Устройство для сравнения двоичных чисел Советский патент 1981 года по МПК G06F7/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относитсяк автоматик и вычислительной технике и предназна чено для сравнения чисел, представленных параллельными кодами. Известно устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее формирова тели результатов сравнения, отдельных разрядов сравниваемых кодов и последовательные цепи логических элементов И-НЕ (ЙЛИ-НЕ) fl. Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, обусловленное наличием в каждой из после довательных цепей не менее 2п элементов И-НЕ (ИЛИ-НЕ) , где п -число сравниваемых разрядов, и сложность, обусловленная наличием в последовательных цепях по крайней мере, четы рёх логических элементов на каждый сравниваемый разряд. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее У последовательно соединенных ячеек, каждая из которы состоит из элементов И-НЕ, причем первые входы первого и второго элементов И-НЕ каждой i-и ячейки, где i -1,2..., п соединены с шной i -г .разряда первого числа, а первый вхо третьего элемента И-НЕ и второй вход второго элемента И-НЕ каждой i -и ячейки подключен к шине I-го разряда второго числа, в каждой i -и ячей--. ке выход второго элемента И-НЕ соединен с вторыми входами первого и третьего элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И-НЕ, а выход третьего элемента И-НЕ соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов у-НЕ-, выходы пятого и седьмого элементов И-НЕ подключены к вторым входам четвертого и шестого элементов И-НЕ соответственно, вторые эходы пятого и седьмого элементов каждой I-и ячейки соединены с выходами шестого и четвертого элементов И-НЕ (|-1)-й ячейки 2. Недостатком этого устройства является низкое быстродействие. Цель изобретения - упрощение и повышение быстродействия устройства . Эта цель достигается тем, что н устройстве для сравнения двоичных чисел, содержащем п поразрядных узлов сравнения, где п -число разрядов в сравниваемых числах и (п+1) узлов переноса, причем каждый i-ый поразрядный узел сравнения, где i-1,2,... п состоит из трех элементов И-НЕ, первые входы первого и второго элементов И-НЕ соединены -с входом i-ro разряда первого числа, устройства второй вход первого элемента И-НЕ и первый вход третьего элемента И-НЕ подключены к входу i-ro разряда второго числа, устройства выход первого элемента И-НЕ., соединен с вторыми входами второго и третьего элемен тов И-НЕ, выходы которых подключены к первому и второму выходам i то поразрядного узла сравнения соответственно, каждый J-ый узел переноса, где ,2..(n +1)состоит из двух элементов И-НЕ, пряч&л выход первого элемента И-НЕ j -го узла переноса соединен о первым входом первого эле мента И-НЕ(+1)-го узла переноса, выход второго элемента И-НЕ j -го узла переноса подключен к первому входу второго элемента И-НЕ (J+l)-ro узла переноса, первый выход каждого К-го поразрядного узла сравнения, где ,4,...2 , р#п соединен с вторыми входами первого элемента И-НЕ К-го узла переноса и второго элемента И-НК (к+1)-го узла переноса,второй выход К-го поразрядного узла сра нения подключен к вторым входам второго элемента И-НЕ К-го узла переноса и первого элемента И-НЕ (К+1)-го узла переноса, первый выход (К+1).-го поразрядного узла сравнения соединен с третьими входами второго элемента И-НЕ {К+1)-го узла переноса и первого элемента И-НЕ (К+2)-го узла nepe-j носа, второй выход (К+1)-го поразряд ного узла сравнения подключен к третьим входам первого элемента И-НЕ (К+1)-го узла переноса и втсчрого эле мента И-НЕ (К+2)-го узла переноса, первый выход первого поразрядного уз ла сравнения соединен с первым входо второго элемента И-НЕ первого узла переноса и с третьим входом первого Элемента И-НЕ второго узла переноса, второй выход первого поразрядного уз ла сравнения подключен к первому входу первого элемента И-НЕ первого узла переноса и к третьему входу вто рого элемента И-НЕ второго узла пере носа, вторые входы первого и второго элементов И-НВ первого узла переноса соединены с входами перекосов устройства. