Устройство для сравнения чисел Советский патент 1982 года по МПК G06F7/04 

(34) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и предназна чено для использования в цифровых си темах контроля и обработки информации. Известно устройство для сравнения чисел, содержащее триггеры, логические элементы И, ИЛИ-НЕ. Устройство выполняет сравнение чисел по мо дулю, представленных последовательны кодом, начиная со старших разрядов l . Однако оно не может осуществлять цопусковый контроль чисел, заданных последовательным кодом, начиная с младших разрядов, а также не может осуществлять допусковый контроль за непрерывным процессом или числами, заданными импульсными последовательностями. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее реверсивный счетчик, блок памяти, триггеры, элемент задержки, элемент И и схемы сравнения. Выходы реверсивного счетчика связаны со входами двух схем сравнения, другие входы которых соединены с соответствующими выходами блока памяти, выходы схем сравнения связаны со счетными входами двух триггеров, инверсный выход первого триггера связан со входом первой схемы И, прямой выход второго триггера связан со входом второй схемы И, а прямой выход первого и инверсный выход второго триггеров соединены со входами третьей схемы И, другие входы схем И соединены с выходом схемы ИЛИ, входы которой соединены с шинами сброса и управления, причем входы установки в нулевое состояние триггеров соединены с шиной сброса через элемент задержки 2 . Недостатком устройства являются его малые функциональные возможности, так как оно не может осуще39ствлять допусковый контроль за числами, заданными послЕудовательным кодом, начиная со старших или младших разрядов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения сравнения чисел с заданными допусками. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для сравнения чисел, содержащем кольцевые регистры, реверсивный счетчик, схемы сравнения, трехстабильные триггеры, элементы И, ШШ, И-ИЕ, элемент задержки, причем первая шина установки режима счета соединена с первым входом управлеьшя реверсивного счетчика и с первым входом первого элемента И, вторая шина установки режима счета подключена к первому входу второго элемента И и ко вjOpoMy входу управле1шя реверсив ного счетчика, выходы которого соеди нены с входами первой группы первой и второй схем сравнения, первая шин выбора режима подключена к первому входу третьего элемента И, выход которого соеуЦ,инен с информационным вх дом реверсивного счетчика и со втор ми входами первого и второго элемен тов И, выходы первого и второго кол цевых регистров подключены ко входа яторой группы первой и второй схем сравнения соответственно, выход пер вой схемы сравнения соединен с первым входом первого элемента И.ГМ и с третьим входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ШТИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ сое динены с первым и вторым входаг-ш со ответственно первого трехстабильног триггера, выход второй схемы сравне ния подключен к первому входу треть го элемента ИЛИ и к третьему входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ШТИ, выходы третьего и чет вертого элементов ИЛИ подключены к первому и второму входам соответственно второго трехстабильного триггера, шина сброса соединена с первы входом пятого элемента ИЛИ, со входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика и через элеме задержки - с первыми входами четвер того и пятого элементов И, первые выходы первого и второго трехста4бильных IpiirjepoB подключен}-. к первым входам шестого и се/1ьмого элементов HJBI соотнетс 1иенно, вторые выходы первого и второго трехстабильпых триггеров соединены с первыми входами шестого и седьмого элементов И соответственно, вторые входы которых подключены к вьаходу пятого элемента И.Ш, выходы шестого и седьмого элементов ЛЛИ с первым и вторым входами соответствеипс восьмого элемента И, третий вход когорого под слючен к выходу пятого элемента И.1Ж, выход четвертогс) э.