Устройство для определения среднегоиз TPEX дВОичНыХ чиСЕл Советский патент 1981 года по МПК G06F7/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО ИЗ ТРЕХ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и предназначено для сравнения двоичных чисел и выбора среднего из них по величине. Известно устройство сравнения, содержащее регистры, эрлементы И, ИЛ триггеры. Оно предназначено для сравнения двоичных чисел и выбора максимального или минимального числа р-З . Недостатком известного устройств являются малые функциональные возможности, так как с его помощью невозможно определить среЗднее по вели чине число. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для выбора среднего йссла, содержащее, схемы ср нения и п узлов анализа, где п число разрядов сравниваемых чисел. Известное устройство также содержи узел управления, анализатор результатов сравнения 21. Недостаток такого устройства за ключается в низком быстродействии поскольку результат сравнения форм руется за п - тактов. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается. тем, что в устройстве для определения среднего из трех двоичных чисел, содержащем п узлов анализа, каждый из которых содержит элементы И, ИЛИ, НЕ, элемент запрета, мажоритарный элемент, причем входная шина каждого t-ro разряда первого, второго и третьего сравниваемых чисел, где I « 1,2,...п, соединена с информационнЕями входами первого, второго и третьего элементов запрета 1-го . узла анализа, в каждом узле анализа выходы первого, второго иЧ третьего элементов запрета подключены к первым входам первого, второго.и третьего элементов ИЛИ соответственно, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом мажоритарного элемента, с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и через первый элемент НЕ с первыми входами четвертого, пятого и шестого элементов И, выход второго элемента ИЛИ подключен ко второму входу мажоритарного элемента,/ко вторым входам третьего, четвертого и пятого элементов И и через второй элемент НЕ ко вторым.входам первого,второго и шестого элементов И, выход третьего

элемента ИЛИ соединен с третьим входом мажоритарного элемента, с третьими входами второго, четвертого и шестого элементов И и через третий элемент НЕ с третьими входами первог третьего и пятого элементов И, выходы первого и четвертого элементов И подключены к первому и второму входам соответственно четвертого элемента ИЛИ, выходы второго и пятого элементов И соединены с первым и вторым входами соответственно пятого элемента ИЛИ, выходы третьего и шестого элементов И подключены к первому и второму входам шестого элемента ИЛИ, выход К-го элемента ИЛИ i-го уэла анализа, где К 4,5,6, соединен с управляющим входом {К-3)-го элемента запрета, с первым входом (К+3)-го элемента И и с -третьим входом К-го элемента ИЛИ-(i+1)-го узла анализа, выход ка кдого К-го элемента ИЛИ i-ro узла анализа подключен ко второму входу (К+З)-го элемента И (i+l)-ro узла анализа, а выходы седьмого, восьмого и девятого элементовИ соединены со вторыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ соответственно.

Устройство (фиг.1) содержит п узлов анализа 1, , L,,,,, входные щины разрядов сравниваемых чисел

2/1 / 2 v 2 Г1 3 , Bj , . 4 . 3 , 4 , 4 / входы управления 5,5,;,,5п, 6,6j,,63 выходы результата 7,7,,7, 8,8, 8а f информационные выходы 9 , Sj ,...9 Каждый узел анализа 1 (фиг.2) содержит элементы ИЛИ 10-12, элементы НЕ 13-15,элементы ИЛИ 16-18, мажоритарный элемент 19, элементы запрета-20-22, элементы И 23,24,25, ...31.

Устройство работает следующим образом.

На входные шины 2-4 узлов анализа 1 поступают разряды всех, сравниваемых чисел, каждое из которых является п-разрядным двоичным числом. Одновременно на входы управления 5 ,5,5ь, 6,6,,63 первого уЭла анализа 1 поступает сигнал (логическая константа 0), разрешающий начать процесс определения среднего по величине из трех двоичных чисел. Выходы результатов 7,7,,7, 8,8,,82 последнего п-го узла анализа служат для индикации тех ч:исел, которые являются средним по величине из рассматриваемых чисел .

