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

Изобретение относится к оЬласти автоматики и вычислительной техники, в частности может быть использовано в цифровых системах контроля и обработки информа1ши. Известно устройство для сравнения чисел, содержащее триггеры, элементы И, ИЛИ-НЕ и выполняющее сравнение чисел по модулю, пред ставленных последовательным кодом, начиная со старших разрядов 1. Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет осуществлять выборку наибольшего или наименьшего из следующих одно за другим чисел или допусковый контрол чисел, заданных последовательными кодами. Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство, содержащее регистр сдвига, элементы НП, И, ИЛИ, триггеры, переключатель, вход регистра сдвига соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход с входом первого элемента НЕ, первым входом первого элемента И и первым входом вто рого элемента И, причем выход первого элеме та НЕ связан с первым входом третьего элемента И, выход второго элемента И - с первым входом элемента ИЛИ, первый вход четвертого элемента И соединен с входом второго элемента НЕ, вторым входом третьего элемента И и первым входом устройства, а выход - с вторым входом элемента ИЛИ, выход второго элемента НЕ подключен к второму входу первого элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом третьего элемента И и вторым входом устройства, первый вход первого триггера соединен с выходом первого элемента И, второй вход первого триггера - с вторым входом второго триггера и третьим входом устройства, а выход подключен к четвертому входу третьего элемента И и к четвертому контакту переключателя режима, первый вход второго триггера подсоединен к выходу третьего элемента И, а выход - к четвертому входу первого элемента И и к первому контакту переключателя режима, второй контакт которого соединен с пятым контактом и вторым входом четвертого элемента И, а третий контакт переключателя режима - с шестым контактом и вторым входом второго элемента И 2. 377 Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает допусков ый контроль чисел, заданных последовательными кодами. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет реализащ1и сравнения чисел с допусками. Цель достигается тем, что в устройство для сравнения чисел, содержащее триггеры, элементы И, ИЛИ, И-НЕ, регистр сдвига, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго злементов И-НЕ, первого, второго и третьего злементов И, первый вход управления устройства подключен ко второму входу первого злемента И и к первому входу четвертого злемента И, выход первого здемента И-НЕ соединен с третьим входом первого злемента И и со вторым входом четвертого элемента И, выход первого злемента И подключен к входу установки в единичное состояние первого триггера, выход четвертого злемента И соединен с входом установки в единичное состояние второго триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу треть его злемента И, к первому входу пятого злемен та И и к четвертому входу первого злемента И, инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом второго злемента И, с первым . входом шестого злемента И и с третьим входом четвертого злемента И, прямой выход второго триггера подключен к третьему входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого злемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего злемента И, а выход - к входу регистра сдвига, выход которого соединен с вторым входом первого злемента И-НЕ, с четвертым входом четвертого злемента И, с первым входом седьмого элемента И, с вторым входом пятого злемента Иу с вторым входом шестого злемента И, выходы пятого, шестого и седьмого элементов И подключены к третьему, четвертому и пятому входам первого злемента ИЛИ соответственно, второй вход управления устройства соединен с третьими входами третьего и шестого зле ментов И, третий вход управления устройства подключен к третьим входам второго и пятого злементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с первыми входами восьмого и девятого злементов И-НЕ,второй вход девятого элемента И подключен к информационному входу устройства, выходы восьмого и девятого элемен тов И соединены со входами установки в единичное состояние третьего и четвертого триггеров соответственно, инверсный выход третьего триггера подключен к трзтьему входу девятого злемента И а инверсный выход четвертого триг гера соединен с вторым входом восьмого злемента И, четвертый ьход управления устройства подключен к третьему входу восьмого злемента И и к четвертому входу девятого элемента И и к второму входу седьмого злемента И, дополнительно введен кольцевой сдвигающий регистр, причем его выход соединен с четвертым входом восьмого злемента И и с вторым входом второго злемента И-НЕ, а инверсные выходы третьего и четвертого триггеров подключены к первому и второму входамдесятого элемента И соответственно, выход которого соединен с первым входом второго злемента ИЛИ, прямые выходы второго и четвертого триггеров подключены к вторым входам одиннадцатого злемента И, выход которого соединен с вторым входом второго злемента ИЛИ, инверсные выходы первого и второго триггеров подключены к первому и второму входам двенадцатого злемента И соответственно, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ. Блок-схема устройства представлена на чертеже. .