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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровьсх системах контроля и управления, работающих в реальном масштабе времени, и в вычислительных системах коллективного пользования.

Известно устройство для сравнения двоичных чисел с допуском, содержащее двоичный счетчик, блок памяти, блсж орав, нения, элементы И, генератор, формирова.тель импульсов, триггеры. Сравнение текущего значения двоичного числа с нижним и верхним допусками и выдача сигналов Меньше , Норма, Больше осуществляется с помощью блока сравнения, на который последовательно подаются значения нижней и верхней границ допуска, а также текущие значения контролируемой величины fl

Недостатками этого устройства являются его низкое быстродействие и слозкность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устрой-

ство для сравнения двоичных чисел, содержащее регистр, элемент задержки, накапливающие сумматоры, группы элементов И, ИЛИ Г2.

Однако известное устройство обладает ограниченными функциональными, возможностями, так как оно позволяет сравнивать двоичные числа А с верхним В и нижним Н допусками при условии, что В f Н. Для случая, когда В Н, извест10ное устройство неработоспособно. Кроме этого, если сравниваемое число равно верхнему 1ти нижнему допускам, то устройство работает неоднозначно. Если сравниваемое число А равно верхнему

15 допуску В, то оно выдается на шину Больше верхнего допус:а, а при равенстве сравниваемого числа А нижнему чределу Н число вьщается на шину Норма.

20

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства аа счет сравнения с гфоизвольными допусками и повышение его надежности. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для сравнения двоичных чисел, содержащем регистр, накапливающие сумматоры, группы элементов И, ИЛИ, элементы задержки, элементы ИЛИ-НЕ, дешифратор, причем первая ин, фсрмашюнная шина устройства соединена с входом регистра, прямые и инверсные выходы которого соединены с информационными входами элементов И первой и второй гругш соответственно, - г зямые вьаоды регистра подключены к информационным входам элементов И третьей, четвертой, пятой и шестой груп выходы элементов. И первой группы сое динены с-первыми входами элементов ИЛИ первой и второй грутш, выходы эле ментов И второй группы подключены ко Вторым входам элементов ИЛИ первой и второй групп, выходы элементов ИЛИ первой и второй групп соединены с уста новочными входами первого и второго накапливающих сумматоров соответствен но, вторая и третья информационные шины устройства подключены к информационным входам первого и накапливающих сумматоров соответственно инверсные вьпсоды которых соединены с входами первого и элемАкгов ИЛИ-НЕ соответственно, управляющий вход устройства подключен к управляющим входам элементов И первой группы и через первый элемент задержки к первым утфавляющим входам элементов. И третьей, четвертой, пятой, шестой групп и к входу второго элемента задержки, выход которого соединен с угфа ляющими входами элементов И второй группы и через третий элемент задержки с установочными входами регистра, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ подключены к первому и второму входам дешифратора, прямой и инйер ный выходы знакового разряда первого накапливающего сумматора подключены к третьему и четвертому входам дешифратора соответстве1шо, прямой и инверс ный выходы знакового разрада второго накпгйивающего сумматора соединены с пятым и шестым входами дещифратсфа соответственно, первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора подклю чены к третьим управляющим входам элементов И третьей, четвертой, пятой и шестой групп соответственно. На чертеже приведена блок-схема , устройства для сравнения двоичных чисе Устройство содержит регистр 1, накапливающие сумматоры 2 и 3, группы элементов И 4-5 записи чисел, группы элементов И 6-9, группы элементов ИЛИ 10, элементы задержки 11-.13, элементы ИЛИ-НЕ 14 и 15, дешифратор 16, управляющий вход 17, информационные щины 18-2О, выходные шины 21.-24, группу элементов ИЛИ 25. Дешифратор 16 представляет собой комбинационный автомат без памяти, реализующий следующие логические функции: гХ , XQ - число А меньше нижнего предела Н допуска (А Н); XXVX XoXYri- число А в допуске (); f .Y« - число А равно заданному номиналу (А N) . з- Х ч.о. - число А больше верхнего предела В (). При этом Х, X,j, - сигналы единичного состояния знаковых триггеров соответст венно сумматоров 2 и 3; Х, Хп - сигналы нулевого состояния знаковых триггеров соответственно сумматоров 2 и 3; t ,j - сигналы наличия отрицательного нуля соответственно в CVM маторах 2 и 3; сигналы отсутствия отрицательного нуля соответственно в сумматорах 2 и 3. Устройство работает в двух режимах: в режиме сравнения чисел с допусками и в режиме сравнения чисел с заданным номиналом N , Значения нижнего и верхнего пределов допуска по информационным шинам 19 и 2О записываются в накапливающие сумматоры 2 и 3. Числа для сравнения поступают в регистр 1 в параллельном или последовательном кодах в зависимости от типа источника сравниваемых чисел по шине 18. Сигнал управления с входа 17 подается на управляющие входы групп элементов И 4 и 5 и на вход элемента задержки 11. Группа элементов И 5 открывается, и обратный код числа с инверсных выходов регистра 1 через группу элементов ИЛИ Ю поступает в сумматоры. В сумматорах 2 и 3 образуются обратнью коды сумм соответственно нижнего и верхнего пределов со сравниваемым числом, гфи этом состояние знаковых триггеров суммато ;ров зависит от значений пределов допусков и сравниваемого числа. На информационные входы элементов И 6-9 подается значение кода сравниваемого числа, а на их управляющие входы поступает сигнал управления с выхода элемента задержки 11 и соответствующие сигналы с выходов «(, 1, с, с) деши(}ратора 16с зависимости от соотношения, сравниваемого числа с пределами допуска. Если число А меньше нижнего предела Н (), то появляется управляющий сигнал на выходе а дешифратора 16, так как в этом случае . XQ 1. Сравниваемое число А поступает на выходную шину 21 -Меньше. Если число А находится в допуске (), управляющий сигнал появляется на выходе дешифратора 16, так как гфи Х Х 1, а гфи А В Х, XQ 1 и V,, V«2 Сравниваемое число А поступает на выходную шину 22 В допуске. Если число А больше верхнего предела В, управляю- щий сигнал появляется на выходе d деши4 атора 16, так как в этом случае

