Устройство для сравнения двоичных чисел Советский патент 1980 года по МПК G06F7/04 

Изобретение относится к области авто матики и вычислительной тахники и может быть использовано при реализации технических средств цифровых сист.ем контроля и обработки информации. Известно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее элементы И, ИЛИ, триггеры, регистры, схемы сравнения l . Недостатком этого устройства является относительная сложность и ограниченные функционал ьные возможности,так как оно не позвсшяет производить сравнение чисел с учетом знака. Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее элементы И, ИЛИ, триггер, регистр накапливающий сумматор, элементы задержки, группы элементов И 2 . Недостатком этого устройства являются .ограниченные функциональные возможности, так как оно может использоваться только для сравнения модулей двоичных чисел. Отрицательные двоичные числа и числа с разными знаками не могут сравниваться с помощью этого устройства сравнения. Целью изобретения является расшире- .ние функциональных возможностей устройства путем реализации сравнения чисел с учетом И.Х знаков. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем р&гистр, накапливмощий сумматор, группь элементов И, элементы ИЛИ, элемент И, триггеры, элементы задержки, дешифратор, причем щина начальной установки соедин&на со входом установки в нулевое состояние первого триггера и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, прямой и инверсный выходы первого триггера подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с первой шиной управлени54 информационные входы регистра соединены с информационной шиной устройства,выход первого элемента

ИЛИ подключен к управляющему аходу регистра, первая группа выходов которого i соединена с первыми входами первой Группы элементов И, вьрсоды которых подключены.к первой группе информади- 5 Чэнньк входов накапливающего сумматора , вторая группа выходов регистра соединена с первыми входами второй группы элементов И, выходы которых подклю ены ко i . второй группе информационньавходов на ю капийвающего сумматора, первый и второй выходы Которого соединены с первыми дходами третьего и четвертого элементов И соответственно, выходы третьего и четвертого элементов И подключены-ко в. 15 дам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входо л пятого элемента И, вь1ход которого подключен ко йторому входу второго элемента ИЛИ, вьгход которого соединен с управляющим 20 входом накапливающего сумматора, второй вход пятого элемента И подключен через первый элемент задержки к первому входу четвертого элемента ИЛИ, выход ко- .торого соединен со вторыми входами вто- 25 рой группы элементов И и через второй элемент задержки с первым входом пятого, .элемента ИЛИ, вторымВХОДОМ первого .элемента ИЛИ и входом установки в едишчнов состояние первого-триггера, выход пятого элемента ИЛИ соединен со нходом устаНовки в нулевое состояние второго триг гера, вход установки в единичное состоя ние которого подключен к шине задания знаков, прямой выход второго триггера . ; соединен с первыми входами дешифратора И шестого элемента И, выход которого подключен ко входу установки в единичное состояние .третьего триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторым и третьим входами дешифратора, шина начальной установки подключена ко /второму входу пятого элемента ИЛИ и к .первому в,ходу шестого элемента ИЛИ, ....,,. второй вход которого соединен с вьгходом седьмого элемента И, а вьгход - со вхогдом установки в нулевое состояние треtbero триггера, инверсный вькод второго триггера подключен к четвертому вхо ду деши4 атора, вторая и третья шины о управления соединены с пятым и шестым входами дешифратора, первый выход де шифратора подключен ко второму входу четвертого элемента И и к первому входу восьмого элемента И, второй выход 55 дещифратора соединен с первым входом девятого элемента И и со вторым входом третьего элемента И, третий и четвертый деши атора подключены

к первым аходам седьмого и десятого элементов И, выходы восьмого и девятого элементов И соединены со входами седьмого элемента ИЛИ, выход ксхгорого подключен ковторьпч входам первой группы элементов И и через третий элемент задержки ко второму входу пятого элемента И, выход седьмого элемента И соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ и через четвертый элемент задержки подключен к первому входу восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И а выход - со вторым входом шестого элемента И и со вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход десятого элемента И подключен к третьему входу пятого элемента ИЛИ и к третьему входу первого элемента ИЛИ, вьгход первого элемента И соединен со вторыми входами седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И,

Функциональная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство .содержит регистр 1, накапгшваюший сумматор 2, группы элементов И 3, 4, элемеоты ИЛИ 5,6,7,8,9,10 11,12, элементы И 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, триггеры 23, 24, 25, элементы задержки 26,27,28,29, дешифратор 30, шину начальной установки 31, шины .управления 32,33,34, информадионные шины 35, шину задания знаков 36

Устройство работает следующим образом.. - .

