Устройство сравнения двух п-разрядных двоичных чисел Советский патент 1976 года по МПК G06F7/04 

1

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам сравнения двоичных чисел.

Известны устройства сравнения двух а-разрядных двоичных чисел, содержащие ячейки поразрядного сравнения и пирамидально соединенные ярусы ячеек рравнения К-разрядных кодов 1.

Недостатком известных устройств является малое быстродействие,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство сравнения двух А -разрядных двоичных чисел, содержащее п ячеек поразрядного сравнения, каждая с двумя входами и двумя вьпсодами, и пирамидально соединенные ярусы ячеек сравнения К-разрядных кодов, каждая с двумя группами по К входов и двумя выходами. Входы ячеек поразрядного сравнения подключены ко входам устройств ва, а выходы ячейки сравнения Кнразрядных кодов последнего яруса соединены с вЫ ходами устройства 2.

Недостатком этого устройства является также невысокое быстродействие. Это ев зано с тем, что для построения ячеек поразрядного сравнения и ячеек сравнения Кразрядных кодов необходимы двухступенные схемы с задержкой 2Т , где t время задержки одного логического элемента,

Целью изобретения является увеличение быстродействия устройства сравнения. Это достигается тем, что в J -ой ячейке сравнения К- разрядных кодов первого яруса I -ьш вход первой группы входов подключен к первому выходу ( J - 1) + lj-ой ячейки поразрядного сравнения, а i -ый вхо второй группы входов - ко второму выходу той же ячейки, в J -ой ячейке Пт-го яруса I -ый вход первой группы входов соединен с первым выходом K(J - 1) + tj-ой ячейки сравнения К-разрядных кодов ( га- 1)-г яруса, а I - ый рход второй группы входов - со вторым выходом той же ячейки. Кроме того, каждая ячейка сравнения К-раэрядных кодов состоит из элемента И-ИЛИ--НВ, содержащего К элементов И и элемент И-НЕ, причем i -ый вход первой группы входов ячейки соединен с i -ым элементом И, а 1 -ый вход второй группы входов ячейки - с i. ьгм, { L + l}-.biMj.,.s К-ым элементами И и элементом И-НЕ, а выход элемента И-ИЛИ-НЕ подключены ко второму выходу ячейки сравнения, выход элемента И-НЕ - к первому выходу ячейки сравнения. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства сравнения; на фиг. 2 - схема ячейки сравнения К-разрядных кодов. Устройство сравнения двух П -разрядных двоичных чисел содержит П ячеек поразрядного сравнения 1, каждая с двумя входами и двумя выходами, и пирамидально соединенные ярусы ячеек сравнешш 2 К, разрядных кодов, каждая с двумя группами по К. входов и двумя выходами. Входы ячеек 1 поразрядного сравнения подключены ко входам устройства, а выходы ячейки сравнения 2 К-разрядных кодов последнего яруса соединены с выходами устройства, В j -ой ячейке сравнения 2 К-разрядньос кодов первого яруса L -и вход первой группы входов подключен к первому выходу к ( J - 1) + I -ой ячейки поразрядного сравнения 1, а i -ый вход второй гру пы входов - ко второму выходу той же яче ки. В J -ой ячейке 2 гт -го яруса L -ый вход первой группы входов соединен с первые, выходом к ( J 1) + ij-ой ячейки сравнения 2 К.-разрядных кодов ( Гп -1)-г яруса, а i. -ый вход второй группы входовсо вторым выходом той же ячейки 2. Кроме того, каждая ячейка сравнения 2 К-разрядных кодов состоит из элемента И-ИЛИ ИЕ 3, содержащего К. элементов И 4-7 и элемент И-НЕ 8, причем L -ый вход первой группы входов ячейки 2 соединен с . -ым элементом И 4-7, а i -ый вход второй группы входов ячейки 2 - с i -ым, { i .1) -ым,,,..К-ым элементами И 4 7и элементом 8, а выход элемента И-ИЛИ-НЕ 3 подключен ко второму выходу ячейки сравнения 2, выход элемента И-НЕ 8- к первому выходу ячейки сравнения 2. Устройство работает следующим образом На вход устройства подаются два h -раз рядных двоичных числа А и В, которые пос тупают на вход ячеек поразрядного сравнения 1. На первом выходе ячеек поразрядно го сравнения 1 вырабатьтается функция 1 a-Bj где а BJ- значения i -ых разрядов исходных чисел. На втором выходе ячеек поразрядного сравнения 1 вьфабатывается функция с а в;; Из полученных функций cj dj в ячей ках сравнения 2 К-разрядных кодов первого яруса вырабатываются соответственно на первом и втором входах следующие функпин;... d (1) C. .......) На последующих четных ярусах вырабатьта1Еотся на первом и втором вьгходах ячеек сравнения 2 Кг разрядных кодов следук. щие фугжции: S. °j ,c,D,,,.... кО;) На нечетных ярусах (кроме первого) вь рабатываются на первом и втором выходах ячеек сравнения К-разрядных кодов 2 следующие ф}Т1КЩ1и; °J --6, Cj. D,,.....D,.D,... (6) Выражения (1), (3) и (5), а также (2), (4) и (6) идентичны по форме, поэтому и схемы, их реализующие, одинаковы. На выходах ячейки сравнения 2 К-разрядных кодов последнего яруса вырабать ваются функции D ( или Y)K С ), о.пре деляюшие результат сравнения исходных чисел в соответствии с таблицей. Быстродействие предложенного устройства сравнения увеличивается вдвое без увеличения количества оборудования. Экономия оборудования достигается при этом за счет того, что при выработке функщш не требуется дублирование ячеек сра&нения для формирования парафазных сигналов {пр51мьгх и инверсных). Формула изобретения 1. Устройство сравнения двух п-разрядных двоичных чисел, содержащее п ячеек поразрядного сравнения, каждая с двумя входами и двумя выходами, и пирамидально соединенные 5фусы ячеек сравнения К-раэрядных кодов, каждая с двумя группами по К. входов и двумя выходами, входы ячеек поразрядного сравнения подключены ко входам устройства, а выходы ячейки сравнения К-рязрядных кодов последнего яруса °.53 соединены с выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в J --ой ячейке срав нения К-разрядных кодов первого яруса 1-ый вход первой группы входов подклю- чек к первому выходу К ( J 1) + ой яче ки поразрядного сравнения, а L -ый вход второй группы входов ко второму выходу той же ячейки, в j -ой ячейке m -го яруса L -ый вход первой грзгапы входов соединен с nepBbEv выходом ГК ( J -1) + + г.З-ой ячейки сравнения К-разрядных кодов (m-l)-ro яруса, а L -ый вход второй группы входов - со вторьпуг выходом той ж ячейки. 2, Устройство по п. 1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждая ячейка сравнения

Фи. i К-разрядных кодов состоит из элемента И-ИЛИ-НЕ, содержащего К эле;-.еито1з элемент И-НЕ, причем 1-ый вуод лервой группы входов ячейки сэединеи с i-ым элементом И, а 1-ый вхэц второй группы входов ячейки - с 1-ым. { L +1),.,., К-ым элементами М и элегиентом , а выход элемента И-ИЛИ-НЕ; подключен кэ второму выходу ячейки сравнения, выход элемента И-НЕ - к первому вььчоду яче; ки сравнения. Источники информации, принятые вэ внимание при экспер7-изе: 1,Карцев М- А. Арифметика шгфровых машин, 1969, стр. 33S-343. 2.Гаврилов Ю. В., Пучко А. Н. Арифметические устройства быстродействую11П х ЭЦВДАЧ Сов.рацио, 1970, стр. 251.