Устройство для сравнения чисел Советский патент 1981 года по МПК G06F7/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ

1

Изобретение относится к автоматике If вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах контроля и обработки информации.

Известно устройство, содержащее триггер с тремя устойчивыми состояниями, элементы И-НЕ, неравнознач locTb, и выполняющее (Сравнение чисел, заданных последовательными кодами, начиная как с младших, так и со старших разрядов .

Однако известное устройство не может осуществлять выборку наибольшего или наименьшего из.следующих друг за другом чисел, заданных последовательностями импульсов или заданных последовательным кодом, начиная со старших разрядов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее регистры, элементы И, ИЛИ, схему сравнения, триггеры, злементы задержки, вход сложения первого регистра подключен к входной шине устройства, а выходы разрядов соединены со входами соответствующих разрядов второго регистра через первую группу схем И, другие входы которых соединены через первую схему ИЛИ и элемент задержки с выходом второй И, соединенной через вторую схему ИЛИ с шиной сброса второго регистра, а шина управления устройством соединена со входом сброса первого триггера и через третью схему ИЛИ, другой вход которой соединен через второй элемент задержки,.связана с шиной сброса устройства, с

0 шинами сброса первого регистра и второго триггера и с другим входом второй схемы ИЛИ, триггеры, схемы И, ИЛИ сравнения, в нем шина сброса соединена с одним из входов третьей