чеменга М соединен с TpejbHMH входами первого п Blopoго трехстабильпых три геров, информационны вход устройства соединен со вторым входом третьего элемента И и с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, второй вход первого элемента И-ИЕ подключен к выходу переноса первого кольцевог-о регистра, а выход - к первым входам девятого и десятого элементов И, вторые входы которых соединен, с яиной задания режима срав -1ения устройства, которая подключена ко второму входу четвертого элемента И, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом те- Bioporo колы,евого регистра, а выход - с ерБЫМи входами одиппаддато -о и двенадцатого элементов И, вторые вход.ы подключены к задания режима сравие 1ия, третьи входы девятс го и двенадцатого элементов И соединены с информа- цяота т входом устройства, а их выход ; - со БторЕлми входами второго и третьего элементов Ш1И соответстве 1но, третьи входы десятого и одиннадцатого элеме 1тов И г одкл очены к выходам переносов первого и второго кольцевых регистров соответственно, шина выбора входного кода соединена с первыми входами восьмого и девятого элементов ИЛИ, выход восьмого элемента ИЛИ подкл очен к четвертым входам девятого и десятого элементов И, выход девятого элемента ШИ соединен с четвертыми входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, выходы десятого и одиннадцатого элементов И подключены ко вторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ соответственно, третий выход первого трехстабильного триггера соединен со вторыми входами шестого и восьмого элементов ШШ, третий выход второго трехста592070

бильного триггера подключен ко вторым входам седьмого и девятого элементов ИЛИ, второй вход пятого элемента И соединен с первой шиной выбора режима устройства, а выход - с тре-5Р выходе схемы сравнения 5

тьими входами первого и четвертогоесть сигнал, который через элемент

элементов ИЛИ, второй вход пятого 58, элементы ШШ 41 и 42 перебра- ,

элемента ИЛИ подключен ко второй ши-сывает трехстаб шьный триггер 7 в не выбора режима, На чертеже приведена функциональ ная схема устройства. Устройство содержит реверсивный счетчик 1, кольцевые регистры 2 и 3 схемы сравнения 4 и 5, трехстабильные триггеры 6 и 7, элементы И-НЕ 8 и 9, элементы ИЛИ 10 и II, элементы ИЛИ 12 и 13, элементы И 14, 15 и 16, элементы ИЛИ 17, элемент задерж ки 18, шины выбора режима 19 и 20, шину выбора входного кода 21, шину задания .режима сравнения 22, шины установки режима счета 23 и 24, imiну сброса 25, информационную шину устройства 26, вьсходы устройства 27 28 и 29, элементы И 30-38, элементы ИЛИ 39i 40, 41 и 42. Устройство работает следуюшим об разом. В случае сравнения чисел, заданных импульсными последовательностями, с пределами измеряемых чисел. записанных в кольцевых регистрах сдвига 2 и 3, на шинах выбора режима 19 и 20 - единичный и нулевой по тенциалы соответственно. При этом и формация в кольцевых регистрах сдви га 2 и 3 не сдвигается. В исходном состоянии реверсивный счетчик I свободен, а в трехстабильных триггерах 6 и 7 на первых выходах единичные сигналы. Первое число, поступающее на информационную шину устройства 26 через элемент И 15, записывается в реверсивном счетчике 1, работающем на сложение. Если первое число меньше нижнего предела измеряемых чисел, записанного в кольцевом регистре 3, то при поступлении сигнала сброса на шину сброса 25 на выходе устройства 28 есть сигнал, означающий, что число, записанное в реверсивном счетчике 1, меньше нижнего предела измеряемых чисел. В случае, если первое число равно или меньше верхнего предела, записанного в кольцевом регист ре 2, но равно или больше швкнего

16

