Устройство для выделения экстремального из -разрядных двоичных чисел Советский патент 1980 года по МПК G06F7/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств для выделения экстремального числа из совокупности чисел. Известно устройство для сравнения чи сел, содержащее регистры сдвига, инверторы, вентили сброса и логические элементы И, ИЛИ 1 . Недостатком этого устройства являетс малое быстродействие, так как в устройстве выполняется последовательное сравнение чисел. Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для выделения экстремального из П tTi -разрядных двоичных чисел, содержащее m п -входовых элементов ИЛИ, п т-разрядньк регистров, по tn трехвходовых элементов И и одному m -входовому элементу ИЛИ на каждое из двоичных чисел, причем прямьге выходы регистров поразрядно соединены со входами п -входовых элеменюв ИЛИ, инверсные выходы каждого регистра соединены с первым входом соответствующих элементов И, второй и третий входь которьк поразрядно соединеИз с шинами управляющих сигналов н с выходами п -входовых элементов ИЛИ соответственно, выходы которых подключены к соответствующему выходу устройства, а выходы Элементов И каждого регистра соединены со входами m -вхо- довых элементов ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующему выходу устройства 2 . Недостатками такого устройства является низкое быстродействие, так как выделение экстремального числа в устройстве производится за m тактов. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для выделения экстремального из п m -разрягщых ДВОИЧНЫХ чисел, содержащее п m -разря1шых регистров на триггерах, выходы триггера каждого. i -го разряда i -го регистра, где t-l,2,..,m ,j l,2,...n соединены с информаиионными входами ( xj)-ro узла анализа, первый выход каждого {( XJ)-го узла .анализа соединен с } --ым входом -го элемента ИЛИ первой г{эуппы, второй выход каждого {ixj).-ro узла анализа подключен к j -ому JiXOAy ( -го элемента ИЛИ второй группы, введено П дополнительных триггеров группы элементов И-НЕ, группа элементов ИЛИ, причем выход каждого { -го элемента ИЛИ первой группы соединен с первым входом -го элемента И-НЕ группы, с i -ым информациОННЬПУ выходом устройства и с первым уп равляющим входом i -ьрс узлов анализа, выход каждого 1 -го элемента ИЛИ вто рой группы подключен ко второму входу { -го элемента И-HEj группы, третий выход каждого (( х j )-го узла анализа соединен с i -ым входом j -го элемен. та ИЛИ третьей группы, выход каждого j -го элемента ИЛИ третьей группы под ключей ко входу установки в нулевое состояние j -го дополнительного триггера, прямой выход каждого j -го дополнитель ного триггера соединен с J -ым выходом управления устройства и со вторым управляющим входом j -ых узлов анализа, выход каждого i -го элемента И-НЕ группы подключен к первому входу i -го элемента И группы, выход каждого из ко торых соединен с третьим управляющим входом (i+l)-bix узлов анализа и со вторым входом (i+l)-ro элемента И группы, вход угфавления устройства подключен ко входу первого элемента И группы и к третьим управляющим входам узлов анализа первых разрядов всех регистров и тем, что в нем узлы анализа состоят из трех элементов И, причем первые вхо ды первого и второго элементов И соединены с первым управляющим входом узла а их вторые входы - с информационными входами узла, выход первого элемента И подключен к первому выходу узла, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и со вторым выходом узла, второй н третий входы тре тьего элемента И подклкнен ко второму и третьему управляющим входам узла, а вы ход третьего элемента И соединен с третьим выходом узла. Блок-схема устройства представлена н чертеже. Устройство содержит П регистров, выполненных на триггерах I,, , 1,2 . ...j-( Jt поразрядных узлов анализа 2(| , 2,...2 7 6 2 22 22ni hl оо каждый 21 -по з которых состоит из элементов 3-5 И, группу изт элементов ИЛИ 6, б2,„., группу из п элементов 7|, 7g , ...7 ИЛИ И дополнительных триггеров 8|, 82, ... 8f, группу из m элементов 9j,...92 , ИНЕ,..,9|7, , группу изт элементов lOj, lOj,..ДОЖИЛИ, группя из m элементов 11, llj, ...11тп И, вход 12 управления, информациоьшые выходы 13| , 132,...13{-,, выходы 14j , 142,...14 управления. Код экстремального числа формируется на выходах 13, а код номеров регистров, содержащих экстремальное число на выходах 14. