Устройство для сравнения двоичных чисел Советский патент 1979 года по МПК G06F7/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ даОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники к может быть применено в телеметрических устройствах контроля цифровых данньлх, получаемых с выходов преобра Известно устройство для сравнения двоичных чисел 1, представляющее с бой схему сравнения чисел, представленных последовательным,двоичным кодом. Это -устройство сравнения чисел состоит из триггера и элементов И. Недостаток этого устройства - ограниченная Область применения, С его помощью можно выявить только факт равенства чисел по всем разрядам. В тех случаях, когда необходимо сравнивать между собой числа с заданной точностью, это устройство не может быть использовано. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устрой ство, содержащее триггеры, последовательный сумматор,элемент неравноз ности,элементы И 2.Устройство обе печивает сравнениечисел с заданным допуском. Недостаток этого i cтpoйcтвa - невозможность сравнивать между собой числа, образующие замкнутое числовое кольцо, что имеет место, например, в преобразователях угол-код. Цель предлагаемого изобретения расширение диапазона кодов сравниваемых чисел за счет обеспечения сравнения чисел, заданных циклическим кодом. Для этого в устройстве информационные входы последовательного сумматора подключены к входным шинам сравниваемых чисел, прямой выход:последовательного сумматора соединен с первым входом устлновки в единичное состояние первого триггера, второй вход установки в еяиничное состояние которого подключен к выходу первого элемента И, соединенному с первым входом установки в нулевое состояние второго триггера, второй вход установки в нулевое состояние которого подключен к выходу второго элемента И, соединенному со входом установки в нулевое состояние первого триггера, инверсный выход последовательного сумматора подключен, ко входам установки в единичное состояние второго и третьего триггеров, инверсный и прямой выходы третьего триггера соединены сеютветственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к шине управления прямые выходы первого и второго триггеров соединены со входами элемента неравнозначности, а входы установки в нулевое состояние последовательного сумматора и третьего триггера подключ ны к шине начальной установки. Схема предлагаемого устройства при йедена на чертеже. Предлагаемое устройство для сравне ния двоичных чисел содержит последовательный сумматор 1, триггеры 2, 3 и 4j элементы И 5 и 6, элемент 7 нера нозначности, шину 8 синхронизации, ин формационные шины 9 и 10 первого и второго сравниваемых чисел, щину 11 начальной установки,шину 12 управлени дпя задания величины допуска сравнени и шину 13 управления опросом. При сравнении цифровых данных преобразователей угол-код преобразователи угол-код имеют замкнутую кодовую шкалу.и кодированные сектора наименьшего числа О и наибольшего числа (для п-разрядного двоичного кода) на кодирующих элементах датчиков угла располагаются рядом. Поэтому, сравнивая меящу.собой коды чисел О и , следует считать, что они отличаются одно от другого на единицу дискретности преобразователя угол-код, а не на , числа 1 и - на три единицы дискретности а не на и т. д. При сравнении чисел, получаемьк от преобразователей типа угол-код, следует учитывать наименьшую разность между числами в единицах дискретности по ,окружности кодирующего элемента преобразователя или,что одно и то же,на .им.еньшее. угловое расстояние в единидах дискретности между иодированными секторами чисел на кодирующих эле ментах преобразователей угол-код Предлагаемое устройство работает следующим образом. Перед .началом сравнения двух чисел Аи в, представленных двоичным после довательным кодом, по шине 11 началь ной установки следует импульсный сиг нал, который устанавливает тригг ер 4 в сосгояние О, а последователь .ный сумматор - в начальное состояние Непосредственна после этого сигнала, синхронно с тактовыми импульсами, сл дующими по шине 8, на входные шины 9 и 10 .лоступают последовательно, разряд за разрядом, начиная с младшего, коды сравниваемых чисел А и В. Число А поступает на неинвертированный, а число В - на инвертированный входы последовательного комбинационного су матора 1. В результате .сложения прямого кода числа А и обратного кода числа В на прямом выходе сумматора 1 формируется разность чисел А и В в о ратном двоичном коде, а на инверсном ыходе - инвертированное значение разности чисел. Могут встретиться три типа комбинаций цифр в разностях чисел: 1)в младших разрядах, до К-1-го включительно, имеются любые комбинации нулей и единиц, кроме комбинаций, Состоящей из всех единиц (нулей), а в старших разрядах - только нули (единицы);, 2)в младших разрядах до К-1-го включительно имеются любые комбинации нулей и единицы, кроме комбинаЦии, состоящей из всех единиц (нулей), а в старших разрядах - только единицы (нули); 3)во всех разрядах разности чисел содержатся только единицы. Если имеют место разности чисел t первого и второго типов,то после прохождения первых К-1 разрядов разности исел А и В триггер 4 под действием хотя бы одного сигнала 1,который , появится на инверсном выходе последовательного сумматора 1, будет установлен в состояние . В момент времени между прохождениями К-1-го, и К-го разрядов разности чисел следует по шине 12 импульсный сигнал, соответствующей . В этот мсмент времени на выходе элемента И 5 появится сигнал 1(т« к. на оба входа этого элемента поданы сигналы ), который установит триггеры 2 и 3 в состояние О. Если, начиная с К-го разряда разности на прямом выходе последовательного сумматора 1 будут следовать сигналы , то триггер 2 установится в состояние , а триггер 3 останется в состоянии О.