предела измеряемых чисел, записанного в кольцевом регистре 3, то в момент равенства чисел в реверсивном счетчике 1 и в кольцевом регист,новое состояние, в котором на его третьем выходе есть единичный сигнал. При поступлеш- и сигнала сброса после числа на сброса 25 на выходе устройства 27 есть сигнал, означаюшлй, что число, записанное в реверсивном счртчике 1, в пределах измеряемых чисел. Если первое число больше верхнего предела измеряемых чисел,-записанного в кольце вом регистре 2, то в момент равенС1ва чисел-, записанрл х в реверсивном счетчике 1, и нижнего предела измеряемых чисел кольцевого регистра 3, и в реверсивном счетчике и верхнего предела измеряемых чисел кольцевого регистра на выходах соOTBeTCTByiaiyix схем сравнения 5 и 4 есть единичШ)е сигналы. Единичный си1нал на выходе cxeNfl i сравнения 5 через элемент И 38, элементы ИЛИ 41 и 42 устанавливает трехстабильный триггер 7 в состояние, в котором на его третьем выходе есть единичньш сигнал. Если на выходе схемы сравнения 4 есть единичный потенциал очередной импульс поступает через элемент И 15 на счетный вход реверсивного счетчика I, то этот импульс через элементы И 15 и 37 и элементы ШШ 39 и 40 устанавливает трех стабильный триггер 6 в состояние, когда на его третьем выходе есть единичны сигнал. При поступлении сигнала сброса после первого числа на шиЕ{у сброса 25 на выходной шине 29 есть сигнал, означающий, что число, записанное в реверсивном счетчике 1, больше верхнего предела измеряемых чисап. При этом всегда сигнал, поступаюищй на шину сброса 25, стирает содержимое реверсивного счетчика i и через элемент задержки 18, элемент И 14 и элементы И 37 и 38, элементы ИЛИ 39, 40, 4I и 42 устанавливает трехстабильные триггеры 7 и 6 в состояния, когда на их первых выходах есть единичные сигналы. При поступлении на информационную шину 26 стройства следующего сравниваемого числа операция сравнения производится аналогично. 15 случае сравнения непрерывного процесса, заданного импульсными последовательностями5 с пределами измеряеьмх чисел, записаняых в кольцевых регистрах 2 и 3, на шинах выбора режима 19 и 20 есть единичные потенциалы. При этом информа щя в кольцевых регистрах 2 и 3 не сдвигается. Импульсы, поступающие на НЕ формационн ю шину устройства 26, через элемент И i5 проходят на счетный вход реверсивного счетчика 1 j ра6отаю1че10 в зависимости от характера протекания процесса па сложение или вычитание В каждый момент времени в реверсивном счетчике 1 есть число, характеризующее процесс. Пусть, например 5 реверсивный счетчик 1 свободен, на первых выходах трехстабильных триггеров 6 и 7 едипичные сигналы, и мгновенное значение величины непрерывного процесса возрастает. При этом реверсив1а й счетчик 1 работает на сложение, а на выходе устройства 28 - сигнал, ука.Ь5вающиЙ что мгповенное значение величины не прерывного процесса меньше нижнего Предела измеряемых чисел. В момент равенства чисел в реверсивном счет зике 1 и Н1-1л;него предела измеряемых чисел колы,евого регистра 3 на ходе схемы сравне ия 5 - сигналэ который через элемент И 38,. элементы iUiIl 41 и 42 перебрасывает. трекст-абильный триггер 7 в состояние,, при котором па его третье - выходе есть един:ичнъ1Й сихнал, вследствие чего н выходе устройства 27 появляется сиг нал, указывающий, что мгновенное зн чение вапичины непрерывного процесса в пределах измеряемых чисел, В случае, если после переброса грехстабильного триггера 7 мгновенное значение В12личины непрерывного про цесса начинает уменьшаться, то реверсивньп-i счетчик 1 в этом случае работает на вычитание. При единично сигнале на выходе схег-ы сравнения 5 первый импульс на счетном входе реверсивного счетчика 1 через элемент И 38, элемегггы ИЛИ 41 и 42 возвраща ет трехстабильный триггер 7 в состо ние, когда па его первом выходе ест единичге.ш сигнал, вследствие чего н выходе устройства 28 снова появляет сигнал. Если же после переброса тре стабппь юго триггера 7 в состояние, в котором на его третьем выходе ест 1 едини Ч bill сигнал, мг порченное значение величины иепрерывного процесса дальше возрастает (реверсивный счетчик 1 работает на сложепие), то трехстабилр п-лй триггер 7 при этом не изменяет cBoejo состояния. При этом на выходе схемы сравнения 5 - нулевой сигьал. Если после этого мгновенное значение величины непрерывного процесса уменьшается (реверсивнь й счетчик 1 работает на вь читание), то в момент равенства чисел в реверсивном счетчике и шжнего предела измеряемь х чисел кольцевого регистра 3 на выходе сравнения 5 появляется единичный потенциа,, В случае, если трехстабильный триггер 7 Б состоянии, когда на eio третьем выходе есть единичный сигнал, и мгновенное значение величинь непрерывного процесса возрастает (реверсивный счетчик 1 работает на сложение), то в момент равенства чисел в реверсивном счетчике 1 и верхнего предела измepяe ыx чисел кольцевого регистра 2 на выходе схемы сравнения 4 есть единичный сигнал. Если на выходе cxei-.