Устройство для определения экстремального из п чисел Советский патент 1980 года по МПК G06F7/04 

Изобретение относится к области автоматики и вьиислительной тахники и может быть использовано для сравнения двоичных чисел, представленных последовательным кодом. Известно устройство для сравнения кодов двух чисел, представленных последовательными кодами, содержащее эпементы И, ИЛИ и триггер Щ. Однако такое устройство позволяет сравнивать только два числа. Наиболее близким техническим рещег нием к изобретению является устройство содержащее п узлов, сравнения, элемент И-НЕ, полусумматор и регистр, причем выходы всех узлов сравнения соединены со входами элемента И-НЕ 3. Недостатком этого устройства является невысокая скорость вьтолнения операции сравнения. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Эта цель достигается тем, что в пред ложенном устройстве информационные ахо ды каждого узла сравнения соединены с. входными шинами устройства, первые и вторые управляющие входы узлов сравнения подключены к первой и второй управляющим шинамустройства, а входы синхронизации - к шине тактовьгх сигналов. Выход элемента И-НЕ соединен с третьими управляющими входами узлов сравнения и с первым и вторым входами полусумматора, выход которого подключен к информационному входу регистра, вход синхронизации которого соединен с шиной тактовых сигналов, а вход установки в нулевое состояние - со второй управляющей шиной. Третий и четвертый входы : полусумматора подключены к первой управляющей шине. Каждый узел сравне ния СОСТОИТ из полусумматора, злеманта запрета, D -триггера, элемента И-НЕ. В каждом узле, сравнения первый и второй входы полусумматора соединены с информационным входом, третий и четвертый аходы полусумматора подключены к первому управляющему входу, а выход

В:Ц:« :лХ«м,1Й1 :и:Й«. I 72 ко входу управпения элемента запрета и к первомувходу элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходом узла сравнения, первый информационный вход элемента запрета соединен с третьим ; управляющим входом узла сравнения, а выход - с информационным аходом D -три гера, вход синхронизации которого под клйчен ко входу синхронизации узла срав ненйя вход установки в нулевое состояние D -триггера соединен со вторым управ ляющим входом, а выход - со вторым информационным аходом элемента эапре та и со вторым входом элемента И-НЕ, Функциональная схема устройства изображейа на чертеже,, Устройство содержит п узлов сравн ния 1. - 1, элемент И-НЕ 2, полусумматор 3, регистр 4, Каждый узел сравйения состоит из --полусумматора 5, элемента запрета 0, D -триггера 7 и элемента И-НЕ S. Устройство имеет информационные шины 9 -, 9, управляющие щины 10, 11 и шину тактовых сигналов 12, Устройство работает следующим обра зом, В режиме определения Hangjonbjuero числа на управляющую шину 10 подаетс высокий потенциал. На выходах всех D -триггеров 7 и регистра 4 по сигн лу на управляющей шине устанавливаетс высокий потенциал. После этого на вход устройства подаются последовательные коды чисел, синхронизируемые тактовыми импульсами, старшими разрядами впе ред по информационным щинам 9г В каждом такте на выходах полусумматора 5 появл5потся значения i -го разряда соответствующих чисел. Они поступают на входы соответствующих элементов запрета 6 и элементов И-НЕ 8 каждого узла сравнения. Если в первом TiaKTe значение старшего разряда всех чисел равно нулю, то на выходах всех элем;ентов И-НЕ 8 появляются единицы, а на выходах элементов И-НЕ 2 - нулевой сигнал1 закрывающий элементы запрета 6, В этом случае t геры 7 не измен5пот своего состояния, а в регистр 4 через полусумматор 3 в старший разряд запйсьгоается нуль. Если в первом такте значение старцгего разряда всех чисел не равно нулю, то на выходе элемента И-НЕ 2 появляется единичный потенциал. При этом единицы появляются на тех выходах элементов запрета, на входах которых в данном 4 такте имеются нули. При этом переключаются в нулевое состояние соответствующие t) -триггеры 7 по заднему фронту тактового импульса и нулевой сигнал с их выходов поступает на входы соответствующи-х,элементов запрета б и элементов И-НЕ 8. При этом на выходах этах элементов запрета б во всех последующих тактах будут йули, а на выходах элементов И-НЕ. 8- - единицы, С выхода элемента 2 единица через полусумматор 3 записывается в старший разряд регистра 4,; . В следу1ощем такте если значение второго разряда все.х чисел, соответстВующие триггеры которых остались в исходном состоянии, равны нулю, на выходе элемента И-НЕ 2 появляется нулевой потенциал, и в регистр 4 на второй разряд наибольщего числа записывается нуль. Если же значение второго разряда всех чисел, соответствующие триггеры которых остались в исходном состоянии, не равны нулю, то в нулевое состояние переключаются те В -триггеры, на входах соответствующих им элементов, запрета б которых имеются нули, . Едйничньй потенциал с выхода элемента И-НЕ 2 через полусумматор 3 записывается во второй разряд регистра 4, В последующих тактах устройство работает аналогично. В каждом акте при равенстве i -го разряда всех чисел нулю в регистр 4 записьюается Нуль. В противном случае в регистр 4 записьшается единица,и переключа10тся в нулевое состояние те D-трир геры, в -ых разрядах соответствующих им чисел которых имеются нули, В следующих тактах с выходов элементов И-НЕ 4, соответствующих этим числам, поступают нули, В результате после поступления на устройство младшкх разрядов сравниваемых. Чисел в регистре 4 содержится наибольшее число, В режиме определения наименьшего числа на управляющую шину 10 подается низкий потенциал. При этом на выходах полусумматоров 5 будут инверсные коды сравниваемых чисел. Наибольшее . из них в действительности является наименьшим. При записи в регистр 4 оно инвертиру втся с помощью полусумматора 3, В результате в регистре 4 содержится наименьшее число. При равенстве вс@к чисепВ -триггеры 7 остаются в первоначальном состоянии, поэтому для определения. равенства достаточно выходы

D -триггеров 7 подключить на CKet совпадения.

Использование устройства позволяет повысить быстродействие операции сравнения п чисел за счет параллельного вьшблнения сравнения в каждой канале.

Формула изобретения

входу, а выход - ко входу управления элемента запрета и к первому нходу элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходом узла сравнения, первый информа1хионнь1й аход элемента запрета соединен с третьим управляющим входом узла сравнения, а выход - с информационным аходом D -триггера, аход синхронизации которого подключен ко входу синхронизации узла сравнения, вход уста-, новки в нулевое состояние D -триггера соединен со вторым управляющим аходом, а выход - со вторым информационным аходом элемента запрета и со вторым аходом элемента И-НЕ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР № 234ООЗ кл. Q 06 7/04, 35 30.04.61 (прототип).