Устройство содержит регистр сдвига 1, кольцевой регистр 2, триггеры 3-6, элементы И 7-18, элементы ИЛИ 19, 20, элементы И-НЕ 21, 22, выходные шины 23, 24, 25, входы управления 26-30, информационный вход 31. Устройство работает следующим образом-. В исходном состоянии при выборке наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательными кодами (начиная со старших разрядов), регистр сдвига 1 свободен. Перед поступлением каждого из чисел триггеры 3, 4 устанавливаются в нулевое состояние сигналами по входу управления 30. Для выборки наименьшего из следующих друг за другом чисел на входе управления 27 задается единичный сигнал В период следования кода первого числа на информационный вход 31 устройства на входе управления 26 установлен нулевой сигнал, позтому сохраняется нулевое состояние триггеров 3, 4. Сигнал с инверсного выхода триггера 3 обеспечивает прохождение кода с информационного входа 31 через элементы И 8 и ИЛИ 19 на вход регистра сдвига 1, где он сохраняется до поступления кода второго числа, При поступлении кодов второго и последующих чисел на входе управления 26 устанавливается единичный сигнал. С приходом кода второго числа на выходе регистра сдвига 1 появляется код предыдущего числа. Код второго числа, поступающий на информационный вход 31, и код с выхода регистра сдвига 1 синхронно одноименными разрядами поступают на злементы И 7, 10, 21, где проводится их поразрядное сравнение. В случае, если одноименные разряды равнозначны, сигналы на выходах элементов И 7, 10 отсут577ствуют, триггеры 3, 4 сохраняют свое нулевое состояние и обеспечивают прохождение равнозначных разрядов через элементы И 8, 12 и ИЛИ 19 на вход регистра сдвига 1. Появление первой комбинации неравнозначных разрядов определяетКак меньшее то число, в котором по данному разряду следует О В случае, если в первой неравнозначной комбинации О соответствует коду с выхода регистра сдвига 1 и 1 - входному коду второго числа, то появляется сигнал на выходе элемента И 7. При этом триггер 3 устанавливается в единичное состояние и обеспечивает запрет дальнейшего прохождения ода второго числа через элемент И 8 и запрт анализа кодов элементом И 10. На вход регистра сдвига 1 проходит только код с выхода этого же регистра сдвига через элементы И 12 и ИЛИ 19. Если в первой неравнозначной комбинации I соответствует коду с выхода регистра сдви га 1 и О - входному коду второго числа, то появляется сигнал на выходе элемента И 10. При этом триггер 4 устанавливается в единичное состояние и обеспечивает запрет дальнейшего прохождения кода с выхода регистра сдвига 1 через элемент И 12 и запрет анализа кодов элементом И 7. На вход регистра сдвига 1 i проходит только входной код второго числа : через элементы И 8 и ИЛИ 19. В любом из описанных случаев на вход регистра сдвига 1 поступает код, соответствуюший меньшему числу. Таким образом, после сравнения первых двух чисел в регистре сдвига 1 хранится меньшее из них. При поступлении последуюших чисел, заданных последовательными кодами, процесс сравнения повторяется. В результате после прохождения всей последовательности чисел, заданных последовательными кодами, в регистре сдвига 1 будет наименьшее число. Для выборки наибольшего из последующие друг за другом чисел на вход управления 28 задается единичный сигнал. В этбм случае устройство работает аналогично описанному, за исключением того, что сигналы записи в регистр сдвига 1 поступают через элементы И 9, 11. После сравнения первых двух чисел в регистре сдвига 1 хранится большее из них. При поступлоши последующих чисел, заданных последовательными кодами, процесс сравнения повторяется. В результате после прохождения всей последовательности чисел, заданных последовательными кодами, в регистре сдвига 1 будет наибольшее число. Для сравнения чисел, заданных последователь ными кодами, с пределами измеряемых чисел, записанными в регистрах сдвига 1 и 2, на входы управления 26 ,29 должны быть поданы еди ничные сигналы. При этом код с выхода регистра сдвига 1 поступает через элементы И 15, ИЛИ 19 на вход этого же регистра сдвига, вследствие чего регистр сдвига I работает как кольцевой регистр сдвига. Код первого числа, поступающий на информационный вход 31 и код верхнего предела измеряемых чисел, поступающий с выхода регистра 1 синхронно одноименными разрядами поступают на элементы И 7, 10, И-НЕ 21, где проводится их поразрядное сравнение. Одновременно код первого числа и код нижнего предела измеряемых чисел, поступаюпдай с выхода кольцевого регистра сдвига 2, синхронно одноименными разг рядами поступают на элементы И 13, 14, И-НЕ 22, где проводится их поразрядное сравнение. В случае, если одноименные разряды равнознашы, сигналы на выходах элементов И 7, 10, 13, 14 отсутствуют. При этом триггеры 3, и 4 сохраняют свое нулевое состояние. Если первое число меньше нижнего предела азмеряемых чисел, то при появлении первой комбинации неравнозначных разрядов, поступающих на входы элементов И 13, 14 и И-НЕ 22, О будет соответствовать входному коду первого числа, а 1 - коду с выхода кольцевого регистра сдвига, вследствие чего на выходе элемента И 13 появляется единичный сигнал. При этом триггер 5 устанавливается в единичное состояние и обеспечивает запрет дальнейшего .