Устройство для определения положения числа на числовой оси относительно двух других чисел Советский патент 1982 года по МПК G06F7/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах распознавания образов,

Известно устройство для сравнения, которое содержит регистры сравниваемых чисел, генератвр импульсов, узлы формирования сигналов, элеме нт И, элементы задержки, элементы памяти и элемент НЕ 1.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности обнаружения близости внутренней точки к концам отрезка.

Известно устройство для сравне-. ния, содержащее три числовых регистра, две схемы сравнения, включенные между парами числовых регистров и блок управления, позволяющее определять принадлежности произвольного числа к отрезку, образованному двумя другими числами 2.

Однако это устройство не позволяет сравнивать близость точки к разным концам отрезка (интервала).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения положения числа на числовой оси относительно двух других чисел, содержащее три регистра чисел, две схемы сравнения, включенные между ними и элементы И, с помощью которых анализируются результаты, получаемые на выходах двух схем сравнения 3.

Однако схемы сравнения в известном устройстве явлупотся полноразрядными, что обуславливает сложность выполнения устройства.

Цель изобретения - сокращение обо10рудования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения положения числа на числовой оси относительно двух других чисел, содержащее

15 три регистра, две схемы сравнения, входы первой схемы сравнения соединены с выходами первого и второго регистров, входы второй схемы сравнения соединены с выходами второго и

20 третьего регистров, содержит два.блока анализа, два триггера и блок управления, причем первый, второй и третий входы каждого блока анализа соединены с первым, вторьлм и третьим

