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

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам сравнения двоичных чисел, и может быть использовано при реализации технических средств автоматики и вычислительных машин. Известно устройство для сравнения чисел, содержащее элементы И-НЕ 1. Недостатком этого устройства является его относительная сложность. Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство для срав нения двоичных чисел, состоящее из двух каналов сравнения, содержащих основные и вспомо гательные транзисторы и шины прямых и инверсных фаз сравниваемых чисел. При этом ко лектор каждого транзистора старшего разряда одного канала соединен с эмиттером транзистора младшего разряда того же канала и через р зистор - с базой транзистора младшего разряд другого канала, а шины прямой и инверсной фазы соответствующих разрядов сравниваемых кодов связаны с двумя другими резисторами, соединенными с базами транзисторов этих разрядов 2. Недостатком этого устройства является постоянное потребление энергии даже при отсутствии сравниваемых чисел и. необходимость использования прямых и инверсных шин сравниваемых чисел. Целью изобретения является уменьшение потребляемой энергии и сокращение числа внешних связей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из п поразрядных узлов сравнения, 2п элементов ИЛИ, причем первый и второй информационные входы каждого i-ro поразрядного узла сравнения, где i 1, 2, ..., п соединены с шинамиi-ro разряда первого и второго сравниваемых чисел соответственно, первый выход каждого i-ro поразрядного узла сравнения подключен к i-ому входу. 1-ге, (i+l)-ro, .....n-ro элементов ИЛИ, второй выход каждого 1-го поразрядного, узла сравнения соединен с i-ым входом (п + i)-ro, (п + i + 1)-го, ..., 2п-го элементов ИЛИ, каждый поразрядный узел сравнения содержит транзисторы, диоды и резисторы, причем первый информационный вход каждого узла соединены через первый диод с nejiBbiM управляющим, входом узла, а через первый резистор - с первым выходом узла, который через второй диод соединен с коллектором первого транзистора, эмиттер которого подключен к коллектору второго транзистора, база которого соединена через резистор с первым управляющим входом, второй информационный вход каждого узла подключен через третий диод ко второму управляющему входу узла, а через третий резистор - ко второму выходу узла, который через четвертый диод соединен с коллектором третьего транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором четвертого транзистора, база которого через четвертый резистор подключена ко второму заправляющему входу узла, база первого транзистора через пятый резистор соединена со вторым управляющим входом узла, а база третьего транзистора через щестой резистор подключена к первому управляющему входу узла, эмиттеры второго и четвертого транзисторов соединены с нулевой щиной устройства, первый управляющий вход каждого i-ro поразрядного узла сравнения подключен к выходу (i - 1)-го элемента ИЛИ, а второй управляющий вход каждого i-ro поразрядного узла сравнения соединен с выходом (п -I- i - 1)-го элемента ИЛИ. Схема устройства представлена на чертеже. Устройство содержит п поразрядных узлов сравнения Ii,l2, , 1ц 2п элементов ИЛИ , 2i, 22, ..., 2п , 2, , ..., 22.И , информационные входы 3i, 32, ..., Зу , 4i, 42, ..., 4 , выходные щины 5, 6, каждый поразрядный узел сравнения состоит из транзисторов 7-10, диодо 11-14, резисторов 15-20. Устройство работает следующим образом. Когда на информационные входы 3i, За, ..., 3ц , , 42, ..., 4 у, в прямом коде поступают сигналы нулевого уровня, на выходных шинах 5, 6 устройства отсутствуют сигналы, указывая тем самым, что сравниваемые числа равНы. При этом устройство практически не потребляет энер гии. Потребление энергии начинается с появлени ем сигнала единичного уровня в одном из разрядов сравниваемых чисел. Если на информационные входы 4j, 4i, 4з поступает, например, число 100, а на информаци ные входы 3,, 32, Зз поступает число 000, то сигнал единично1о уровня на входе 4 поступает через элемент ИЛИ 2 на вход 5 устройства, ука зывая тем самым, что число на входах 4 боль ще числа на входах 3. Одновременно сигнал со входа 4 через диод 11 и соответствующие резисторы 15, 17, 19 поступает на базы транзисторов 9 и 7, подготавливая их к открыванию, если на входе 3 появится сигнал, равный сигна 7у на входе 4. Если на входы 3 и 4 поступают равные числа, например, 100 и 100, то сигналы единичного уровня на входе 3) и 4, открывают транзисторы 8, 9, 10, 7 и на выходах 5 и 6 устройства отсутствуют сигналы, указывая тем самым, что сравниваемые числа равны. Если при сравнении чисел одно из них содержит единичный уровень в старщем разряде, например во втором разряде по входу 42, то сигнал единичного уровня через элемент ИЛИ 2 подготовит к открыванию транзистор 7 в младшем разряде второго числа. Таким образом, если в младшем разряде второго числа, например на входе 3i появится сигнал единичного уровня, то транзисторы 10 и 7 открываются и снимают сигнал единичного уровня со входа элемента ИЛИ 13. При этом только на выходе 5 устройства сохраняется сигнал единичного уровня. Предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа простотой схемного решения и экономичностью потребления энергии в связи с тем, что устройство потребляет энергию только в момент сравнения двоичных чисел, а также тем, что для сравнения чисел нет необходимости представлять их в прямой и инверсной фазе, используя для этого щины прямой и ин.версной фазы соответствующих разрядов сравниваемых чисел. Формула изобретения. Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее п поразрядных узлов сравнения, 2п элементов ИЛИ, причем первый и второй информационные входы каждого i-ro поразрядного узла сравнения, где 1, 2, ..., п соединены с шинами i-ro разряда первого и второго сравниваемых чисел соответственно, первый выход каждого i-ro поразрядного узла сравнения подключен к i-ому входу i-ro, (i + 1)-го, .,., п-го элементов ИЛИ, второй выход каждого i-ro поразрядного узла сравнения соединен с i-ым входом (п + 1)-го, (п + i +1)-го, ..., 2пго элементов ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребления энергии и сокращения числа внещних связей, в нем каждый поразрядный уэел сравнения содержит транзисторы, диоды и резисторы, причем первый информационный вход каждого узла соединен через первый диод с первым управляющим входом узла, а через первый резистор - с первым выходом узла, который через второй Диод соединен с коллектором первого транзистора, эмиттер которого подключен к коллектору второго транзистора, база которого соединена через резистор с первым управляющим входом, второй информационный вход каждого узла подключен через третий диод ко второму управляющему рходу узла, а через третий резистор ко второму выходу узла, который через четвертый диод соединен с коллектором третьего транзистора, змиттер которо го соединен с коллекторомчетвертого транзистора, база которого через четвертый резистор подключена ко второму управляющему входу узла, база первого транзистора через пятый резистор соединена со вторым управляющим входом узла, а база третьего транзистора через шестой резистор подключена к первому управляющему входу узла, эмиттеры второго и четвертого транзистора соединены с Нулевой щиной устройства, первый управляющий вход каждого i-ro поразрядного узла сравнения подключен к выходу (i - 1).го злемента ИЛИ. а второй управляющий вход каждого i-ro поразрядного узла сравнения соединен с выходом (п -f i - i).ro элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 63 J 914 кл. G 06 F 7/02, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 332457 л. G 06 F 7/00, 1965 (прототип).

±.

/f

I

в«