-sb сравнения 4 единичный сигнал и мгновенное значе ие величины непрерывного процесса дальше возрастает, то при единичном сигнале на выходе схеяы сравнения 4 первый импульс на счетном входе реверсивного счетчика 1 через элемент И 37, элементы ИЛИ 39 и 40 устанавливает триггер 6 в состояшле, в котором на его третьем выходе есть единичный сигнал, вследствие чего на выходе устройства 29 появляется сигнал, указывающий, что мгновенное значение величиш; непрерывного процесса больше верхнего предела измеряемых чисел. При этом иа выходе схемы сравнения 4 устанавливается нулевой сигнал. Если же после переброса трехстабильного триггера 6 мгновенное значеЕше ве пичины непрерывного процесса дальше возрастает, то триггер 6 не измен;-1ет своего состояния, и на вькоде схемы сравнения есть кулевой сигнал, а на выходе устройства 29 единичный сигнал. В случае, если после этого мгновенное значение велиш ны непрерывного процесса уменьшается (реверсивн1зШ счетчик 1 работает на вычитание), то в момент равенства чисел в реверсивном счетчике и верхнего предела измеряемых чисел кольп.евого регистра 2 на 9 выходе схемы сравнения 4 - единичны сигнал, которьй через элемент И 37, элементы ШМ 39 и 40 возвращает тре стабильный триггер 6 в состояние, когда на его первом выходе есть единичный сигнал, вследствие чего на выходе устройства 27 возникает единичный сигнал, указывающий, что мгновенное значение величины непрерывного процесса в пределах измеряемых чисел. В результате на одном и выходов 27, 28 и 29 устройства - си нал, характеризующий процесс в данный момент времени, В случае сравнения чисел, заданных последовательным кодом, с преде лами измеряемых чисел, записанных в кольцевых регистрах 2 и 3, на шине задания режима сравнения 22 дол жен быть единичный потенциал. В исходном состоянии в трехстабильных триггерах 6 и 7 на вторых выходах есть единичные сигналы. Пусть на ши не выбора входного кода 21 есть еди ничньш потенциал, означающий, что сравнива.емые числа заданы последовательным кодом, начиная с младших раз рядов. Входной код, поступающий на информационную шину устройства 26, и коды кольцевых регистров 2 и 3 синхронно одноименными разрядами в прямом виде поступают на элементы И-НЕ 8 и 9, элементы И 30, 31, 35 и 36, элементы ИЛИ II и 0, где производится их поразрядное сравнение. Если одноименные разряды равнозначны, то при этом трехстабильные триггеры 6 и 7 сохраняют свое состояние, т.е. на вторых выходах этих триггеро есть единичные сигналы. При поступлении на сравнение числа, заданного последовательным кодом начиная со старших разрядов, на шине выбора входного кода 21 должен быть нулевой потенциал. В этом случае работа компаратора аналогична работе при сравнении числа, поступаю щего на информационную шину 26 младшими разрядами вперед. Такое построерше устройства позво ляет расширить его функциональные во можности, так как предлагаемое устройство выполняет в два.раза больше функций по сравнению с известным, т.