Устройство для сравнения чисел Советский патент 1982 года по МПК G06F7/02 

Изобретение предназначено для использования в автоматике и вычислительной технике, в частности в цифровых системах контроля и обработки информации.

Известно устройство для сравнения чисел по модулю, содержащее триггеры, логические элементы И и ИЛИ, которое выполняет сравнение одноименных разрядов двух чисел l.

Известно также устройство для сравнения чисел, содержащее триггерс тремя устойчивыми состояниями, элементы И-НЕ, элементы неравнозначности, которое выполняет сравнение чисел, заданных последовательными кодами, начиная как с младших, так и со старших разрядов 2}. . .

Однако эти устройства не могут осуществлять выборку наибольшего и наименьшего из следующих друг за другом чисел, заданных последовательным кодом, начиная со старших разрядов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для сравнения чисел, содержащее триггеры, элементы Kj ИЛИ, И-НЕ, регистр сдвига, кольцевой сдвигающий регистр, причеминформационный вход устройства соединен с первыми входами первого, и второго элементов , первого, второго и третьего элементов И, пеЕ5вь:й вход управления устройства подключен к второму входу первого элемента И, и к первому входу четве{)того элемента И, выход.первого элемента И-НЕ соединен с третьим входом первого, элемента И и с вторым входом четвертого элемента И, выход первого

10 элемента И подключен к входу установки в единичное состояние первого триггера, выход четвертого элемента И соединен с входом установки в-единичное состояние второго триггера, ий-г

15 версный выход которрго подключен к второму входу третьего элемента И, и к первому входу пятого элемента И и к четвертому входу первого элемента И, инверсный выход первого триг20гера соединен с вторым входом второго элемента И, с первым входом шестого элемент-а И и с третьим входом четвер.того элемента И, прямой выход второго триггера подключен к третьему вхот

25 ду второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а выход-- к входу регистра сдвига,

