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

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в качестве сравнивающего элемента в устройствах обработки информации, в цифровых вычислительных машинах, в дискретных системах автоматического управления, измерениями контроля, в устройствах фоторегистрации процессов и др. Известны устройства сравнения чисел, выполненные с использованием механических, электрических магнитных, полупровод никовых и оптоэлектрсяных элементов, отли чающиеся различной степенью экономичност надежности, сложности, быстродействия и функциональных возможностей. По основному авт. св. № 57О894 известно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее два П -разрядных регистра, оптический блок совпадений, блок оценки результата сравнения и источник света. В этом устройстве оптический блок совпадений содержит двухпоэиционные отражатели, непоовижные отражатели и многопозиционный отражатель опроса, причем выход источника света оптически связан через соответствующие последовательно установленные двухпозиционный и неподвижный отражатели каждого разряда с отражающей поверхностью многопозиционного отражателя опроса, оптически связанной со входами блока оценки результата сравнения, а управляющие входы нечетных и четных двухпозиционных отражателей соединены с выходами соответствующего первого и второго П -разрядных регистров l, Недостатком устройства является невозможность определения в каких разрядах одинакового порядка сравниваемых чисел произошло несовпадение. Цель изобретения - повьпление точности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для сравнения двоичных чисел содержит блок определения разрядов несовпадения, вьшолненный в виде входного кодирующего элемента, связанного через собирающую линзу с входом фотопрн- емника, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого является электрическим входом блока определения разрядов несовпадения, вькод ключа связан с входом счетчика импульсов, вы™ ход которого является выходом блока опредачения разрядов несовпадения, оптиче окне входы которого связаны через много™ позиционный отражатель опроса с выходом Источника света, а электрический вход - соедин:ен с дополнительньп.ч выходом управления блока оценки результата сравнения, причем выход блока определения раэрядов несовпадения является дополнительным выходом устройства, На фиг 1 представлена принципиальная схема сравнения двоичных чисел; на фиг.2 схема блока определения разрядов несов-, падения. Устройство содержит ili -разрядные ра гистры 1 и 2, оптический блок 3 совпадения, содержащий двухпозиционные отражатели 4, неподвижные отражатели 5 и многопоанционный отражатель 6 опроса, кроме того, устройство содержит блок 7 оценки результата сравнения, источник 8 света и блок 9 определения разрядов несовпадения, которьоН содержит кoдиpyк щий элемент 1О, собираюшзто линзу 11, фотоприемник 12, ключ 13 и счетчик 14 им пульсов. Двухпозиционные отражатели 4 находя ся в исходном положении, когда угол oi - 0 . либо в случае возбуждения управлшощего входа, в положении, отли чшйщемся от исходного на некоторьй уго oL -oL , ив зависимости от папожения отклоняют световые лучи, падающие на ни на угол /Ь - р либо на угол /S Ь д Многопозиционный отражатель 6 опро- . са, изменяя последовательно утюл падения . и отклонения падающих на него световых лучей, поочередно, начго ая с лучей, соответствующих старщим разрядам, направля ет iiX на блок 7 оценки результата сравнения и на блок 9 определения разрядов несовпадения. Отражатель 6 опроса находится в исходном положении (yгoлj jg 0), либо в положении, отличающемся от исходного на некоторый угол (,...,п-1,м). Блок 7 оценки результата сравнения осуществляет преобразование световых лучей в электрические сигналы и в зависимости от результата сравнения формн;рует и выдает команды Больще, Меньще, Равно. Блок 9 определения разрядов несовпадения принимает световой луч контроля, поступающий поочередно на информационные оптические входы, прерьтает этот луч и образовывает из него световую, а затем и электрическую импульсные послеповательности, синхронные поступлению световых лучей разрядов одинакового поряпка на блок 7 оценки результата сравнения. Далее, блок 9 определения разрядов несовпадения считает эти импульсы и по получении на вход управления команды запрета, с блока 7 оценки результата сравнения о неравенстве сравниваемых разрядов, выдает команду на индукцию числа сосчитанных к этому моменту импульсов, соответствующего разряду, в котором произошло несовпадение. Прерьшание светового луча контроля осуществляется синхронно с посылкой на блок 7 оценки результата сравнения све- товых лучей, соответствующихсравниваемь№л разрядам, поэтому счет импульсов производится в моменты времени, в которые сравниваются разряды одинакового порядка. Блок 9 определения разрядов несовпадения выполнен в виде кодирующего элемента 10, осуществляющего прием, Прерьшание светового луча и образование из него импульсной последовательности, собирающей линзы 11, фотоприемника 12, ключа 13 и счетчика 14 импульсов. EJ качестве кодирующего элемента 10, осуществляющего прием, прерывание светового луча контроля и образование из него световой импульсной последовательности может быть использована пластина с отверстиями, количество которых равно количеству пар сравниваемых разрядов. Далее световые импульсы фокусируются собирающей лш13ой 11 в один фокус, совпадающий со входом фотоприемника 12, которым импульсы света преобразуются в электрические нмпульсы, поступающие че- . рез ключ 13 на вход счетчика 14 импульсов. Заполнение счетчика 14 продолжается до получения команды запрета о неравен- стае сравниваемых разрядов, поступающей с блока 7 оценки результата сравнения. По приходу такой команды ключ 13 запрещает прохождение электрических