анализа кодов элементом И 14. В результате на выходной шине 23 будет сигнал, означающий, что первое число меньше нижнего предела измеряемых Ш1сел. В случае, если первое число равно нижнему пределу измеряемых чисел, то после поступления первого числа триггеры 5, 6 будут в нулевых состояниях, вследствие чего на выходе элемента И 16 будет единичный сигнал. В результате на выходной шине 24 будет сигнал, означающий, что первое шсло в пределах измеряемых чисел. Если первое число больше нижнего предела, но меньше верхнего предела измеряемых чисел, то при появлении комбинации неравнозначных разрядов, поступающих на входы элементов И 13, 14 и И-НЕ 22 Г будет соответствовать входному коду первого числа, а О - коду с выхода кольцевого регистра сдвига 2, вследствие чего на выходе элемента И 14 появляется единичный сигнал. При этом триггер 6 устанавливается в единичное состояние и обеспечивает запрет дальнейшего анализа кодов элементом И 13. При появлении первой комбинации неравнозначных разрядов, поступающих на входы элементов И 7, 10, И-НЕ 21,, О будет соответствовать входному коду первого числа, а 1 - коду с выхода регистра сдвига 1, вследствие чего на выходе элемента И 10 появляется единичный сигнал. При этом триггер 4 устанавливается в единичное состояние и обесп чивает запрет дальнейшего анализа кодов элементом И 7. В результате на выходе элемента И 17, а следовательно, и на выходной шине 24 будет единичный сигнал. В случае, если первое число равно верхнему пределу измеряемых 4Hcejt, то после поступления первого гасла триггеры 3. 4 будут в нулевых состояниях, вследствие чего на выходе элемента И 18, а следовательно, и на выходной шине 24 будет единичный сигнал. Если первое число больше верхнего предела измеряемых чисел, то при появлении первой комбинации неравнозначных разрядов, поступающих на входы элементов И 1, 10 и И-НЕ 21, 1 будет соответствовать входному коду первого числа, а О - коду с выхода регистра сдвига 1, вследствие чего на выходе элемента И 7 появляется единичный сигнал. При этом триггер 3 устанавливается в единичное состояние и обеспечивает запрет дальнейшего анализа кодов элементом И 10. В результате на выходной шине 25 будет сигнал, означающий, что первое число больше верхнего предела измеряемых чисел. При поступлении последующих чисел, заданных последовательными кодами, сравнение с нижним и верхним пределами измеряемых чисел осуществляется аналогично. Формула изобретения Устройство для сравнения чисел, содержащее триггеры, элементы И, ИЛИ, И-НЕ, регистр сдвига, причем информационный вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, первого, второго и третьего элементов И, первый вход управления устройства подключен ко второму входу первого элемента И и к первому входу четвертого элемента И, выход первого элемента И-НЕ соединен с третьим входом первого элемента И и с вторым входом четвертого элемента И, вы ход первого элемента И подключен к входу установки в единичное состояние первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом установки в единичное состояние второ го триггера, инверсный выход которого подклю чен к второму входу третьего элемента И, к первому входу пятого элемента Инк четвертому входу первого элемента И, инверсный вы ход первого триггера соединен с вторым входо второго элемента И. с первым входом шестого элемента И и с третьим входом четвертого элемента И, прямой выход второго триггера подключен к третьему входу второго элемента И, выход когорого соедине 1 с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а выход - ко входу регистра сдвига, вьгход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, с четвертым входом четвертого элемента И, с первым входом седьмого элемента И, с вторым входом пятого элемента И, с вторым входом шестого элемента И, выходы пятого, шестого и седьмого элементов И подключены к третьему, четвертому и пятому входам первого элемента ИЛИ соответственно, второй вход управления устройства соединен с третьим входом третьего и шестого элементов И, третий вход управления устройства подключен к третьим входам второго и пятого элементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов И-НЕ, второй вход девятого элемента И подключен к информационному входу устройства, выходы восьмого и девятого элементов И соединены с входами установки в единичное состояние третьего и четвертого триггеров соответственно, инверсный выход третьего триггера подключен к третьему входу девятого элемента И, а инверсный выход четвертого триггера соединен с вторым входом восьмого-элемента И, четвертый вход управления устройства подключен к третьему входу восьмого элемента Инк четвертому входу девятого элемента И и ко второму входу седьмого элемента И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет реализации сравнения чисел с допусками, в него введен кольцевой сдвигающий регистр, причем его выход соединен с четвертым входом восьмого элемента И и с вторым входом второго элемента И-НЕ, а инверсные выходы третьего и четвертого триггеров подключены к первому и второму входам десятого элемента И соответственно, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, прямые выходы второго и четвертого триггеров подключены ко вторым входам одиннадцатого элемента И, выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, инверсные выходы первого и второго триггеров подключены к первому и второму входам двенадцатого элемента И соответственно, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 352274, кл. G 06 F 7/04, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 4863115. кл. G 06 F 7/04, 1974 (прототип,).