Рассмотрим работу i-го узла аналза 1, где i 1,2,...п на входах управления 7 , 7 , 7,,. Нулевые сигналы разрешают прохождение сигналов, соответствующих двоичным переменным рассматриваемого i-го разряда и запрещают прохождение сигналов на выходы 8,8л,8 узла анализа. ЕдиничHtsie сигналы обеспечивают противоположное действие. Поэтому с выходов

элементов НЕ, И, ИЛИ каждого из трех чисел на входы мажоритарного элемента. 19 поступают сигналы,соответствующие значениям i-ro разряда сравниваемых чисел,если соответст- вующие этим числам переносы первой группы (i-l)-ro разряда равны нулю, и сигналы, соответствующие значениям (r-l)-ro разряда сравниваемых чисел (т.е. значениям сигналов (i-l)-ro Q разряда переносов второй группы),

если соответствующие этим числам переносы первой группы (i-l)-ro разряда равны единице.

Процесс продолжается с 1-го по п-ый узлы анализа, при этом на информационных выходах элемента 19 каждого пройденного разряда формируется значение разряда среднего по величине числа.

Выходы управления первой группы 7, 17,,7„ служат для указания на те числа, которые являются средними по величине - переносы первой группы, соответствующие этим числам, будут равны логическому О, переносы, 5 соответствующие всем остальным

(отброшенным) числам, равны логической единице.

Предлагаемое устройство обладает регулярной структурой что удобQ но при его реализации средствами микроэлектронной технологии в виде большой интегральной схемы, а также высоким быстродействием, которое определяется тем, что определение и формирование среднего по величине .из двоичных чисел осуществляется за один такт и определяется лишь временем распространения -сигналов через п разрядов.

Формула изобретения

Устройство для определения среднего из трех двоичных чисел, содержащее .п узлов анализа, каждый из которых содержит элементы И, ИЛИ, НЕ, элемент запрета, мажоритарный элемент, причем входная шина каждого i-ro разряда первого, второго и

Q третьего сравниваемых чисел, где i 1,2,...п, соединена с информационными входами первого., второго и третьего элементов запрета i-го узла анализа, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в нем в каждом узле анализа выходы первого, второго и третьего элементов запрета подключены к первым входам первого, второго-и третьего элементов ИЛИ соответственно, выход первого элемента ИЛИ

соединен с первым входом мажоритарного элемента, с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и через первый элемент НЕ с

5 первыми входами четвертого, пятого

И шестого элементов И, выход второг элемента ИЛИ подключен ко второму входу Мс1жоритарного элемента, ко вторым входам третьего, четвертого и пятого элементов И и через второй элемент НЕ ко вторым входам первого второго и шестого элементов И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с третьим входом мажоритарного элемента, с третьими входами второго, четвертого и шестого элементов И и через третий элемент НЕ с третьими входами первого, третьего и пятого элементов И, выходы первого и четвертого элементов И подключены к первому и второму входам соответственно четвертого элемента ИЛИ, второго и пятого элементов И соединены с первым и вторым входами соответственно пятого элемента ИЛИ, выходы третьего и шестого элементов И подключены к первому и второму

входам шестого элемента ИЛИ, выход К-го элемента ИЛИ i-ro узла анализа, где К 4,5,6, соединен с управляющим входом (К-З)-го элемента запрета, с первым входом (К+3)-го элемента И и с третьим входом К-го элемента ИЛИ (i+l)-ro узла анализа, выход каждого К-го элемента ИЛИ f-го ,узла анализа подключен ко второму входу (К+3)-го элемента И (i+l)-ro узла анализа, а выходы седьмого, восьмого

0 и девятого элементов И соединены со вторыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ соответственно.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 355616,КЛ. G 06 F 7/04, 1970 (прототип).