Устройство для сравнения двоичных чисел Советский патент 1977 года по МПК G06F7/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в качестве сравниваюахего элемента в устройствах обработки информации, в цифровых Бычислительиых машинах, в дискретных системах автоматического управления, измерения и контроля, в устройствах фоторегистрации процессов и др.

Известны устройства сравнения чисел, выполненные с механическими, электрическими и магнитными элементами, отличающиеся различной степенью экономичности, надежности, сложности и быстродействия.

Одно из известных устройств состоит из нескольких иараллельно соединенных цепочек, имеющих общую нагрузку. Каждая цеиочка содержит полевой транзистор, на базу которого поступают цифровые сигна,лы соотв.етствующих разрядов кода 1.

Другое известное устройство для сравнения двоичных кодов также выполнено на полуироводниковых элементах, в частности на единой полупроводниковой подложке металл-окисел - иолупроводниковая схема сравнения. Схема содержит последовательность логических элементов ИЛИ, каждый из которых сравнивает одиоименные разряды кодов, и логическую схему НЕ-ИЛИ, собирающую выходные сигналы схем сравнения разрядов 2.

Иаиболее близкое по техническому решению к изобретению Зстройство для сравнения двоичных чисел содержит два «-разрядных регистра, оптический блок совпадений, блок оценки результата сравнения и источник света 3.

Недостатками известных устройств для сравнения двоичных чисел являются их ограниченная скорость работы и сложность конструкции.

Цель изобретения - иовыщение быстродействия и упрощение устройства.

Это достигается тем, что в устройстве для сравиения двоичных чисел оптический блок

совнадеиий содержит двухиозициониые отражатели, неподвижные отражатели и миогопозиционный отражатель онроса, причем выход источника света оптически связан через соответствующие последовательно остановленные

двухиозиционный и неподвижный отражатели каждого разряда с отрал ;ающей поверхностью многопозиционного отражателя опроса, оптически связанной с .входами блока оценки результата, а управляющие входы нечетных и

четных двухиозиционных отражателей соединены с выходами соответственно первого и второго /г-разрядиых регистров.

На чертеже нредставлена принципиальная схема предлагаемого устройства для сравнеиия двоичных чисел.

Она содержит «-разрядные регистры 1, 2, оптический блок 3 совпадений, включающий в себя двухпозициониые отражатели 4, неподвижные отражатели 5 и многопозиционный отражатель 6 опроса; кроме того, устройство содержит блок 7 оценки результата сравнения и источник 8 света.

Двухпозициониые отражатели 4 могут находиться в исходном положении, когда угол со , либо в случае возбуждения управляющего входа в положении, отличающемся от исходного на некоторый угол , и в зависимости от положения - отклонять световые лучи, падающие на них на угол либо на угол .

М«огопозицио1нный отражатель 6 опроса, изменяя последовательно угол падения и отклонения падающих на него световых лучей, поочередно, начиная с лучей, соответствующих старщим разрядам, направляет их на блок 7 оценки результата сравнения.

Отражатель вопроса может находиться в исходном положении (угол ) либо в положении, отличающемся от исходного на некоторый угол (где , 1,...,п).

Блок 7 оценки результата сравнения осуществляет преобразование световых лучей в электрические сигналы и в зависимости от результата сравнения формирует и выдает команды «Больще, «Меньще, «Равно.

Устройство для сравнения двоичных чисел работает следующим образом.

В исходном положении во всех разрядах регистров 1 и 2 - низкие потенциалы, соответствующие, например, нулям (высокие потенциалы соответствуют единицам).

Исходное состояние двухпозиционных отражателей 4 таково, что лучи света от источника 8, попадая на двухпозиционные отражатели, отклоняются ими под углом РО и на выходе не обрабатываются, так как не попадают на неподвижные отражатели 5 и позиционный отражатель 6 опроса.

При записи в регистры 1 и 2 двоичных чисел, па управляющие входы иечетных двухпозиционных отражателей 4 с регистра 1 поступают сигналы, соответствующие значениям двоичных разрядов одного числа А, а на управляющие входы четных двухпозиционных отражателей 4 с регистра 2 подаются сигналы, соответствующие значениям двоичных разрядов другого В.

