Устройство для определения разности Советский патент 1980 года по МПК G06F7/50 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств цифровых следящих систем, в которых числа защаны в виде число-импульсного кода. Известны устройства для определе ния разности двоичных чисел l и 2 Однако такие устройства определяют разность чисел, представленных в ви де парсшлельното двоичного кода. Наиболее близким аналогом является устройство для определения разности, содержащее реверсивный сче чик, узел распределения входных сиг налов, выполненный на элементах И и ИЛИ, и дешифратор, входы которого подключены к выходам разрядов счетчика, а выходы - к входам установки нуля всех разрядов счетчика, кроме знакового и младшего, входы узла рас пределения входных импульсов подключены к шинам первого и второго чисел, управлякдцие входы - к выходам знакового разряда счетчика, а выходы ко входам счетчика 3 . Недостатком устройства является его сложность. Целью изобретения является упро.щение устройства. Для достижения поставленной цели в устройстве для определения разности, содержащем счетчик, элементы И и ИЛИ, причем прямой и инверсный выходы знакового разряда счетчика подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, а вход счетчика подключен к входу первого элемента ИЛИ, входы первого элемента ИЛИ подключены соответственно к шинам первого и второго чиселj входы второго элемента ИЛИ подключены к выходу первого элемента И и первой управляющей шине, а выход второго элемента ИЛИ - к счетным входам всех разрядов счетчика, вторые входы первого и второго элементов И подключены ко второй управляющей шине, выход второго элемента И подключен к счетному входу младшего разряда счетчика. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит счетчик 1, элементы И 2, 3 и ИЛИ 4, 5, шины первого и второго чисел 6 и 7, управляющие шины 8 и 9, по которым поаются сигналы окончания первого и второго чисел соответственно, выходная шина знака разности Ч 10, выходная шина знака разности .

Шины первого л второго чисел б и 7 подключены ко вкодс1м элемента ИЛИ 4, выход которого подключен ко входу счетчп;с-:.1 1, прямой и инверсный выходы знакового разряда которого подключены ко уходам элементов И 2 / и 3 соответственно, другие входы которых подключены к уг равляюа ей шине 9 устройства. Входы элемента ИЛИ 5 подключены к выходу элемента И 2 и упранлякядей шине -8 устройства. Выход элемента ИЛИ 5 подключен к счетным входам всех разрядов счетчика 1 Выход элемента И 3 подключен к счетному входу младиюго разряда счетчика 1. Выходные шины знака разности )- н - подключены к выходам элементов И 2 к 3 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Пусть необходимо определить разность двух двоичных чисел А и В, заданных в виде чксло-импульсного кода Вначале расст ютрчм случай, когда Перед началом поступления чисел А н В счетчик 1 установлен в нулевое состояние, благодаря чему элемент И 2 открыт прохождения через него с шины 9 импульса окончания второго числа, а И 3 -закрыт.

Первое число А с шины б проходит через элемент ИЛИ 4 на счет-чика 1.

В результате этого в п разрядах счетчитса 1 будет записано число Д в виде п-разрядного параллельного двоичного кода. После окончания числа А по шине 8 поступает импульс, свиде1ельствующий об окончании числа А. Этот импульс через элемент ИЛИ 5 поступает на счетные входы всех (п+1 разрядов счетчика и переворачивает их в противоположное состояние. В результате этого н п разрядах счетчика 1 окажется записанным число ()-А, а (п+1)-ый (знаковый) разряд окажется в единичном состоянии (при этом предполагается, что длительность импульсов на шинах 8, 9 превышает сумму задержек в первых п разрядах счетчика 1, T.e. t.;j, где задержка импульса переноса в одном разряде счетчика 1,

После этого на вход счетчика 1 с шины 7 через элемент ИЛИ 4 проходит число В.

Поскольку для рассматриваемого случая , то в п разрядах счетчика 1 записанньом число ()А+в. Для случая будет записано число 1, т.е. есе п разрядов счетчика 1 окажутся в единичном состоянии. .

После окончания числа В на шину 9 поступает импульс,свидетельствующи

об его окончании.Поскольку (п + 1)-ь1й разряд счетчика 1 после прохождения числа В остался в единичном состояни то данный импульс проходит через элементы п 2, ИЛИ 5 на счетные вх-оды всех (п+1) разрядов счетчика 1, переворачивая их в противоположное состояние.В результате этого(п+1)-ый (знаковый) разряд счетчика 1 окажетс в нулевом состоянии, а в п разрядах счётчика 1 оказывается записанным число ( 1)- (2-1)-А+в А-Б, т.е. разность чисел А и В. Кроме того, импульс с выхода элемента И 3, поступая на шину 10, свидетельствует о положительном знаке полученной разности.

Теперь рассмотрим случай, когда в сравниваемых числах .Как и ранее, предполагаем, что перед поступлением чисел на вход устройства все п+1, разрядов счетчика 1 установлены в исходное нулевое состояние.

После поступления на вход устройства числа А с шины б и импульса окочания этого числа с шины 8 в п разрядах счетчика 1, как в ранее рассмотренном случае, окажется записанным число ()-А, а (п+1)-ый (знаковый разряд счетчика 1 перевернется в единичное состояние.

После поступления на вход устройства числа В, поскольку В А с выхода п-го разряда счетчика 1 появится /импульс переноса, который, пройдя на вход (п-Ы)-го разряда счетчика 1, венет его в исходное нулевое состояние При этом в первых п разрядах счетчика 1 оказывается записанным число ( 1)--А+В-2 В-А-1. Импульс окончания числа В с шины 9 проходит через открытый в этом случае элемент И 3 на счетный вход первого (младшего) разряда счетчика 1, добавляя к числу, записанному в п разрядах счетчика 1, единицу. Таким образом в п разрядах счетчика 1 будет записано число В-А-1+1 В-А. Кроме того, импульс с выхода элемента И 3, поступая на шину 11, свидетельствует об отрицательном знаке полученной раз. нести.

Данное устройство является значительно проще известного вследствие того, что вместо реверсивного счетчика в нем использован суммирующий счетчик, а также.отсутствуют узел распределения и дешифратор.

Так, в частности, при необходимости определения разности (7-10)разрядных двоичных чисел и реализаци устройства для определения разности на микросхемах серии 133 данное устройство требует для своей реализации на 30% меньше элементов, чем известное.

Формула изобретения

Устройство для определения разности, содержащее счетчик, элементы И и ИЛИ,.причем прямой и инверсный выходы знакового разряда счетчика подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, а вход счетчика подключен к выходу первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, входы первого элемента ИЛИ подключены соответственно к шинам первого и второго чисел, входы второго элемента ИЛИ подключены к выходу первого элемента И и первой управлякндей шине, а выход

второго элемента ИЛИ - к счетным входам всех разрядов счетчика, вторые входа первого и второго элементов И подключены ко второй управляющей шийе, выход второго элемента И подключен к сметному входу младшего разряда счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авхорское свидетельство СССР 434410, кл, G 06 Т 7/385, 1972

2.Авторское свидетельство СССР 450166, кл. G 06 F 7/385, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 541165, кл. G 06 F 7/04,1973 (прототип) .