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии в триггеры 1 регистров записаны двоичные числа, а триггеры 8 82 -...Sn находятся в нулевом состоянии,. Совокупность сравниваемых чисел задается путем установки соответствующих триггеров 8j в единичное состояние. При подаче на вход 12 управления единичного уровня производится поразрядный анализ сравниваемых чисел. Если в первом разряде чисел имеется и О и 1, то через элементы 3 и 4 И узлов анализа Ij; на группу элементов Ю ц 6 ИЛИ поступают единичные сигаа- лы. На выходе элемента 9j -И-НЕ будет сформирован нулевой сигнал, которым закрывается элемент 111 И, Через элементы 5 И узлов анализа и 7 ИЛИ, относящиеся к тем регистрам, в первом разряде которых записан О, единичный сигнал поступает на входы установки в нулевое состояние соответствующих триггеров 8 . Элементы 4 и 3 И соответствующих узлов анализа закрываются,и единичный сигнал будет только на выходе элемента 10 j ИЛИ. На выходе элемента 9 И-НЕ формируется единичный сигнал, по которому открывается элемент 111 И. Далее производится анализ следующего разряда оставшихся сравниваемых чисел. Если же в первом разряде сравниваемых чиселсодержатся только нулевые коды или только единичные, то на выходе элемента 9 И-НЕ будет единичный сипшл, который Ьткрь вает элемент 11; И, следовательно, в этом случае сразу производится анализ второго или последующих разрядов. После того, как все разряды сравниваемых чисел будут проанализированы, на выходе элемента 11,, И фс мируется единичный уровень. При этом на выходах 13(, 132,... 13 содержится код экстремального числа, а на выходах 14., 14. код номеров регистров содержащих экстремальное число, , Устройство по сравненшо с известным обладает более высоким быстродействием так как выделение экстремального числа в предлагаемом устройстве производится за один такт работы, в то время как в известном - за m тактов. Кроме того, при одинаковом значении 4 -го разряда оста шихся сравниваемых чисел в устройстве производится сразу анализ (f+l)-ro и т.д разрядов чисел. Устройство позволяет вы делять экстремальное число из любого множества записанных чисел, причем ре- гистры, в которые- записаны числа, не по павшие в число сравниваемых как экстремальных, не гасятся. Это позволяет использовать содержимое регистров в следу ющем такте работы без предварительной перезаписи чисел. Формула изобретения 1. Устройство для выделения экстремального ИЗПГТ7 -разрядных двоичных чисел, содержащее п m -разрядных регистров на триггерах, выходы триггера каждого -го разряда -го регистра, где 1,2, ...m,j 1,2,... п соединены с инфорк1ационными входами (-j xj )-го с узла ана- лиза, первый выход каждого ( xj)-ro узла анализа соединен с j -ым входом -i -го элемента ИЛИ первой группы, вто рой выход каждого И х j) -го узла анализа подключен к j -ому входу { -го элемента ИЛИ второй группы, отличающееся тем, что, с целью повышени быстродействия в него введено Г| допогь. нительных триггеров группы элементов И-НЕ, И, группа элементов ИЛИ причем выход каждого f -го элемента ИЛИ первой группы соединен первым входом i -го элемента И-НЕ группы, с ч -ым информационным выходом устройства а с первым управляющим входом i -ых узлов анализа, выход каждого -го элемента ИЛИ втодоЪ группы подключен ко второму входу ; -го элемента И-НЕ группы, третий выход каждого {lxj)-ro анализа соединен с t -ым входом j-го элем§нта ИЛИ третьей группы, выход каждого - j -го элемента ИЛИ третьей группы подключен ко входу установки в йулевое состояние j -го дополнительного триггера, прямой выход каждого j -го дополнительного триггера соединён с j -ым выходом управления устройства и со вторым управляющим входом j -ых узлов анализа, выход каждого 4 -го элемента И-НЕ группы подключен к первому входу i -го элемента И группы, выход каждого из которых соединен с третьим утфавляюшим входом (t+1)-ых узлов анализа и со вторым входом (i + l)-ro элемента И группы, вход управления устройства подключен ко второму входу первого элемента И группы и к третьим управляющим входам узлов анализа первых разрядов всех регистров. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, в нем узлы анализа состоит из трех элементов И, причем первые входы первого и второго элемента И соединены с первым управляющим входом узла , а их вторые входы - с ннформационными входами узла, выход первого элемента И подключен к первому выходу узла, выход элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и со выходом узла, второй « третьего элемента И подключены ко второму и третьему уара&плющим входам узла, а выход третьего элемента И соединен с третьим выходе узла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 285347, кл. Q-O6 F 7/ОО, 12.О5.68. 2.Авторское свидетельство СССР NO 514291, кл. (506 7/02, 27.12.73 (гфототип).

079