е. выполняет кроме допускового кон троля за непрерывным процессом или числами, заданными импульсными после дова I-л-тьностями, допусковый контроль 0 за числами, зaдaнньi ш последовательным кодом, начиная с младших или-старших разрядов. изобретения Устройство для сравнения чисел, содержащее кольцевые регистры, реверсиврый счетчик, схемы сравнения, трехстабильные триггеры, элементы И, ИЛИ, И-НЕ, элемент задержки, причем первая шина установки режима счета соединена с первым входом управчекия реверсивного счетчика и с первым входом первого элемента И, вторая шина установки режима счета подключена к первому входу второго элемента И и второму входу управления реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами первой группы первой и второй схем сравнения, первая шина выбора режима подключена к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с информаmiOHHbiM входом реверсивного счетчика и вторыми входами первого и второго элементов И, выходы первого и второго кольцевых регистров подключены ко входам второй группы первой и второй схем сравнения соответственно, выход первой схемы сравне}шя соединен с первым входом первого элемента ШШ и третьим входом первого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов I-LJIH соединены с первым и вторым входами соответственно первого трехстабильного триггера, выход второй схемы сравнения подключен к первому входу третьего элемента ШБ и К третьему входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к первому и втором входам соответственно второго трехстабильного триггера, шина сброса соединена с первым входом пятого элемента ИЛИ, со входом установки в нулевое состояние реверсивного счетчика и через элемент задержки - с первыми входами четвертого и пятого элементов И, первые выходы первого и второго трехстабильных триггеров подключеньг к первым входам шестого и седьмого элеентов ИЛИ соответственно, вторые ыходы первого и второго трехстабильНЫХ триггеров соединены с первьпчи входами шестого и седьмого элементов И соответственно, вторые входы которых подключены к выходу пятого элемента ИЛИ, выходы шестого и седьМОРО элементо , ИЛИ соединены с первым и вторым входами соответствен но восьмого элемента И, третий вход которого подключен к выходу пятого элемента ИЛИ, выход четвертого эле™ мента И соединен с третьими входами первого и второго трехстабильных триггеров, отличают, е ас я тем, что, с целью расширения функциональный возможностей за счет обес печения сравнения чисел с заддннымн доггускам, в нем информационный вход устройства соединен со вторым входом третьего элемента И и с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ подключен к выходу переноса первого кольцевого регистра, а выход - к первым входам девятого и десятого элементов И, вторые входы которых соединены с шиной 3ajj,aHiiH режима сравнения устройства которая подключена ко второму входу четвертого элемента И, второй вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом переноса второго кольцевого регистра, а выход - с первыми входа ми одиннадцатого и двенадцатого эле ментов И, вторые входы которых подк чены к шине задания режима сравнени третьи входы девятого и д венгщцатого элементов И соединень с информационным входом устройства5 а их вы9112 ходы со вторыми входами второго И третьего э-:емеитов liTTH соответственно, третьи входы десятого и один нa щaтoгo элементов И подключены к вьосодам переносов первого и второго кольцевых регистров соответственно, шина выбора вход1 ого кода соединена с первыми входами восьмого и дезято™ го элементов ИЛИ, выход восьмого эле мента ШШ подключен к четвертым входам девятого и десятого элементов И5 выход девятого элемента ИЛИ соединен с четвертьп-ш аходами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, выходы десятого и одиннадцатого элементов И подключены ко вторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ соответственно, третий выход первого трехстабильного триггера соединен со .вторыми входами шестого и восьмого элементов ШШ, третий выход второго трехстабмльного триггера подключен ко вторым входам седьмого и девятого элементов ИЛИ, второй вход пятого элемента Л соединен с первой шиной выбора режима устройства, а выход - с третьими входами первого и четвертого элементов ИЛИ., второй вход пятого элемеша ИЛИ подключен ко второй шине выбора режима, ИСТОЧ1ШКИ информации, принятые во внимание при экспертизе . 1.Авторское свидетельство СССР № 485445, кло G 06 F 7/04, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 487385, К.П. G 06 F 7/04, 1973 (прототип) f.