5 схемы И, другой вход которой подключен к инверсному выходу первого тригfrepa, а выход - к другому входу первой схемы ИЛИ, со входом второй схемы И, другой вход которой через чет0вертую схему ИЛИ подключен к выходу пятой и четвертой схем И, один из входов которых соединен с шинами выборки наибольшего и наименьшего из чисел, а другие - с прямым и инверсным выходами второго триггера, соответственно, вход установки в единичное состояние второго триггера подключен к выходу схеки сравнения, входы которой связаны с выходами разрядов обоих регистров 2. Недостаток этого устройства - ма функциональные возможности, так как устройство для сравнения чисел не может осуществлять выборку наибольшего или наименьшего из следующих друх за другом чисел, заданных последовательным кодом, начиная со ста ших разрядов. Цель изобретения - расширение фу циональных возможностей устройства счет обеспечения возможности сравне ния чисел,поступающих старшими или младшими разрядами вперед. Поставленная цель достигается те что в устройство для сравнения чисел, содержащем счетчик, регистр, триггер, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, схему сравнения, причем выходы счетчика соединены с первой группой входов схемы сравнения и ин формационными входами первой группы элементов И, выходы которых подключены ко входам регистра, выходы которого соединены со второй группой входов схемы сравнения и с информационными вxoдa « второй группы элементов И, выходы которых подключены ко входам счетчика, первая и вторая шины управления устройства соединены с первыми входами первого и втор го элe eнтoв И, соответственно, шина сброса устройства подключена ко вторым входам первого и второго эле ментов И и к первому входу третьего элемента И, и через первый элемент задержки - ко входу установки в еди ничное состояние триггера, инверсны выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов И соединены со вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, соответственно, выход первого элемента ИЛИ подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых сойцинены с третьей и четвертой шинами управления устройства, соответ ственно, выход четвертого элемента через второй элемент задержки подключен к управляющему входу второй группы элементов И, выход пятого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которог подключен ко входу установки в нуле вое состояние регистра. Информацион ный вход устройства соединен с первыми входа и шестого и седьмого эле ментов И, вторые входы .которых подключены к четвертой и третьей шинам управления устройства, соответствен но, выход шестого элемента И соединен с информационным входом счетчика, а выход седьмого элемента И под ключен к информационному входу регистра, выход первого элемента задержки соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов И, вторые входы которых подключены к третьей и четвертой шинам управления, соответственно, выход восьмого элемента И соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход девятого элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а вы1ход - со входом установки в нулевое состояние счетчика, выход пятого элемента И подключен через третий элемент задержки к управляющему входу первой группы элементов И, а первый и второй выходы схемы сравнения соединены с третьими входами первого и второго элементов И, соответственно. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство, содержит счетчик 1, регистр 2 сдвига, группы элементов И 3 и 4, схему 5 сравнения, триггер б, элементы И 7-15, ИЛИ 16, 17 и 18, элементы 19, 20 и 21 задержки, шины 22-25 управления, информационный вход 26, шину 27 сброса, выходы 28 и 29 cxeNbJ сравнения. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии счетчик 1 и регистр 2 сдвига свободны, а триггер б - в нулевом состоянии. При этом на инверсном выходе триггера б - единичный сигнал. На шине 23 управления единичный потенциал, указывающий, что на информационный вход 26 поступают следующие друг за другом числа, заданные последовательностями импульсов, а на шине 22 управления - единичный потенциал выборки наименьшего из этих чисел. Первое число, поступающее на информационный вход 26, записывается через элемент И 13 в счетчик 1, а сигнал сброса, поступающий после первого числа на входную шину 27, через элемент И 9, управляемый нулевым выходом триггера 6, и через элементы ИЛИ 16 и И 10 переписывает это число в регистр 2 сдвига. При этом триггер 6 через элемент 21 задержки устанавливается в единичное состояние. Кроме того, сигнал сброса через элемент 21 задержки и элементы И 14 и ИЛИ 18 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние. Второе число, поступающее на информационный вход 26, также записывается через элемент И 13 в счетчик 1. Если второе число окажется меньше первого числа, записанного в регистре 2 сдвига, то на выходе 29 схемы 5 сравнения единичный сигнал. Поступающий после числа на входную шину 27 сигнал сброса через элементы И 8, ИЛИ 16 и И 10 устанавливает регистр 2 сдвига в исходное состояние, а за тем через элемент 19 задержки переписывает число, находящееся в счетчике 1, в регистр 2 сдвига. При этом счетчик 1 сигналом сброса через эле мент 21 задержки и элементы И 14, ИЛ 18 устанавливается в исходное состоя ние. Если второе число больше или равн первому числу, записанному в регистр 2 сдвига, то на выходе 29 5 сравнения нулевой сигнал. Сигнал сброса поступающий после второго числа на входную шину 27, только через элемент 21 зсщержки и элементы И 14, ИЛИ 18 устанавливает счетчик 1 в исходное срстояние. При поступлении на вход устройства ел радующего сравниваемого числа, операция сравнения производится аналогично. В результате, в регистре 2 сдвига будет наименьшее иэ следующих одно за другим чисел, заданных последовательностями импульсов. Пусть на шине 23 управления единичный сигнал указывает, что на информационный вход 26 поступают следующие друг за другом числа, заданные последовательностями импульсов, а на шине 25 управления - единичный потенциал выборки наибольшего из этих чисел. Первое 1исло, поступающее на информационный вход 26, через элемент И 13 записывается в счетчик 1. При этом на выходе 28 схемы 5 сравнения единичный сигнал. Сигнал сброса, пос тупеиощий после первого числа на вход ную шину 27, через элементы И 7, И 9, ИЛИ 16 и И 10 переписывает это число из счетчика 1 в регистр 2 сдви га. При этом сигнал сброса через элемент 21 задержки устанавливает триггер 6 в единичное состояние, а затем через элементы И 14 и ИЛИ 18 счетчик 1 в исходном состоянии. Второе число, поступающее на информационный вход 26, также записывается через элемент И 13 в счетчик 1. Если второе число окажется больше или равно первому числу, записанному в регистре 2 сдвига, то на выходе 28 схемы 5 сравнения единичный сигнал. Поступающий после числа на входную шину 27 сигнал сброса через элемент И 7, ИЛИ 16, И 10 и ИЛИ 17 устанавливает регистр 2 сдвига в исходное состояние, а затем через- элемент 1 зсщержки переписывает число, находящееся в счетчике 1, в регистр 2 сдви га. При этом счетчик 1 сигналом сбро са через элемент 21 задержки и элементы И 14, ИЛИ 18 устанавливается в исходное состояние. Если второе число меньше первото числа, записанного в регистре 2 сдвига, то на выходе 28 cxeNH 5 срав нения нулевой сигнал. Сигнал сброса поступающий пocлJ второго числа на входную шину 27, только через элемент 21 задержки и элементы И 14 и ИЛИ 18 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние. При поступлении на вход устройства следующего сравниваемого числа, операция сравнения производится аналогично. В результате, в регистре 2 сдвига будет наибольшее из следующих одно за другим чисел, заданных последовательностями импульсов. Пусть на шине 24 управления единичный сигнал указывает, что на информационный вход 26 поступают следующие друг за другом числа, заданные последовательным кодом, начиная со старших разрядов, а на шине 25 управления - единичный потенциал выборки наименьшего из этих чисел. Первое число, поступающее на вход 26, записывается через элемент И 12 в регистр 2 сдвига, а сигнал сброса, поступающий после первого числа на входную шину 27 через элемент И 9, управляемый нулевым выходом триггера 6, и через элементы ИЛИ 16 и И 11 переписывает это число в счетчик 1. При этом триггер 6 череэ элемент 21 задержки устанавливается в единичное состояние. Кроме того, сигнал сброса через элемент 21 задержки и элементы И 15 и ИЛИ 17 устанавливает регистр сдвига 1 в исходное состояние. Второе число, поступающее на информационный вход 26, также записывается через элемент И 12 в регистр 2 сдвига. Если- вторюе число окажется меньше или равно первому числу, записанному в счетчике 1, то на выходе 28 схемы 5 сравнения единичный сигнал. Поступающий после числа на входную шину 27 сигнал сброса через элементы И 7, ИЛИ 16, И 11 и ИЛИ 18 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние, а затем через элемент 20 задержки переписывает число, находящееся в регистре 2 сдвига, в счетчик 1. При этом регистр 2 сдвига сигналом сброса череэ элемент 21 задержки и элементы И 15 и ИЛИ 17 устанавливается в исходное состояние. Если второе число больше первого числа, записанного в счетчике 1, то на выходе 28 схемы 5 сравнения нулевой сигнсш. Сигнал сброса, поступающий после второго числа на входную шину 27, только через элемент 21 задержки и элементы И 15 и ИЛИ 17 устанавливает регистр 2 сдвига в исходное состояние. При поступлении на вход устройства следующего сравниваемого числа, операция сравненит производится аналогично. В результате, в счетчике 1 будет наименьшее из следующих одно за лругим чисел, зёщанных пocлeдoвaтeльньnvl кодом, начиная со старших разрядов. Пусть на шине 24 управления единичный сигнал указывает, что на информационный вход 26 поступают следуюш.ие друг за другом числа, заданные последовательным кодом, начиная со старших разрядов, а на шине 22 управления - единичный потенциал выборки наибольшего из этих чисел.