30 выход которого соединен с вторым вхо-. дом первого элемента И-НЕ, с четвер тым входом четвертого элемента И, с первым входом седьмого элемента И, вторым входом пятого элемента И, С вторым входом шестого элемента И, выходфл пятого, шестого и седьмого элементов И соединены с третьим, че вертым и пятым входами первого элемента ИЛИ, соответственно, второй вход управления устройства соединен с третьим входом третьего и шестого элементов И, третий вход управления подключен к третьим аходам второго и пятого элементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с первыми вхо дами восьмого и девятого элементов и-НЕ, второй ход девятого элемента И подключен к информгщионному входу устройства, выходы восьмого и девятого элементов И соединены с входами установки в единичное состояние третьего и четвертого триггеров, соответственно, инверсный выход третьегц триггера подключен к третьему входу девятого элемента И, а инверсный выход четвертого триггера соединен с вторым в.ходом восьмого элемента И, четвертый вход управления устройств подключен к третьему входу восьмого элемента И, к четвертому входу девятого элемента Ник второму входу се дьмого элемента И, выход регистра сдвига соединен с четвертым входом восьмого элемента И и с вторым входом второго элемента И-НЕ, а инверсные выходы третьего и четвертого триггеров подключены к первому и вто рому входам десятого элемента И, соо ветственно, выход Которого соединен первым входом второго элемента ИЛИ, прямые выходы второго и четвертого триггеров подключены к вторым входам одиннадцатого элемента И, выход кото рого соединен с вторым входом второг элемента ИЛИ, инверсные выходы перво го и второго триггеров подключены к первому и второму входам двенадцатог элемента И, соответственно, выход ко торого соединен с третьим входом вто рого элемента ИЛИ 3 J. Однако это устройство не учитывает энаки сравниваемых чисел. 4ft Целью изобретения является расши3 ение функционалы х возможностей пу ,тем учета-знаков сравниваемых чисел Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения чисел, содержащее регистр сдвига, триггеры, элементы И, элементы НЕ, элемент ИЛИ, причем шина управления записью первого числа устройства соединена с первыми входами первого, и второго элементов И, шина сброса устройства соединена с входами Уста новки в О первого и второго триггеров, информационный вход устройства соединен с вторым входом второго элемента И и входом первого элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом записи регистра сдвига, выход регистра сдвига соединен с первым входом седьмого элемента И, вторым входом первого элемента И и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с третьим входом первого элемента И, инверсный выход первого триггера.соединен с четвертыми входами .первого и второго элементов И, выход седьмого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера соединен с вторым входом седьмого элемента И, шина управления сдвигом устройства соединена с входом сдвига регистра, шина задания режима сравнения выбора максимума устройства соединена с первыми входами третьего и четвертого элементов И, а Ьина задания режима сравнения выбора минимума устройства - с первыми входами пятого и шестого элементов И, введены триггеры, элементы И и ИЛИ, причем инверсный выход второго , триггера соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым .входомпервого элемента ИЛИ, выходы третьего и шестого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, информационный вход устройства соединен с вторым входом восьмого и .первым входом девятого элементов И, выход первого элемента И соединен с первыми входами четвертого элемента ИЛИ и десятого элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом одиннадцатого элемента И и- вторым бходом четвертого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с входом Установки в 1 первого триггера, выход одиннадцатого элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ; выход которого соединен с входом Установки в 1 второго триггера, выход регистра сдвига соединен с вторым, входом девятого элемента И, выход которого соединен с входом Установки в 1 третьего триггера, прямой выход третьего триггера соеди-; нен с вторыми входами третьего и пятого элементов И, инверсный выход .- с втоЕялми входами четвертого и шестого элементов И, шина управления сдвигом устройства соединена с входом Установки в 1 четвертого триггера, прямой выход которого соединен с третьими входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, инверсный выход - с третьим входом девятого элемента И и первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов И, второй вход двенадцатого элемента И соединен с первым входвм четвертого элемента И, второй вход тринадцатого элемента И соединен с первым входом шестогоэлемента И, выходы двен дцатого и тринадцатого элементов И соединены с третьими входалм соответственно второго и третьего элеме тов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входамг-1 соответственно одиннадцатого идесятого элементов И, Выход десятого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ, входы Установки в О третьего и че вертого триггеров соединены с входом Установки в О второ.го триггер На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства. Оно содержит регистр 1 .сдвига, триггеры 2-5, элементы И 6-18, элементы ИЛИ 19-23, элементы НЕ 24 и 2 шину 26 сброса устройства, информационный вход 27 устройства, шину 28 управления сдвигом устройства, шины 29 и 30 задания режима сравнения, шину 31 управления записью первого числа. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии регистр 1 сдвига свободен, а триггеры 2-5 установлены в нулевое состояние. Если на шине 29 задания режима сравнения установлен единичный сигнал выбо ки наименьшего из следующих друг за другом чисел, то на выходе элемента И 11, а, следовательно и на выходе элемента ИЛИ 20 будет единичный сигнал. В случае, если на шине 30 задания режима сравнения установлен единичный сигнал выборки наибольшего из следующих друг за другом чисел, то на выходе элемента И 12, а, следовательно и на выходе элемента ИЛИ 21 будет единичный сигнал. Каждое число, поступающее на информадионный вход 27 устройства, состоит из знакового разряда и модуля числа, представленного последовательным прямым кодом,начиная со старших разрядов. В период следования кода первого числа единичного потенциала на шине 31 управления записью первого числа нет. Код первого числа, поступающий на информационный вход 27, записывается через элементы И 16, ИЛИ 23 в регистр 1 сдвига. При этом триггер 3 устанавливается в единичное состояние первым импульсом на шине 28 управления сдвига