25 выходами соответствующей схемы сравнения соответственно, четвертый, пятый и шестой входы каждого блока анализа соединены с первым, вторым и .четвертым входами другой схемы срав30 нения соответственно, седьмой и восьмой чходы каждого блока анализа соедииони с и вторым выходами Г)лг) уг1рс)В. соответственни, девятый н дес:я1глй вкода каждого блока аиали- ч подключены соответственно к прямому одноименного трнггера н инверсному выходу другого три гера, первый и второй выходы каждого блока анализа подключены к единичному и нулевому входам соответствующего триггера, третий выход каждого блока анализа подключен к соответствующему входу Слока управления третий выход которого соединен с входами синхронизации триггеров, чет вертый выход блока управления подключен к входам сдвига регистров, пя тый выход блока управления подключе.ч к выходу признака окончания работы устр зйства, третий, четвертый и пятый входы блока управления соединены соответственно с входом начальной установки, входом пуска и входом внешней синх ронизации устройства, при этом каждый блок анализа содержит шесть элементов И и три эле мента ИЛИ, причем входы первогоэлемента И подключены к первому и пятому, второго элемента И - к второму и десятому, третьего элемента И - к 1етвертому и десятому, четвертого элемента И - к третьему, шестому и девятому, пятого элемента И - к второму, четвертому и десятому, шестого элемента И - к восьмому и девятому входам данного блока анализа, выход первого элемента ИЛИ каждого блока анализа, входы которого подключены к седьмому входу данного блока анализа и выходу первого элемента И, .подключен к первому выходу данного блока анализа, выходы второго и трет его элементов ИЛИ каждого блока анализа, входы которых подключены к выходам соответственно второго и треть его элементов И и четвертого, пятого и шестого элементов И подклю чены к второму и третьему соответственно выходам данного блока анализа Блок управления содержит первый и второй генераторы тактовьгх импульсо счетчик, элемент ИЛИ, элемент И, эле -, мент задержки, элементы НЕ и триггер, причем первый и второй входы блока подключены к первому и втором входам элемента ИЛИ соответственно и через соответствующие элементы НЕ к первому и второму входам элемента соответственно, третий вход которог соединен с третьим входом элемента ИЛИ и выходом счетчика, третий вход блока пoдклю eн к единичному входу триггера, входу начальной установки счетчика и первому входу блока, чет вертый вход блока соединен с входом запуска первого генератора импульсо и через элемент задержки- с входом запуска второго генератора импульсо входы останова генератор(;в импульсов гюдключены к выходу элемента ИЛИ, входы синхронизации генераторов импульсов подключены к пятому входу блока, второй выход которого соединен с инверсным выходом триггера, нулевой вход которого подключен к выходу элемента И, выходы первого и второго ,генераторов импульсов подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока, пятый выход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход второго генератора импульсов подключен к счетному входу счетчика. На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - вариант выполнения блока управления. Устройство содержит три числовых регистра: регистр первой границы 1, регистр второй границы 2 и регистр внутренней точки 3 отрезка (интервала) , две схемы 4 и 5 сравнения, включенные соответственно между регистром 1 и регистром 3 и регистром 2 и регистром 3, два блока 6 и 7 анализа, два триггера 8 и 9. Выходы схем 10-17 сравнения 4 и 5 подключены к входам блоков 6 и 7 анализа, а именно: к входам 18-23. первого блока анализа 6 подключены,соответственно, выходы 10-12 первой схемы 4 сравнения, выходы 14,15 и 17 второй схемы 5 сравнения: к входам 24-29 второго блока анализа 7 подключены соответственно выходы 14-16 второй схемы 5 сравнения и выходы 10 и 13 первой схемы 4 сравнения. Входы 30 и 31 первого блока 6 анализа подсоединены соответственно к прямому выходу первого триггера 8 и инверсному выходу второго триггера 9, а входы 32 и 35 второго блока 7 анализа - к прямому выходу второго триггера 9 и инверсному выходу первого триггера 8. Выходы 3437 блоков 6 и 7 анализа соответственно подключены к входам одноименных триггеров 8 и 9. Блоки 6 и 7 имеют также выходы 38 и 39 соответственно. Устройство сбдержит блок 40 управления. Блок 6 анализа имеет, кроме того, входы 41 и 42, а блок 7 анализа - вход 43 и 44, Выходы 45 и 46 устройства соединены соответственно с выходами 38 и 39 блоков 6 и 7. Блок 6 анализа содержит элементы И 47-52 и ИЛИ 53-55. Блок 7 анализа содержит элементы И 56-61 