Первое число, поступающее на вход 26, через элемент И 12 записывается в регистр 2 сдвига. При этом на выходе 29 схемы 5 сравнения единичный сигнал. Сигнал сброса, поступающий после первого числа на входную шину 27, через элементы И 8 (И 9), ИЛИ 16 и И 11 переписывает это число из регистра 2 сдвига в счетчик 1. При этом сигнал сброса через элемент 21 задержки устанавливает триггер 6 в единичное состояние, а затем через элементы И 15 и ИЛИ 17 - регистр 2 сдвига в исходное состояние.

Второе число, поступающее на вход 26, также записывается через элемент И 12 в регистр 2 сдвига.

Если второе число окажется больше первого числа, записанного в счетчике Д, то на выходе 29 схемы 5 сравнения единичный сигнал. Поступающий после числа на входную шину 27 сигна сброса через элементы И 8, ИЛИ 16 И 11 и ИЛИ 18 устанавливает счетчик 1 в исходное состояние, а затем чере элемент 20 задержки переписыйает число, находящееся в регистре 2 сдвига в счетчик 1. При этом регистр сдвига сигналом сброса через элемент 21 задержки и элементы И.15, ИЛИ 17 устанавливается в исходное состояние.

Если второе число меньше или равно первому числу, записанному в счетчике 1, то сигнал сброса, поступающий после второго числа на входную шину 27, только через элемент 21 задержки и элементы И 15, ИЛИ 17 устанавливает регистр 2 сдвига в исходмое состояние.

При поступлении на вход устройства следующего сравниваемого числа, операция сравнения производится аналогично. В результате, в счетчике 1 будет наибольшее из следующих одно За другим чисел, заданных последова1 ьным кодом, начиная со старших разрядов.

Такое построение устройства для сравнения чисел выгодно отличается от известного по количеству выполняемых функций. Устройство выполняет выборку наибольшего или наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательностями импульсов или последовательным кодом, начиная со старших разрядов, вследствие чего может выполнять в два раза больше функций по сравнению с известным.

Формула изобретения Устройство для сравнения чисел, содержащее счетчик, регистр, триггер, элементы И, ИЛИ, элементы задержки, cxeriy сравнения, причем вы(ходы счетчика соединены с первой группой входов схемы сравнения и информационными входами первой группы элементов И,, выходы которых подключены ко входс1м регистра, выходы которого соединены со второй группой входов схемы сравнения и с информационными входами второй группы элементов И, выходы которых подключены ко входам счетчика, первая и вторая шины управления соединены с первыми входа1 и первого и второго элементов И, соответственно, шина сброса устроства подключена ко вторым входам первого и второго элементов И и к первому входу третьего элемента И, и через первый элемент задержки ко входу установки в единичное состояние триггера, инверсный выход которого соединен со вторым входом третьего элемента И, выход к-Ьторого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов И соединены со вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, соответственно, выход первого элемента ИЛИ подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены с третьей и четвертой шингими управления устройства, .соответственно, выход четвертого элемента И через второй элемент задержки подключен к управляющему входу второй группы элементов И, выход пятого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу установки в нулевое состояние регистра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности сравнения чисел поступающих старшими и младшими разрядами вперед в нем информационный эход устройства соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, вторые входы которых подключены к четвертой и третьей шинам управления устройства, соответственно, выход шестого элемента И соединен с информационным входом счетчика, а выход седьмого элемента И подключен к информационному входу регистра, выход первого элемента задержки соединен с первыми входами восьмого и девятого элементов И, йторые входы которых подключены к третьей и четвертой шинам управления, соответственно, выход восьмого элемента И соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход девятого элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И,а выход со входом установки в нулевое состояние счетчика, выход пятого элемента И подключен через третий элемент задержки к управляющему входу первой группы элементов И, а первый и второй выходы схемы сравнения соединены с третьими входами первого и второго элементов И, соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

466508, кл. G 06 F 7/04, 1973 (прототип) .