ход 22 устройства.

Если же на выходах модульных счетчиков 15.(К+1)-15,п и 16,(К+1)-1б,п будут коды одинаковых опорных чисел, то элемент 3 сравнения вьщаст сигнал на своем выходе Равно, по которому разрешается работа второго элемента 4 сравнения На информационные входы этого элемента 4 поступают коды с выходов двоичнь х счетчиков 1 и 2, после чего сигнал с соответствующего выхода элемента 4 поступает на один из выходов устройства.

Например, пусть на входы 17 поданы коды с остатков числа , 4,0,4, а на входы 18 - числа В ,2,1,,1 , тогда на выходе дешифратора 9 через семь тактов появится сигнал логического нуля, так как на выходах счетчиков 15,1-15,4 будут двоичные коды остатков 0,0,

55

2,4 числа А 627, На выходе дешифратора 10 сигнал логического нуля появится через тридцать один такт, а на выходах счетчиков ,4 будут двоичные коды остатков 0,0,2,4) того же числа А, 627, При этом первый

элемент 3 сравнения вьщаст сигнал на выходе Равно, разрешающий работу второго элемента 4 сравнения о Последний сравнивает коды чисел 7 и 31 со счетчиков 1 и 2 и вьщаст сигнал на своем выходе Меньше, который,-проходя через элемент ИЛИ 13, поступает на выход 21 Больше устройства. Остановку счетчиков не обязательно выполнять при равенстве нулю кодов на выходах части модульных счетчиков„ Можно взять в качестве опорных чисел те,двоичные коды остатков которых, например, содержат единицу только в младшем разряде или только в старшем, либо какие-нибудь иные. Важно лишь, чтобы опорные числа располагались более или менее равномерно на числовой оси, во всяким случае максимальная разность между соседними опорными числами не должна превышать емкость двоичных счетчиков 1 и 2. Предельная частота тактовых имНа основе предлагаемого устройства может быть построен преобразователь кода СОК в позиционный код, например в двоичный. Для этого следует заменить (или дополнить) дешифратор 11 (или 12) преобразователем кода опорных чисел и двоичньй код с его выходов просуммировать с выход- ным кодом двоичного счетчика 1 (или 2), взятым с обратным знаком.

Ф.ормула и 3-обретения

Устройство для сравнения чисел, содержащее первый и второй двоичные счетчики, первый и второй элементы сравнения, элемент ИЛИ-НБ, первый и второй элементы И, тактовьй вход и

вход запуска устройства подключены к первому к второму входам первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого двоичного счетчика, отличающееся

Изобретение относится к автоматике и вычислительной т сникео Цель изобретения - расширение области прю4енения за счет возможности сравнения чисел в системе остаточных классов. Устройство для сравнения чисел содержит двоичные счетчики 1,2, элементы 3,4 сравнения, элементыИ5,6 и элемент ШШ-НЕ 7, две группы модульных счетчиков 15, 16, элемент НЕ 8, дешифраторы 9-12 и элементы ИЛИ 13, 14. В устройстве обеспечивается возможность сравнения чис, представленных в системе остаточных классов. Работа устройства происходит по методу досчета до опорных чисел и сравнения результатов досчета в модуль, ных и двоичных счетчиках. 1 нп.

30

35

пульсов на входе 20 определяется вре- 25 тем, что, с целью расширения области менек распространения сигнала в модульном счетчике 15 или 16, дешифраторе 9 или to и элементе И 5 или 6.

Процесс сравнения чисел в СОК можно ускорить, выбирая в качестве Р),.«,РК меньшие основания и уменьшая их число К. Однако при этом возрастает количество опорных чисел, из-за чего увеличивается сложность дешифраторов 11 и 12 и элемента 3 сравнения.

Если увеличить вдвое количество счетчиков и элементов сравнения, причем дополкителыше двоичные счетчики вклкиить в режим обратного счета, то быстрод ствие устройства возрастет по крайней мере вдвое, так как диапазон между двумя опорными числами будет просчитываться максимум до середины

Предлагаемое устройство способно сравнивать и двоичные числа, если их коды подавать на установочные входы модульных счетчиков 15.1-15,К и 16,1-16,К. При этом сигнал с выхода элемента Ш1И-НЕ 7 следует подавать на управлянаций вход второго элемента 4 сравнения либо отключать счетные входы остальных модульных счетчиков.

40

45

50

55

применения устройства за счет возможности сравнения чисел в системе остаточных классов, в него введены две группы по п модульных счетчиков, где п - число оснозаний в системе остаточных классов, четыре депшфра- тора, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем вход запуску устройства подключен к первому входу второго элемента И и через элемент НЕ - к первому входу элемента ИПИ-НЕ, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента сравнения, выход первого элемента И подключен к счетным входам модульных счетчиков первой группы, тактовый вход уст ройства соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с счетными входами второго счетчика и модульных .счетчиков второй группы, входы кодов ocTairKoB , первого и второго сравниваемых чисел подключены к входам соответствующих счетчиков первой и второй групп соответственно, выходы разрядов первого - К-го модульных счетчиков первой и второй групп, где К п, соединены с входами соответственно первого и второго дев1и й ато- ров, выходы которых подключены к третьим входам соответственно первого и второго элементов И и соответственно к второму и третьему входам элемента ШШ-НЕ, выходы разрядов

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сравнивать как .двоич1гые числа, так и числа в СОК.

0

5

5 тем, что, с целью расширения области

0

5

0

5

применения устройства за счет возможности сравнения чисел в системе остаточных классов, в него введены две группы по п модульных счетчиков, где п - число оснозаний в системе остаточных классов, четыре депшфра- тора, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, причем вход запуску устройства подключен к первому входу второго элемента И и через элемент НЕ - к первому входу элемента ИПИ-НЕ, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента сравнения, выход первого элемента И подключен к счетным входам модульных счетчиков первой группы, тактовый вход уст ройства соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с счетными входами второго счетчика и модульных .счетчиков второй группы, входы кодов ocTairKoB , первого и второго сравниваемых чисел подключены к входам соответствующих счетчиков первой и второй групп соответственно, выходы разрядов первого - К-го модульных счетчиков первой и второй групп, где К п, соединены с входами соответственно первого и второго дев1и й ато- ров, выходы которых подключены к третьим входам соответственно первого и второго элементов И и соответственно к второму и третьему входам элемента ШШ-НЕ, выходы разрядов

{ K+D-nJ-ro модульных счетчиков чены к выходам разрядов первого и первой и второй групп подключены к второго двоичных счетчиков, выходы входам соответственно третьего и чет- Меньше и Больвге которого соеди- вертого дешифраторов, которых нены с первьми входшш соответствен- соединены соответственно с инфор- но первого и второго элементов ИЛИ, мационными входами первой и второй вторые входы которых соединены с групп первого элемента сравнения, выходами соответственно Больше и выход Равно которого соединен с Меньше первого элемента сравнения, управляющим входом второго элемента ю выходы элемента ЮШ и выход Равно сравнения, информационные входы пер- второго элемента сравнения являются вой и второй групп которого подклю- выходами устройства.