Xj, Хг2 1 иЛ 1 i- Сравниваемое число А поступает на выходную шин 2.4 Больше. Сигнал угфавления, задержанный элементом задержки 12 на емя вьздачи сравниваемого числа на одну из шин 21, 22 и 24, поступает на группу элементов И 4. Кодг сравниваемого числа с прямых выходов регистра 1 через группы элементов И 4 и ИЛИ 1О подается на входы сумматоров и прибавляется к содержимому сумматоров 2 и 3 В сумматсфе 2 восстанавливается код нижнего тфедела допуска, а в- сумматоре 3 - верхнего. Сигнал управления, задержанный элементом задержки 13 на время восстановления пределов допуска в сумматорах 2 и 3, поступает на |шину сброса регистра 1 и очищает регистр, подготавливая его к приему нового числа для сравнения. Таким образом, сравнение записанного в регистр 1 числа с нижним и верхним пределв.ш допуска и Выдача сравниваемого числа на одну из шин 21 Меньше, 22 В допуске и 24 Больше осуществляется за два такта работы устройства. В

первом такте сравниваемое число записьшается в регистр I, а во втором такте подается управляющий сигнал на Вход 17 устройства и производится сравнение и вьщача числа из регистра 1 т. одну из выходных шин 21, 22 и 24 устройства. В режиме сравнения чисел с заданным номиналом N вместо двух пределов допуска Н и В в оба сумматч а

2 и 3 записывается одно число Н. , Поступающие в регистр 1 числа сравни- . ваются с этим заданным номиналом N и выдаются на одну из выходных шин 21 Меньше, 23 Равно и 24 Больше устройства.

Работа устройства, когда число А меньше или больше заданного номинала N, аналогична случаям и соответственно в режиме 1. Если число А авно N (A N), то в этом случае оба умматора 2 и 3 будут в состоянии отрицательный нуль, т.е. п 1 и Х 1. Утфешпяющий сигнал появляется на выходе с детиифратора 16, и сравниваемое число поступает на выходную шину 23 Равно устройства.

Функциональные возможности Щ)едложенного устройства расш1фяются за счет сравнения двоичных чисел не только с верхним и нижним допусками, но и с заданным номиналом. Надежность 1федлагаемого устройства в сравнении с известным повышена, так как в нем устранена неоднозначность сравнения для случаев, когда сравниваемое число авно верхнему или нижнему допускам.

Форм у л а изобретения

Устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее регистр, накапливаюгч шие сумматоры, группы элементов И, ИЛИ, элементы задержки, элементы ИЛИНЕ, дешифратор, причем первая информационная шина устройства соединена с вход ом ргистра прямые и инверсные выходы которог соединены с информационными входами элементов И первой и второй групп соответственно, щзямые выходы регистра подключены соответственна к информационным входам элементов И третьей, четвертой, пятой и шестой групп, выходы эг элементов И первой группы соединены с первыми входами элементов ИЛИ первой и второй групп, выходы элементов И втсрой группы подключены ко вторым входам элецентов ИЛИ первой и второй групп, выходы элементов ИЛИ первой k втсрой грухш соединены с установочными входами первого и второго накапливающих сумматоров соответственно, вторая и третья информационные шины устройства подключены к информационным входам первого и второго накапливаю- пшх сумматоров соответственно, четвертые выходы которых соединены с входами .первого и в торого Элементов ИЛИ-.

ИГ: соответственно, управляюиисй вход устройства подключен к управляющим входам эломентов И первой группы и через первый элемент задержки к первы управляющим входам элементов И третьей, четвертой, пятой и шестой групп и к входу второго элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входами элементов И второй rjjynnu и через третий элемент задержки с установочными входами регистра, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ подключены к первому и второму входам регистра, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет сравнения с произвольными допусками и повышения надежности, в нем хфямой и инверсный Выходы знакового разряда первого накапливающего сумматора подключены к третьему и четвертому входам дешифратора соответственно, гфямой и инверсный выходы знакового разряда

второго накапливающего сумматора соединены с пятым и шестым входами дешифратора соответственно, первый, второй, третий и четвертый; выходы деши атора подключены к третьим управляющим входам элементов И третьей, четвертой, пятой И шестой групп соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 538358, кл, Q 06 F 7/04, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 28О1894/18-24, кл. q 06 F 7/04, 1979 (прототип).