Двухпозиционные отражатели 4 двоичных разрядов одинакового порядка, в зависимости от значения поступающих сигналов, либо остаются в исходном положении wo, либо отклоняются от исходного положения на угол a-i, либо занимают положение взаимного несоответствия, когда одни двухпозициопные отражатели остаются в исходном положении ао, а другие отражатели одинакового порядка отклоняются на угол аь

В случае, если двоичные разряды одинакового порядка равны между собой и значения их сигналов, поитупающие на управляющие

входы двухпозиционных отражателей 4, равны нулю, то двухпозиционные отражатели двоичных разрядов одинакового порядка не изменяют своего исходного положения и лучи света, поступающие -на даиные отражатели, отклоняются ими под углом ро и на выходе не обрабатываются.

Когда двоичные разряды одинакового порядка равны между собой и значенпя их сигналов, поступающие на управляющие входы двухпозиционных отражателей 4, равны единице, то двухпозиционпые отражатели двоичных разрядов одинакового порядка отклоняются от исходного положения на угол cci, изменяя при этом направление лучей света, поступающих на данные отражатели, на угол PI и, попадая на неподвижные отражатели 5, отклоняются последними и приходят в соответствующие фокусы на отражателе 6 опроса под одинаковыми углами.

Если двоичные разряда одинакового лорядка не равны между собой и значения сигналов одних двоичных разрядов, поступающие на управляющие входы печетных двухпозиционных отражателей 4, равны нулю, а значения сигналов других двоичных разрядов, попадающие на управляющие входы четных двухпозиционных отражателей, равны единице, то двухпозиционные отражатели разрядов одинакового порядка занимают положение взаимного несоответствия, т. е. нечетные двухпозиционные отражатели остаются в исходном положении, изменяя при этом направление падающих на них лучей света на угол Ро, а четные двухпозиционные отражатели отклоняются от исходного положепия на некоторый угол аь изменяя при этом направление падающих на них лучей света на угол Pi.

Лучи света, отклоненные нечетными двухпозиционяьши отражателями 4 на угол ро, на выходе не обрабатываются. Лучи света, отклоненные четными двухпозионными отражателями 4 на угол PI, пройдя неподвижные отражатели 5, приходят в соответствующий фокус на отражателе 6 опроса под разными углами, начиная с лучей света, соответствующих старщим разрядам.

В следующем такте срабатывает многопозиционный отражатель 6 опроса и, изменяя последовательно угол падения и отклонения падающих на него световых лучей, поочередно, начиная с лучей, соответствующих старщим разрядам, направляет их на соответствующие входы блока 7 оценки результата сравнения.

В зависимости от того, из какого фокуса многопозицнонного отражателя 6 опроса световой луч проходит на соответствующий вход, блок 7 оценки результата сравнения формирует одну из команд: «Больще либо «Меньще.

Если в течение всего времени срабатывания многопозиционного отражателя опроса все лучи света, соответствующие разрядам одипакового порядка, поступали или не поступали одповременно на оба входа блока опенки результата сравнения, то последний формирует команду «Равны.

Формула изобретения

Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее два л-разрядных регистра, оптический блок совпадений, блок оценки результата сравнения и источник света, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и упрощения устройства, в нем оптический блок совпадений содержит двухпозиционные отражатели, неподвижные отражатели и многопозиционный отражатель опроса, цричем выход источника света оптически связан через соответствующие последовательно

установленные двухпозиционный и неподвижный отражатели каждого разряда с отражающей поверхностью многопозиционного отражателя опроса, оптически связанной с входами блока оценки результата, а управляющие входы нечетных и четных двухпозиционных отражателей соединены с выходами соответственно первого и второго п-разрядных регистров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии N° 24306, кл. 9717 Е 43, опублик. 1971.

2.Патент США 3604944, кл. 307-205, опублик. 1971.

3.Авторское свидетельство СССР № 43648, кл. G 06F 7/04, 1974.