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство содержит поразрядные .узлы 1-f , Ig. 1з--1|1 сравнения, каждай из которых состоит из элементов И-НЕ 2-4, узлы 5, 5 f 5, ,..,5у,, 5v14-, переноса каждый из которых сос тоит из элементов И-НЕ б и 7, входы 8 и 9 переносов, выходы 10 и 11 входы 12,, ...12у,, 13 13h. сравниваемых чисел. Устройство работает следукнцим -обоаэом. Поразрядные узлы 1, l,... сравнения при равенстве чисел в разряде образуют единичные уровни на первом и втором своих выходах. При соотношении кодов, когда соответствующий разряд первого кода меньше (больше) данного разряда второго кода, на первом выходе поразрядного узла сравнения образуется единичный (нулевой) уровень, а на втором выходе - нулевой (единичный) урсдаень, определяемые свя зями элементов И-НЕ 2-4. Результат сравнения двух кодов определяет первое неравенство в. разрядах, начиная со старших разрядов. При наличии неравенства в одном из разрядов, начиная со старших разрядов сравниваемых кодов, на соответствующем выходе поразрядного узла 1 сравнения данного разряда, появляющийся нулевой уровень блокирует поступление результата сравнения со стороны младших разрядов по обоим эле ментам И-НЕ б и 7 узла 5 переносов. В результате -этого именно данный разряд определяет на выходах 10 и 11 результата сравнения двух кодов. В связи с тем, что в любом конкретном устройстве число фиксировано т.е. четно или нечетно, то и на выходах устройства при равенстве сравниваемых кодов формируется однозначный результат. Формула изобретения Устройство для сравнения двоичных чисел, содержагцее п поразрядных узлов сравнения, где п - число разрядов в сравниваемых числах и (п+1) узлов переноса , причем каждый i-ый поразрядный узел, сравнения где ,2,... п состоит из трех элементов И-НЕ/ первые входы первого и второго элементов И-НЕ соединены с входом i-ro разряда первтого числа, устройства второй вход первого эп&лввта. И-НЕ и пераый вход третьего элемента И-НЕ подключены к входу i-ro разряда второго числа, устройства выход первого элемента И-НЕ соединен с вторыми входами второго и третьего элементов И-НВ, выходы которых подключены к первому и второму выходам i-го поразрядного узла сравнения соответственно, каждый j-ый узел переноса где ,2,... (п+1), состоит из двух элементов И-НЕ, причем выход первого элемента И-Н2 j-ro узла переноса соединен с первым входом первого элемента И-НЕ (j+l)-ro узла переноса, выход второго элемента И-НЕ j -го узла переноса подключен к первому входу второго элемента И-НЕ j (J+l)-ro узла переноса, о т л и ч.ающееся тем, что с целью упрощения и повьпиения быстродействия, в нем первый выход каждого К-го поразрядного узла сравнения, где ,4, ., .2р, Pin соединен с вторатя входами первого элемента И-НЕ K-FO узла переноса и второго элемента И-НЕ (К+1)-го узла переноса, вторс выход к-го поразрядного узла сравнвкия подключен к вторым входам вте хого элемента И-НЕ К-го узла переноса и первого элемента И-Н5 ()-го узла переноса, первый выхоуц (К-«-1)го поразрядного узла сравнения сое;зивен с третьими входами второго элемента И-НЕ (к+1)-гр узла переноса ц первого элекюнта И-НВ (К+2)-го - уэла носа, второй выход (K+D-ro поразряд ного узла сравнения подключен к им входам первого элемента И-НЕ (К+1)-го узла переноса и второго эл мента И-НЕ (К-(-2)-го узла переноса, первый выход первого поразрядного уз 4 1 Р . «, L/ L, ла сравнения соединен с первым входом второго элемента И-НЕ первого узла переноса и с третьим входом первого элемента И-НЕ второго узла переноса, второй выход первого поразрядного узла сравнения подключен к первому вхсйу первого элемента И-НЕ первого узла переноса и к третьему входу второго элемента И-НЕ второго узла переноса,.вторые входы первого и второго элементов И-НЕ первого узла переноса соединены с входами переносов устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 344440, кл. в Об Р 7/02, 11.12.69. . 2.Авторское свидетельство СССР 631914, кл. а 06 Р 7/02, 23.08.74 (прототип). 5iP-К fr К. I Ж L, 1, „ L,