устройства. Сигнал сброса, поступающий после первого числа на шину 26, устанавлив ает триггеры 2-5 в нулевое состояние. При поступлении второго и последу ющих чиселна информационный вход 27 на шине 31 управления записью , первого числа должен быть единичный сигнал. С приходом кода второго числа на выходе регистра 1 сдвига появляется код предыдущего числа. Входной код и код, записанный в регистре 1 сдвига, синхронно одноименными разрядами в прямом и инверсном виде через элементы НЕ 24 и 25 поступают на элементы И 6 И 7, где производится их поразрядное сравнение. Кроме того, входной код и код регистра 1 сдвига синхронно поступает на входы элемента И 8. Если знаковые разряды неравнозначны, например,на информационном |входе 27 присутствует 1 (отрицательное число), а на выходе регистра 1 сдвига - О (положительное число), то на выходе элемента И 7 будет единичный сигнал, который, при единичном сигнале на выходе элемента ИЛИ 21, через элементы И 14, ИЛИ 22 устанавливает триггер 5 в единичное состояние. В случае, если знаковые разряды неравнозначны и на к.1формационном входе 27 присутствует О (положительное число), а на выходе регистра - 1 (отрицательное число), то на выходе элемента И 6 будет единичный сигнал, который при единичном сигнале на выходе элемента ИЛИ 20 через элементы И 13 и ИЛИ 22 устанавливает триггер 5 в единичное состояние.При этом триггер 4 устанавливается в единичное состояние и обеспечивает запрет дальнейшего сравнения чисел элементами И 6 и 7 а триггер 5 обеспечивает прохождение числа с выхода регистра 1 сдвига через элементы И 15, ИЛИ 23 или числа с информационного входа 27 черезэлементы И 16, ИЛИ 23 на вход регистра 1 сдвига. Если число, записанное в регистр 1 сдвига, и число, поступающее на информационный вход 27 устройства, положительны (в знаковых разрядах) О , то сигналы на выходах злемен-г тов И 6-8 отсутствуют. При.этом триггеры 2,4 и 5 сохраняют своб состояние. . Если в знаковых разрядах указанных чисел установлены 1 т.е. эти числа отрицательны, то сигналы на выходах элементов И 6 и 7 отсутствуют, а сигнал на выходе элемента И 8 устанавливает триггер 2 в единичное состояние. При этом триггеры 4 и 5 сохраняют свое состояние и обеспечивают дальнейшее сравнение чисел и прохойщение входного знакового разряда через элементы и 16, ИЛИ 23 на вход регистра 1 сдвига. I Импульс сдвига, поступающий на 1шину 28 управления сдвигаустройст-. ва после знакового разряда устанавливает триггер 3 в единичное состояние. Вместе с тем, если на шине 29 задания режима сравнения - единичны сигнал выборки наименьшего из следующих друг за другом чисел и триггер 2 установлен в единичном состоя нии или на шине 30 задания режима сравнения есть единичный сигнал выборки наибольшего из следующих друг за другом чисел и триггер 2 находит ся в нулевом состоянии, то на выход соответствующего элемента И 9 или И 10, а, следовательно, и на выходе . элемента ИЛИ 20 возникает единичный сигнал. В случае, если на шине 29 задани режима сравнения установлен единич ный сигнал выборки наименьшего из следующих друг за другом чисел и триггер 2 установлен в нулевое состояние или на шине 30 задания режима сравнения имеется.единичный сигнал выборки наибольшего из следующих друг .за другом чисел и триггер 2 находится в единичном состоянии , то на выходе соответствующего элемента И 17 или И 18, а следовательно, и на выходе элемента ИЛИ 21 возникает единичный сигнал., В случае, если одноименные число вые (модульные) разряды равнозначны, то сигналы на выхода;х соответст вующих элементов И отсутствуют. При этом триггеры 4 и 5 сохраняют свое состояние. Если в первой неравнозначной ситуации О соответствует коду с выхода регистра 1 сдвига и 1 коду на информационном входе 27,то появляется сигнал на выходе элемента. И 7, который при единичном сигна ле на входе элемента ИЛИ 21 чер.ез элементы И 14, ИЛИ 22 устанавливает триггер 5 в единичное состояние. В случае, если в первой неравноЬначной ситуации 1 соответствует коду с выхода регистра 1 сдвига и О - входному коду, то появляется сигнал на выходе элемента И 6, который при единичном сигнале на входе элемента ИЛИ 20 через элементы И 13, ИЛИ 22 устанавливает триггер 5 в единичное состояние. При этом триггер 4 устанавливается в единичное состояние и обеспечивает запрет дальнейшего сравнения чисел элементами И 6 и 7, а триггер 5 обеспечивает прохождение числа с выхода регистра 1 сдвига через элементы И 15 ИЛИ 23 или числа с информационного входа 27 через элементы И 16, ИЛИ 23 на вход регистра 1 сдвига. В результате в регистре 1 сдвига будет записано большее или меньшее из двух чисел, заданных последовательными кодами. Начиная со старших разрядов. При поступлении последующих чисел устройство работает аналогично. Таким образом, в регистре 1 сдвига будет записано в зависимости от заданного алгоритма работы либо наибольшее, либо наименьшее из следующих друг за другом чисел с учетом их знака. Изобретение расширяет функциональные возможности и, следовательно, область применения предлагаемого устройства за счет возможности сравнения одним устройством как положительных, так и отрицательных чисел. Формула изобретения Устройство для сравнения чисел,содержащее регистр сдвига, триггеры, элементы И, элементы НЕ, элемент ИОТИ, причем шина управления записью первого числа устройства соединена с первыми входами первого и второго элементов И, шина сброса устройства соединена с входами Установки в О первого и второго триггеров, информационный вход устройства соединен с вторым входом второго элемента И и входом первого элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом записи регистра сдвига, выход регистра сдвига соединен с первым входом седьмого элемента И, вторым входом первого элемента И и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с третьим вхо- дом первого элемента И, инверсный выход первого триггера соединен с . четвертыми входами первого и второго элементов И, выход седьмого элемента И соединён с первым входом первого и второго элементов И, выход седьмого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера,соединен с вторым входом седьмого элемента И, шина управления сдвигом устройства соединена с входом сдвига регистра, шина задания режима сравнения выбора максимума устройства соединена с первыми входами третьего и четвертого элементов И, а шина задания режима сравнения выбора минимума устройства -: с первыми входами пятого и шестого элементов И, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет учета знака снавниваемых чисел, устройство содержит триггеры, элементы И и ИЛИ, причем инверсный выход второго триггера соединен с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ,,