После появления последнего cTapuierg. разряда разности чисел на выход последовательного сумматора;. 1поступает опрашивающий стробирующий сигнал по шине 13. Так как на логические входы элемента 7 неравнозначности поданы разные сигналы - сигнал 1 с выхода триггера 2 и сигнал О с выхода триггера 3, то на выходе элемента 7 неравнозначности появится сигнал , свидетельствующий оравенстве сравниваемых чисел с точностью до 2-1 единиц дисретности. Если, начиная с К-го разряда, на прямом выходе последовательного су2У1матора 1 будут следовать нули, то триггер 2останется в прежнем состоянии О, а триггер.3 изменит состояние О на . В этом случае триггеры.2 и 3 окажутся тоже в разных состояниях, следовательно, в момент прихода опрашивающего сигнала на выходе элемента 7 неравнозначности буд.ет сигнал . Если на выходах сумматора 1, начиная с К-го-разряда, в разности чисел будут и нули и единицы, т.е. разность чисел не отвечает требовани)м разностей первого и второго типов, то оба триггера 2 и 3 будут установлены в состояние и,следователь но, при опросе элемента 7 неравнозна ности на ее выходе,будет сформирован сигнал О, свидетельствующий 6 неравенстве чисел. При появлении на выходах сумматора разности чисел третьего типа, т.е при появлении всех единиц как в млад ших К-1 разрядах, так и старших, начиная с К-го в мсмент появления тактирующего сигнала триггер 4 окажется в состоянии О, так как после установки его в состояние О на. его вход установки в единичное состо ние поступали только сигналы О выхода сумматора 1 и сигнал i по .явится на выходе элемента И б. Этим сигналом триггер 2 будет установлен в состояние , а триггер 3 - в сос тояние О. Следующие (начиная с К-гр разряда) сигналы с прямого выхода последовательного сумматора равны . Поэтому они будут как бы подтверждать состояния триггера 2, а на вход триггера 3 будут поступать с выхода сумматора сигналы О , не изменяющие состояния триггера 3, Он останется в состоянии О. Таким образом, к моменту прихода опрашивающего сигнала триггеры 2 и 3 будут находиться в разных состояниях и на выходе элемента 7 неравнозначности появится сигнал . В том случае, если разность чисел в старших разряда не удовлетворяет требованиям разности чисел третьего типа, т.е. в старши разрядах разности содер51штся хотя бЬ ;один ноль, то это приведет к появлению сигнала Ч на инверсном выходе сумматора 1,которым будет измене но состояние тригерра 3 с нулевого на единичное. Поэтому к моменту опроса оба триггера 2 и 3 окажутся в состоянии и на выходе элемента 7 нера нозначности в момент опроса будет сиг нал О, что Свидетельствует о неравенстве чисел. По сравнению с известными устройс вами сравнения чисел предлагаемое устройство позволяет экономными средствами сравнивать с заданным-допуском между собой числа, которые входят в множество чисел, имеющих замкнутую числовую ось, как например, кодированные числа в преобразователях угопкод. Формула изобретения Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее триггеры, последовательный сумматор, элемент неравнозначности, элементы И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона кодов сравниваемых чисел за счет обеспечения сравнения чисел, заданных циклическим кодом, в нем информационные входы последовательного сумматора подключены к входным шинам сравниваемых чисел, прямойвыход последовательного.сумматора соединен с первым входом установки в единичное состояние первого триг:гера, второй вход установки в единичное состояние которого подключен к выходу первого элемента И, соединенному с первым входом установки в нулевое состояние второго триггера, второй вход.установки в нулевое состояние которого подключен к выходу второго элемента И, соединенному со входом установки в нулевое состояние первого триггера инверсный выход пос- ,. ледовательного сумматора подключен ко входам установки в единичное состояние второго и третьего триггеров, инверсный и прямой выходы третьего триггера соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к шине управления; прямые выходы первого и втс рого триггеров соединены со входами элемента неравнозначности, а входы установки в Нулевое состояние последовательного сумматора и третьего триггера подключены к шине начальной-установки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 485445, кл, G Об F 7/04, 03.01.74. 2.Авторское свидетельство СССР № 468237, кл, G Об F 7/02, 02.01.74