и ИЛИ 62-64. В первом блоке 6 анализа входы элемента 47 подсоединены к входам 18 и 22, входы - элемента И 48 - к входам 19 и 31, входы элемента И 49 к входам 21 и 31, входы элемента И 50 - к входам 20,23 и 30, входы элемента И 51 - к входам19,21 и 31, входы элемента И 52 к входам 42 и 30, нход(,1 эломпнто ИЛИ f)3 подсоединены к входу 41. и к ниходу элемента И 47 выход элемент;) ИЛИ ЬЗ подключен к в ходу 34 блока 6 анализа, входы эле-: ментов ИЛИ 54 и 5S подсоединены к выходам, соответственно, элементов И 48 и 49 и элементов И 50-52, а вы ходы подключены к выходам 35 и 38 блока 6 анализа. Второй блок 7 анализа выполнен аналогично. Блок управления 40 содержит гене раторы тактовых импульсов 65 и 66, счетчик 67 по модулю т-1, элемент ИЛИ 68, элемент И 69, элемент 70 за держки, элемент НЕ 71 и 72, триггеры 73, выходы 74-77, входы 78 и 79, выход 80, выходы 81-83, Входы 78 и 79 подключены к выход 38 и 39 блоков 6 и 7 соответственно выход 76 - к входам синхронизации триггеров 8 и 9, выход 77 - к входа сдвига регистра 1-3, выход 75 - к входу 42 блока 6 и входу 44 блока 7 выход 74 - к входу 41 блока 6 и вхо ду 43 блока 7. Выход 80 соединен с выходом признака окончания работы, вход 81 - с входом начальной установки, вход 82 - с входом пуска, вх 83 - с входом внешней синхронизации устройства. Работа устройства описывается на следующих соотношениях. Пусть У X У., (или У, X У2 ) / где X и У, (1 1,2) - двоичные коды Тогда X х,Х2... х„, Y, у,, У 2---У,т и веса разрядов убывают в порядке возрастания их номеров. Введем величины d,ij)lYai)-Kii)H,u) d,lil Xali)-MlM-l UVMill,. .x,x,...xj,4 ibls;,.j..,4,j,3 1- Тогда A (т) ё О означает, что У ближе к X, чем другой конец интервала (отрезка ) . Можно показать, что d,(. Это значит, что для каждого конца интервала (отрезка) достаточно на каждом шаге сравнения, ведущегося от старших разрядов к младшим, фиксировать состояния d , (j) i О и (i) 1 f a при выполнении (1) - выдавать сигнал У;, означающиГ, что другой конец бли же к х. Закодируем состояния двух триггеровQrlc5,)Q. id,U)HV,Q,4d7li)o)-. Q,-4d,U)-M). Перебрав все возможные изменения (СОСТОЯНИЙ триггеров в занисимости от их предьшущих состояний и зиаченип Тэкуших разрядов чисел х, У и У , получим уравнения установки триггеров в единицу (3) и нуль (RJ R, RVM,MI b,-(5,5,)Q, Rj ,Si 5i (M,vw,)q а также о6, , (м,)0,; ai ,,8jv5MQ2, где. для данного j д,- , ; , где R - сигнал начальной Установки; S - сигнал конца сравнения (к ,S , а также С - сигнал синхронизации - управляющие сигналы). Устройство работает следующим образом. В числовые регистры 1-3 заносятся соответственно значения верхней, нижней границ отрезка (интервала) и внутренней точки. По сигналу СБРОС, поступающему на вход 81 блока 40 управления, сбрасывается счетчик 67, триггер 73 и все триггеры 8 и 9 (сигналом R с выхода 74 блока управления). По сигналу ПУСК, поступающему на вход 82 блока 40 управления ,запускается генератор 65 и с задержкой на один такт импульсов внешней синхронизации, поступающих на вход 83 блока 40 управления, (что осущесФвляется элементом 70) генератор 66. В первом такте осуществляется сравнение старших разрядов чисел, занесенных в регистры 1-3, на ::хемах 4 и 5 сравнения с выдачей на выходах 10-13 схемы 4 сравнения сигналов M,,S,,S.,, М и на выходах 14-17 схемы 5 сравнения сигналов M2/S2,Sj Mj, которые поступают на входы блоков 6 и 7 анализа, с выходов которых сигналы (по первому импульсу С с выхода 76 блока 40 управления заносятся в триггера 8 и 9. Во втором и во всех последующих тактах сначала ангшизируются состояния на выходах 78 и 79 блока 40 управления (наличие или отсутствие единичных сигналов оС и cv: ) и состояние счетчика 67 и затем, если 01 0 и 0 и нет переполнения счетчика 67, производится сдвиг информации в регистрах 1-3 (или сдвиг позиции опроса) по сигналу с выхода 77 блока 40 управления. Затем производится сравнение и занесение в триггеры 8 и 9 аналогично первому такту. Устройство прекращает работу при появлении единичного сигнала ос., или на одном из выходов устройства 45 или 46 (что означает - другой конец интервала (отрезка) ближе к данной внутренней тачке х), который отключает генераторы 65 и 66 тактовых им пульсов и вьадает сигнал Конец по выходу 80 блока 40 управления. Сигналы ос и ct2 могут появиться на любом такте сравнения, в зависимост от конкретных значений чисе.п. Если эти сигналы не появились и после tnтактов , то по сигналу переполнения счетчика 67 происходит остановка ге нераторов 65 и 66 тактовых импульсо с выдачей сигнала Конец и установка сигнала S 1 на входе 75 бло ка 40 управления, который поступает на входы 42 и 44 блоков 6 и 7 анали и, по которому может выработаться один из сигналов od или oCg i их от- сутствие и в этом случае означает, что внутренняя точка х делит отрезок строго пополам (равноудалена от У и У ) . Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет выбор конца интервала или отрезка, ближайшего к внутренней точке. Количество обор дования в устройстве не зависит от разрядности чисел, а вся процедура выбора конца интервала (отрезка) мо жет занимать отдвух до m тактов поразр адного сравнения, в зависимости от конкретных значений чисел, в среднем (т + 2)/2 такта. По сравнению с прототипом конструкция устройства упрощена за счет упрощения конструкции используемых схем сравнения. Формула изобретения 1. Устройство для определения по ложения числа на числовой оси относительно двух других чисел, содержа щее три регистра, две схемы сравнения, входы первой схемы сравнения соединены с выходами первого и второго регистров, входы второй схемы сравнения соединены с выходами втор го и третьего регистров, о т л и ч ю щ е е с я. тем, что, с целью сокращения оборудования, оно содержит |Два блока анализа, два триггера и блок управления, причем первый, вто рой и третий входы каждого блока ан лиза соединены с первым, вторым и третьим выходами соответствующей сх мы сравнения соответственно, четвер тый, пятый и шестой входы каждого блока анализа соединены с первым, в рым и четвертым выходами другой схе мы сравнения соответственно, седьмой и восьмой входы каждого блока анализа соединены с первым и вторым выходами блока управления соответст венно, девятый и десятый входы каждого блока анализа подключены соответственно к прямому выходу одноиме ного Tpvirrepa и инверсному выходу другого триггера, первый и второй выходы каждого блока анализа подключены к единичному и нулевому входам соответствующего триггера, третий выход кажддого блока анализа подключен к соответствующему входу блока управления, третий выход которого соединен с входами синхронизации триггеров, четвертый выход блока управления пддключен к входам сдвига регистров, пятый выход блока управления подключен к выходу признака окончания работы устройства, третий, четвертый и пятый входы блока управления соединены соответственно с входом начальной установки, входом пуска и входом внешней синхронизации устройства, при этом каждый блок анализа содержит шесть элементов И и три элемента ИЛИ, причем входы первого элемента И подключены к первому и пятому, второго элемента И к второму и десятому, третьего элемента И - к четвертому и десятому, четвертого элемента И - к третьему, шестому и девятому, пятого элемента И - к восьмому и. девятому входам данного блока анализа, выход первого элемента ИЛИ каждого блока анализа, входы которого подключены к седьмому входу данного блока анализа и выходу первого элемента И, подключен к первому выходу данного блока анализа, выходы второго и третьего элементов ИЛИ каждого блока анализа, входи которых подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов И и четвертого, пятого и шестого элементов И, подключены к второму и третьему соответственно выходам-данного блока анализа . 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок управления содержит первый и второй генераторы тактовых импульсов, счетчик, эл емент ИЛИ, элемент И, элемент задержки, элементы НЕ и триггер, причем первый и второй входы блока подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ соответственно и через . соответствующие элементы НЕ - к первому и второму входам элемента И соoTBeTCTBeijHO, третий выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ и выходом счетчика, третий вход блока подключен к единичному входу триггера, входу начальной установки счетчика и первому входу блока, четвертый вход блока соединен с входом запуска первого генератора импульсов и через элемент задержки - с входом запуска второго генератора импульсов, входы останова генераторов импульсов подключены к выходу элемента ИЛИ, входы синхронизации генераторов импульсов подключены к пятому входу блока, второй выход которохо .соединен с инверсным выходом триггера, нулевой вход котсзрого подключен к выходу элемента И, выходы первого И второго генераторов импульсов подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока, пятый выход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход второго генератора импульсов подключен к счетному входу счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 310246, кл. G 06 F 7/00, 1971,

2.Авторское свидетельство СССР 243659, кл. G 11 С 15/00, 1969.

3.Авторское свидетельство СССР № 249047, кл. G 06 F 7/06, 1968 (прототип).

Т1Н

85 12 в в ff фиг Л