выходы третьего и шестого элементов И соединешл соответственнос первым и вторым входами, в-дорого элемента ИЛИ, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, информационный вход устройства соединен с вторым входом восьмого и первым входом девятого элементов И, выход первого элемента И соедийен с первыми входами четвертого Ълемента ИЛИ и десятого элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом одиннадцатого элемента И и вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с входом Установки в .1 первоготриггера, выход одиннадцатого элемента И соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом Установки в 1 второго триггера, выход регистра сдвига соединен с вторым входом девятого элемента И, выход которого соединен с входом Установки в 1 третьего триггера, прямой выход третьего триггера соединен с вторыми входами третьего и пятого элементов И, инверсный выход - с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, шина управления сдвигом устройства соединена с входом Установки в 1 четвертого

триггера, прямой выход которого сое|динен с третьими входами третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, инверсный выход - с тре- . тьим входом девятого элемента Ни первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементом и, второй вход двенадцатого элемента И соединен с первым входом четвер того элемента И, второй вход тринадцатого элемен0та И соединен с первым входом шестого элемента И, выходы двенадцатого и тринадцатого элементов И соединешл с третьими входами соответственно второго и третьего элементов

S ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входагл соответственно одинна :цатого и десятого элементов И, выход десятого элемента И соединен с вторым входом пятого .элемента ИЛИ,

входы Установки в О третьего и четвертого триггеров соединены с входом Установки в О второго триггера.

Источники информации.,

5 .принятые во внимание при экспертизе

1.Бруфман С.С.Цифровые элементы сравнения. ,М., энергия, 1967,

0.39, рис.226.

2.Авторское свидетельство СССР I 465445, кя.С 06 F 7/04, 1975.

0

3.Авторское свидетельство СССР 771664, кл.С 06 F 7/04, Г980.