При записи сравниваемых чисел в регистр 1 и накапливающий сумматор 2 сигнал установки исходного состояния устройства поступает на шину начальной установки 31 и устанавливает регистр 1, накапливающий-сумматор 2, триггеры 23, 24, 25 в нулевое состояние. Модули сравниваемых чисел поступают по информационной шине 25 в параллельном илипоследовательном кодах в зависимости от типа источника сравниваемых чисел. Знаки сравниваемых чисел Поступают по .щинё задания знаков 36.

Модуль первого числа записьшается в регистр i, а его знак в триггер 24. Сигнал сброса, поступающий после первого числа на шину управления 32 через элемент И 19, управляемый инверсным выходом триггера 23, и элементы ИЛИ 9,7 поступает на группу элементов И 4, открьюает их. При этом модуль числа перезапись1вается из регистра 1 в накапливающий сумматор 2 в прямом коде. Кроме этого, сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 поступает на элеменгг И 20 и знак первого числа перезаписывается в 25, Модуль второго числа поступает по и формациочной шине 35 в регистр 1, а его знак с шины задания знаков 36 запи сьтается в триггер 24, Сигнал сброса с шины управления 32 через зле1дент И 18 поступает на элементы И 17, 16, 21, 2 При этом на одном из выходов этих эле ментов в зависимости от то.го, какой из НИ.Х будет открыт сигналом, вьодаваемым дешифратором 30, появится сигнал, обеспечивающий в каждом цикле сравнения работу устройства сравнения модулей. Де шифратор знаков 30 дешифрирует сигналы поступающие с триггеров 24, 25 и с шин управления 33, 34. При выборе наибольшего числа, если сравниваются положительные числа, то дешифратор знаков вырабатьюает сигнал, который поступает на элемент И 17, Если второе двоичное число окажется больше и равно первому числу, записанному в накапливаюш.ем сумматоре 2, то триггер его знакового разряда будет в единичном состоянии, так как сигнал сбро са, поступающий после второго числа на шину управления 32, перезаписывает второе число в накапливаюцщй сумматор 2 в обратном коде, где образуется обратный код суммы сравниваемых чисел. Высокий уровень единичного выхода знакового триг гера сумматора 2 подается на элемент И 13 и далее через элемент ИЛИ И на один из аходов элемента И 15. Сигнал сброса через элемент задержки 27, эле- менты И 15, ИЛИ 5 поступает на шину сброса накатвдиваютего сумматора 2 и очищает.его. Этот же сигнал через элемент задержки 28 и элемент ИЛИ 7 поступает на группу элементов И 4, пере письтает второе бол.ьшое число в прямом коде в накапливающий сумматор 2 и через элемент задержки 26 и элемент ИЛИ 6 очищает регистр 1. ЕСЛИ второе двоичное число окажется меньше первого, то триггер знакового разряда сумматора будет в нулевом с6сто Гянии. В этом случае элемент И 13 закрыт, поэтому разность двух чисел - первого и .второго сохранится в накапливающем сумматоре 2, таккак сигнал сбро- са не поступит на шину сброса суммато ра. Этот сигнал через элементы задержки 27, 28 и элемент ИЛИ 7 откроет группу элементов И 4, При этом к разности первого и второго числа прибавит-. Си прямой код второго числа и первое большее .число будет восстановлено в сук маторе, При выборе наименьшего числа из пойоЖитепьньос чисел, если BTibpoe двоичное чиспо окажется меньше первого, то знакового разряда накапливйющего сумматора 2 будет в нулевом состоянии, элемент И 14 окажется открытым и разрешающий сигнал через элемент ИЛИ 8 будет подан на элемент и 15. Сигнал сброса, поступающий с вьгхода схемы ИЛИ 12 через элемент задержки 27, элемент.И 15, ИЛИ. 5 поступит на шину сброса нанакливающего сумматора и очищает его. Этот же сигнал ч ер элемент задержки 28 и элемент ИЛИ 7 поступит на группу элементов И 4 и через элемент задержки 26 н элеМент ИЛИ 6 на шику сброса регистра 1. При этом в накагьливающий сумматор 2 перезаписьшается рторое число в прямом коде и очищает регистр 1. Если второе двоичное число больше и равно первому числу, то триггер знакового разряда сумматора 2 буДет в единичном .состоянии. В этом случае элемент И 15 закрыт, поэтому разность двух чисел - первого и второго - сохранится в сумматоре 2, так как сигнал сброса не поступит на шину сброра сумматора. Этот сигнал/через элемент задержки 27,- 28 и элемент ИЛИ 7 откроет группу элемейтов И 4. При этом к разности первого и второго чисел, записанных в накаппива- ющем сумматоре 2, прибавится прямой код Второго чисйаипёрЬоё меньшее число будет восстановлено в накапливающем сумматоре. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 7 через элемент задержки 26, ИЛИ 6 очищает регистр, подготавливая его к Приему первого числа.. Аналогично работает устройство при сравнении чисел с отрицательными и разными знаками./. Ф о р мул и 3 6 б р е т е н и я Устройство для сравнения двоичных чиел, содержащее регистр, накапливающий умматор, группы элементов И, элементы ЛИ, элементы И, триггеры, элементы , дешифратор, причем шина наальной установки соединена со ахрдом становки в нулевое состояние первого риггера и с первыми входами первого и торого элементов ИЛИ, прямой и инверньй выходы первого триггера подключены k nepBbiM входам п ё|5бЬго и B bpbrd эле-ментов И соответственно, вторые входы которых соединены с первой шиной управления, информационные аходы регистра соединены с информационной шиной устрой-гства, выход первого элемента ИЛИ под- ыйочен к управляющему входу регистра, первая группа выходов которого соединена с первыми входами первой Группы элементов И, Ььгкойы которых подключены к первой группе иш})ормационных аходов накаплив.ающегЪ сумматора, вторая группа выходов регистра собдинена с первыми аходами второй группы элементов И, вььхоДы которых псДключены ко второй группе информационных &ходо6 накапливающего сумматбра, первьй и второй выходы .которого соединены с первыми входами третьего, и четвертого элементов И соответственно, выходы третьего и четвертого элементов И подключены ко в.ходаМ третьего элемента ИЛИ, выхоД которого CoeSHSeH с пёрвым вхЬд6м пятого эпемента И, вьгход которого подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с управляющим вхо хом накапливающего сумматора, второй ёход пятого элемента И подключён через Первый злямент задержки к первому вхо- ду четвертого элемента ИЛИ, вькод которого соединен со вторыми входами второй группы элементов И и через второй элемент зад ер жйирпёрвьгИ входомпятого элемента ИЛИ, вторым входом первого элемента ИЛИ и входом установки в еди HWHoe состояние первого триггера, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширений функциональных всхзможностэй путём-реализации сравнениячисёл с учетом их знаков, в нем выход пятого элемента ИЛИ соединен со входом установки в нулевое состояние второго триггера, ВХОД установки в единичное состбяние Которого подключен к шине задания знаков, прямой вьгход второго триггера соединен с первыми входами дешифратора и шестого элемента И, выход которого подключен ко аходу установки в единичное состоя.ние 74 8 третьего триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми и третьим входами дешифратора, шина начальной установки подключена ко второму аходу пятого элемента ИЛИ и к первому В.ХОДУ шестого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом седьмого элемента И, а вьгход - со входом установки в нулевое состояние третьего триг гера, инверсный выход второго триггера подключен к четвертому ахоДу дешифратора, вторая и третья шины управления соединены с пятым и шестым входами дешифратора, первый выход дешифратора подключен к второму входу четвертого элемента И и к первому входу восьмого элемента И, второй выход дешифратора соединен с первым входом девятого элемента И и со вторым входом третьего элемента И, третий и четвертый выходы дешифратора подключены к первым входам седьмого и десятого элементов И, выходы восьмого и девятого элементов И соединены со входами седьмого элемента ИЛИ, вьгход которого подключен ко вторым входам первой группы элементов И и через третий элемент задержки ко второму входу пятого элемента И, вьгход седьмого элемента И соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ и через четвертый элемент задержки подключен к первому входу восьмого элемента ИЛИ, второй аход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход- со сторым входом .шестого. элемента И и со вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход десятого элемента И подключен к третьему входу пятого элемента ИЛИ и к третьему входу первого элемеета ИЛИ, выход первого элемента И соединен со вторыми вхбдами седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И. , Источники информации, принятые во внимание приэкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 466508, кп. О 06 F 7/04, 1971. 2,Авторское свидетельство СССР по заявке ч 2358610/18-24, О4.О5.76.