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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

1

Изобретение относится к вычислительной технике, автоматике и может быть использовано в качестве сравнивающего элемента в устройствах обработки информации, в цифровых вычислительных машинах, в системах автоматического управления, измерения и контроля.

Известны устройства для сравнения чисел, выполненные с механическими, электрическими и магнитными элементами, отличающимися различной степенью зкономичности, надежности, сложности и быстродействия. Известное устройство для сравнения двоичных чисел содержит 2 п-разрядных регистра, оптический блок совпадения, блок оценки результатов сравнения и источник света 1.

Однако в устройстве .ограничено число разрядов сравниваемых чисел, что обусловлено поглощением света.

Наиболее близким к изобретению является устройство для сравнения двоичных кодов, содержащее однострочные .сканисторы, генератор пилообразного напряжения, входные регистры, выполненные в виде транспарантов, источник света, модуляторы, поляризаторы и дифференцирующие элементы, вьшолненные в виде импульсных трансформаторов 2.

Недостатками устройства являются низкое быстродействие и сложность, что снижает его . надежность.

Цель изобретения - повыщение быстродействия и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее сканирующий полупроводниковый элемент, у которого последовательно расположенные фоточувствительный, базовый и резиотивиый слой выполнены с чередующимися типами проводимости, два п-разрядных оптических регистра, выходы которых оптически связаны с соответствующими строчными входами фоточувствительного слоя сканирующего полупроводникового элемента, электрические выводы фоточувствительного слоя подключены к крайним вьюодам первичной обмотки импульсного трансформатора, средние выводы первичной и вторичной обмоток которого подключены к выходам генератора пилообразного напряжения, причем крайние выводы вторичной 3 обмотки импульсного трансформатора являютс выходами устройства, введены узел выделения первого импульса, последовательная RC-цепочк первый и второй конденсаторы и источник постоянного напряжения, подключенный к первому входу узла выделения первого импульса, второй вход которого через последовательную RC-цепочку подключен, к выходу генератора пилообразного напряжения, третий вход узла выделения первого импульса через первый и второй конденсаторы соединен с выходами уст ройства, а выход узла выделения первого импульса соединен с резистивным слоем сканирующего полупроводникового элемента. Кроме того, особенностью устройства является то, что в нем узел выделения первого импульса выполнен в виде транзисторного ключа и триг гера на двух транзисторах, регистрирующий вход триггера, является третьим входом узла, установочный вход - вторым входом узла выход триггера подключен к управляющему входу ключа, сигнальный вход которого соединен с первым входом узла, а выход ключа является выходом узла выделения первого импульса. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит п-разрядные оптические регистры 1 и 2, сканирующий полупроводниковый элемент 3, узел выделения первого импульса 4, генератор пилообразного напряжения 5 и импульсный трансформатор 6. Кроме того, сканируйщий полупроводниковый элемент 3 включает фоточувствительный 7, базовый 8 и резистивный 9 слои, которые вьшолнены с чередующимися типами проводимости, причем фоточувствительный слой 7 имеет стро ные входы 10 и электрические входы 11, которые подключены к крайним выводам первичной обмотки импульсного трансформатора

крайние выводы вторичной обмотки которого являются выходами устройства 12. В свою очередь, узел выделения первого импульса 4 содержит триггер 13 с раздельными входами, собранный на транзисторах 14 и 15 и транзисторный ключ 16. Установочный вход триггера 16 (база транзистора 14) электрически связан с генератором пилообразного напряжения 5 через резистор 17 и конденсатор 18 последовательной RC-цепочки, и регистрирующий вход триггера 13 (база транзистора 15) образует вход узла выделения первого импульса 4, связанный через первый 19 и второй 20 конденсаторы с выходами 12 устройства. Сканирующий элемент 3 через транзисторный ключ 16 и узел выделения первого импульса непосредственно соединены с источником 21 постоянного напряжения.

шинах 12 видеосигнал отсутствует.

