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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств цифровых контрольно-измерительных приборов и устройств автоматического управления. Известны устройства для двухпредель ного сравнения чисел, предназначенные для сравнения текущего значения контролируемой величины с верхним и нижним пределами, заданньми в виде кодов и выдачи сигнала в случае выхода контролируемой величины за пределы U э 2, Однако данные устройства для сравнения имеют малое быстродействие и обладают низкими функциональными возможностями. Наиболее близким к предлагаемому является устройство дпя сравнения, содержащее шины данных, сумматор и злемент И-НЕ. Одно из сравниваемых чисел по одним шинам данных поступает на прямые входы сумматоров, а второе число по другим шинам данных поступает на инверсные входы этих сумматоров, таким образом в сумматорах производится сложение прямого и обратного кодов сравниваемых чисел.Сумматоры по выходам переноса последовательно соединены,а выходы сумматоров подключены ко входам элемента И-НЕ, на выходе которого формируется сигнал результата сравнения з. Недостатком этого устройства является невозможность двухпредельного сравнения чисел, а также низкое быстродействие, связанное с поразрядным сложением чисел. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности двухпредельного сравнения чисел и повьипение его быстродействия. Для достижения поставленной цели устройство для сравнения чисел, содержащее п/к к-разрядных сумматоров (празрядность сравниваем)1х чисел, к-разрядность групп, на которые разделены эти числа), выходы сумм разрядов каждого сумматора соединены со входами соответствующего элемента , содержит п/к-разрядных коммутаторов, п/к элементов И и элемент НЕ-И, причем первые группы входов коммутаторов соединены со входами задания верхнего предела устройства, вторые группы входов коммутаторов соединены со входами задания нижнего предела устройства. третьи группы входов коммутаторов соединены со входами разрядов контролируемой величины устройства, управляющие входы коммутаторов соединены с шиной управления устройства, выходы первой группы выходов каждого коммутатора соединены с прямыми входами соответствующего сумматора, выходы .второй группы каждого коммутатора соединены с инверсны ш входами соответствующего сумматора, зыход каждого элемента И-НЕ соегинен с первым входом соответствующего элемента И, инверсный выход переноса каждого i-ro сумматора (1 1,,. п/к) соединен с (j + 1)-м входом (i + -ь j lj-ro элемента И (J 1,... И{К i + 1), выходы элементов И подключены ко входам элемента НЕ-И, выход которого является выходом устройства. На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство содержит вход верхнего предела 1, вход нижнего предела 2, вход контролируемой величины 3, шину управления 4, коммутаторы 5, суммрторы 6, элементы И-НЕ 7, элементы И 8, элемент НЕ-И 9 выход результата 10. Устройство работает следующим образом. Коды верхнего предела, нижнего пре дела и контролируемой величины поступают, соответственно по входам 1-3 на входы коммутаторов 5. Для сравнения -контролируемой величинь с верхним пре делом на щину управления 4 подается сигнал высокого уровня 1. По этому сигнйяу на прямые входы сумматоров 6 с выходов коммутаторов 5 подается код верхнего предела, а на инверсные вхо ды - код контролируемой величины. Если код контролируемой величины меньше кода верхнего предела в сумматор 6 группы разрядов с наибольшим ве сом, то на его выходе переноса формируется сигнал низкого уровня О, который запирает соответствующий элемен И 8 {состояние выходов сумм при этом не имеет значения), а также элементы все остальные И 8. Таким образом, на выходах элементов И 8 и формируются

сигналы О, которые на выходе элемента НЕ-И 9 формируют сигнал 1.

На выходе элемента НЕ-И 9 формируется сигнал № 4 также при равенстве кодов верхнего предела и контролируемой величины, но при этом на выходах сумм сумматора 6 формируются сигналы 1 (так как это сумма прямого и обратного кода одной и той же величины) и, следовательно, на выходе элемента И-НЕ 7 формируется сигнал О, который запирает элемент И 8, 9, а на выходе переноса сумматора 6 формируется сигнал №4, который поступает на вход соответствующего элемента И 8, а также на входы остальных элементов И 8, разрешая тем самым сравнение младших групп разрядов. Но на выходе переноса всех сумматоров 6 также формируются сигналы О, которые запирают соответствующие элементы И 8. Когда коды групп разрядов с наибольшим весом равны, а код контролируемой величины больще кода верхнего предела в группах разрядов с меньшим весом, то на одном или нескольких выходах сумм сумматора 6 той группы, где происходит несовпадение формируется сигнал О, который формирует сигнал 1 на выходе элемента И-НЕ 7 на инверсном выходе переноса формируется сигнал Г и,таким образом, на входах соответствующего элемента И 8 происхрдит совпадение сигналов № I, т. е. на выходе элемента И 8 также сигнал 1, которьш формирует на выходе элемента НЕ-И 9 сигнал О (не зависимо от сигналов поступающих на другие входы этого элемента), который подается на выход результата 10, означающего выход контролируемого параметра за верхний предел. Когда код контролируемой величины больше кода верхнего предела в более младших группах разрядов, устройство рг отягт аналогично . Количество сравниваемых групп разрядов не ограничено. Для сравнения контролируемой величины с нижним пределом на щину управления 4 подается сигнал О, при этом на прямые входы сумматоров с выходом коммутаторов 5 подается код контролируемой величины, а на инверсные входы - код нижнего предела. Далее устройство работает аналогично описанному, т. е. когда контролируемая величина уходит за нижний предел на шике результата формируется сигнал низкого уровня, Таким образом, при подаче на шину управления 4 импульсного сигнала со скважностью 2 в случае ухода контролируемого параметра за верхний или нижний пределы на шине результата так же формируется импульсный сигнал, при этом быстродействие устройства ограничивается только временем прохождения сигналов через коммутатор 5,. элемент И-НБ 7 элемента Л 8 и элемент НЕ-И 9. Устройство для сравнения чисел имеет большие функциональные возможности и быстродействие. Формула изобретения Устройство для сравнения чисел, содержащее п/к к-раэрядных сумматоров (п-разрядность сравниваемых чисел, кразрядность групп, на которые разделены эти числа), выходы сумм разрядов каждого сумматора соединены со входами соответствующего элемента И-НЕ, о тличающе е ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства.за счет возможности двухпредельного сравнения чисел и повышения его быстродействия, устройство содержит п/к к-разрядных коммутаторов, п/к элементов И и элемент НЕ-И, причем первые группы входов коммутаторов соединены со входами задания верхнего предела устройства, вторые группы входов коммутаторов соединены со входа ш задания нижнего предела устройства, третьи группы входов коммутаторов соединены со входами разрядов контролируемой величины устройства, управлякщие входы коммутаторов соединены с шиной управления устройства, выходы первой группы выходов каждого Коммутатора соединены с прямыми входами соответствующего сумматора, выходы второй группы каждого коммутатора соединены с инверсными входами соответствующего сумматора, выход каждого элемента И-НЕ соединен с первым входом соответствующего элемента И, инверсный выход переноса каждого 1-го сумматора (1 ,... ,п/к) соединен с (} + 1)-й входом (f + j-l)-ro элемента И (j « l...,h|lc-i +1), выходы элементов И подключены ко входам элемента НЕ-И, выход которого является выходом устройства. Ист чники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 526889, кл. G 06 F 7/04, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР 538358, кл. G 06 F 7/04, 1977. 3.Вудйнский Я., Логические цепи в Цифровой технике. М., Связь, 1977, с. 144 (прототип).