импульсов на вход счетчика 14. Счетчик 14 останавливается и блок 9 определения разрядов несовпадения выдает команду на индикацию числа сосчитанных импульсов, соответствующего разряду в произощло несовпадение. Устройство для сравнения дво1гчнь1Х чи сел работает следующим образом. . В исходном состоянии во всех;разрядах регистров 1 и 2 имеются низкие потенциалы, соответствующие, например, нулям (высокие потенциалы соответствуют единицам). : Исходное состояние двухпозщиоЕшых -,отражателей 4 таково, что лучи света от источника 8 света, попадая на двухпозиционные отражатели 4, отклоняются ими под утлом |b(j и на выходе не обрабатыва ются, так как не попадут на неподви а1ые отражатели 5 и многопозиционный отражатель 6 опроса. Исходное состояние многопозицион- ного отражателя 6 таково, что световой луч контроля от источника 8 света не поступает на информационные оптические входы блока 9 определения разрядов не- совпадения и но обрабатываются. При записи в регистры 1 и 2 двоичных чисел, на управляющие входы нечетных двухпозиционных отражателей 4 с регистра 1 поступают сигналы, соответствующие значениям двоичных разрядов одного числа А, а на управляющие входы четньк двухпо зиционньк отражателей 4 с регистра 2 по ступают сигналы, соответствующие значениям двоичных разрядов другого числа В, Двухпозиционные отражатели 4 двоичны разрядов одинакового порядка, в зависимости от значения поступающих сетналов либо остаются в исходном положении обд , либо отклоняются от исходного по ложения на угол о , либо займут положение взаимного несоответствия, когда одни Двухпозиционные отражатели 4 останутся в исходном положении о , а дру гие Двухпозиционные отражатели 4 од(ша- нового порядка отклоняются на угол d, . В случае, если двоичр1ые разряды одинакового порядка равны между собой и значения их сигналов, поступающие на управляющие входы двухпозиционных отражателей 4 равны О, то Двухпозиционные отражатели 4 двоичных разрядов одинакового порядка не изменят своего исходного положения и лучи света, поступающие на данные Двухпозиционные отражатели 4, отклоняются ими под углом и на вы ходе не обрабатываются. В случае, если двоичные разряды одина кового порядка равны между собой и значения их сигналов, поступающие на управляющие входы двухпозиционньк отражателе 4 равны 1,то Двухпозиционные отражател 4 двоичных разрлдов одинакового порядка ОТКЛОНЯТСЯ от исходного положения на угол 0, , изменяя при этом направление лучей света, поступающих на данные Двухпозиционные отражатели 4, на угол ji и, попадая на неподвижные отражатели 5, отклоняются последними и придут в соответствующие фокусы на отражатели 6 опроса под одинаковыми углами. В случае, если двоичные разряды одинакового порядка не равны меж,:1у собой и значения сигналов одних двоичных разрядов, поступающие на управл$пощие входы нечетных двухпозиционных отражателей 4 равны О, а значения сигналов других двоичных разрядов, поступающие на управляющие входы четньк двухпозиционных отражателей 4 равны 1, то Двухпозиционные отражатели 4 разрядов одинакового порядка займут положение взаикшого несоответствия, т.е. нечетные Двухпозиционные отражатели 4 останутся в исходном положении, изменяя при этом направление подающих на них лучей света на угол (Ь, а четные Двухпозиционные отражатели 4 отклоняются от исходного положения на некоторый }тол (Xj , изменяя при этом направление падающих на них лучей света на угол (Ъ . Лучи света, отклоненные нечетными двухпозидионньая отрахсателями 4 на угол fbg , на выходе обрабатьтаться не будут. Лучи света, отклоненные четными двух- позиционными отражателями 4 на угол Ь, , пройдя неподвижные отражатели 5 придут в соответствующий фокус на отражателе 6 опроса под разньми углами, начиная с лучей света, соответствующих старшим разрядам. В следующем такте срабатьгоает мно- гопозиционный отражатель 6 опроса и, изменяя последовательно угол падения и отклонения падающих на него световьк лучей, поочередно, начиная с лучей, соответствующих старшим разрядам, направляет их на соответствующие аходы блока 7 оценки результата сравнения, а световой луч контроля - на информационные оптические входы блока 9 определения разрядов несовпадения. В зависимости от того, из какого фокуса NiHoronosimnoHHoro отражателя 6 опроса световой луч придет на соответствующий вход, блок 7 оценки результата сравнения сформирует одну из команд Больше либо Меньше, а блок 9 определения разрядов несовпадения вьгдает команду на индикацию числа сосчитанных к этоко моменту и тульсов, СООТЕЮТСТВ ТО- щего разряду, в котором произошло несовпадение. 775 Если в течение всего времени срабатывания многопозицнонного отражателя 6 «фоса все лучи света, соответствующие разрядам одинакового порядка, поступали или не поступали одновременно на оба входа блока 7 оценки результата сравнения, то последняя фopмиpyeт команду Равны. Формула изобретения Устройство для сравнения двоичных чисел по авт. св. № 570894, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно дсятолнительно содержит блок определения разрядов несовпадения, вьтолненный в виде входного кодирующего элемента связанного через собирающую линЗУ с входом фотоприемника, выход которо7го соединен с первым входом ключа, второй вход которого является электрическим входом блока определения разрядов несовпадения, выход ключа связан с входом счетчика импульсов, выход которого является вькодом блока определения разрядов несовпадения, оптические входь которого связаны через многопозкционный отражатель опроса с выходом истошика света, а электрический вход - соединен с дополнительным выходом управления блока оценки результата сравнения, причем выход блока определения разрядов несовпадения является дополнительным вькодом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 570894, кл, (тОб Р 7/04, 1975 (прототип). Кur/