Рассмотрим процесс сравнения чисел X - 10101 и представленных на чертеже. Возрастающее напряжение развертки генератора 5

45 воздействует через элементы 17 и 18 на установочный вход триггера 13 и переводит последний в состояние, открывающее ключ 16. На делительный резистивный слой 9 элемента 3 подается напряжение от источника 21, в

50 результате чего сканирующий элемент 3 начинает формировать видеоимпульсы. Видеоимпульсы от первого разряда сравниваемых чисел X и У взаимокомпенсируются в обмотках трансформатора 6 и сигнал на шинах 12 отсутствует. Второй разряд чисел X и У не формирует видеоимпульсов, в результате чего на шинах 12 сигнал также отсутствует. При сканировании третьего разряда чисел X и У Регистры I и 2 представляют собой линейки светодиодов, число которых в каждом регистре одинаково и равно числу разрядов сравниваемых чисел X и У, Импульсный трансформатор 6 выполняет роль дифференцирующего элемента и совместно с генератором 5 и сканирующим элементом 3 составляет блок 22 совпадений. Устройство работает следующим образом. На регистрах 1 и 2 формируются сравниваемые числа путем возбуждения определенных светодиодов. Возбужденный светодиод соответствует 1, невозбужденный О в двоичном коде. Так как регистры 1 и 2 оптически связаны со сканисторным элементом 3, то происходит засветка соответствующих участков строчных входов 10 и 11 фоточувствительного слоя 7 сканирующего элемента 3,отображая на них числа X и У, так как ключ 16 открыт , и на резистивном слое 9 сканирующего t элемента 3 существует напряжение смещения, происходит преобразование последовательности освещенных, засвеченных участков в видеоимпуль сы, получаемые на выходах 12. Обмотки трансформатора 6 соединены таким образом, что при одновременном появлении сигналов от обоих строчных входов 10 и И сканирующего элемента 3 сигнал на выходах 12 равен О за счет взаимокомпенсапли магнитных потоков. Сигнал формируется в трансформаторе 6 при сканировании в данный момент времени с освещенного участка лишь на одном из строчных входов 10 или 11. При этом задаиная полярность сигнала на одной шине 12 появляется в результате сканирования освещенных участков на входе 10, на другой шине 12 в результате сканирования освещенных участков на входе 11. При X У первым появляется сигнал (видеоимпульс) на левой шине 12. При У X первый видеоимпульс возникает на первой шине 12. Ъ случае равенства X и У на выходных формируется видеоимпульс только числа X, что приводит к появлению сигнала на левой 11шне 12. Полученный сигнал через делитель 19 и 20 воздействует на вход узла 4,т.е. на ре-, гистрирующий вход триггера 13, и переводит последний в состояние, закрывающее ключ 16 Резистивный слой 9 отключается от источника 21 и сканирующий злемент 3 прекращает дальнейшее сканирование чисел X и У. Таким образом, за период развертки на шинах 12 появляется единственный импульс, что свидетельствует о неравенстве чисел X и У. Ввиду того, что импульс появляется на левой шине 12, можно заключить, что.Х У. Устройство позволяет сравнивать числа с количеством разрядов 150-500 за время 10 в зависимости от применяемого сканирую щего злемента, позтому скорость сравнения может иметь величину 5-10 бис/с. Кроме того, в разработанном устройстве для сравнения двоичных чисел не применяются механические перемещающиеся злементы, что повышает надежность устройства. Формула изобретения 1. Устройство для сравнения двоичных чисел содержащее сканирующий полупроводниковый злемент, у которого последовательно расположённые фоточувствительный, базовый и резистивный слои выполнены с чередующимися типами проводимости, два п-разрядных оптических регистра, выходы которых оптически связаны с соответствующими строчными входа ми фоточувствительного слоя сканирующего полупроводникового злемента, злектрнческие выводы фоточувствительного слоя подключены к крайним выводдм первичной обмотки импульсного трансформатора, средние вьтаодь1 первнчной и вторичной обмоток которого подключены к выходам генератора пилообразного напряжения, причем крайние выводы вторичной обмотки импульсного трансформатора являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены узел выделения первого импульса, последовательная ВС-цепочка, первый и второй конденсаторы и источник постоянного напряжения, подключенный к первому входу узла вьщелешш первого импульса, второй. вход которого через последовательную RC-цепочку подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, третий вход узла выделения первого импульса через первый и второй конденсаторы соединен с соответствующнмн выходами устройства, а выход узла выделения первого импульса соединен с резистнвным слоем сканирующего полупроводникового злемента, 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем узел вьщеления первого импульса вьшолнен в виде транзисторного ключа и триггера на двух транзисторах, регистрирующий вход триггера является третьим входом узла, установочный вход - вторым входом узла, выход триггера подключен к управляющему входу ключа, сигнальный вход которого соединен с первым входом узла, . а выход ключа является выходом узла выделения первого импульса. Источники информации, принятые во внимание при зкспертнзе 1.Авторское свидетельство СССР № 436348, кл. G 06 F 7/04, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2346136/18-24, кл. G 06 F 7/04, 1976.