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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЬГХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления дискретной автоматики и устройствах цифровых вычислительных машин. .Известно устройство для сравнения чисел, содержащее тактовый генератор, выход которого соединен с входом первого элемента И, другой вход которого соединен с управляющей шиной, выход элемента И соединен с информациов1ными входами двух реверсивных счетчиков, управляющие входы которых подключены к выходам дву триггеров, а выходы - к входам первого и второго дешифраторов соответственно, выход первого дешифратора соединен с входами второго и третьего элементов И, другие входы которых подключены к выходу второго дешифратора и к одному из вы ходов первого триггера соответственно и к входу первого триггера, выход второго дешифратора через элемент задержки соединен с входом второго триггера, один ТО ВЫХОДОВ которого.соединен с входом четвертого элемента И, другой вход которого подключен к другому выходу первого триггера, другой выход второго триг-, гера соединен с - третьим входом первого элемента И, выход второго элемента И соединен с входом третьего триггера. Это устройство позволяет получить на выходах сигналы равенства сравниваемых чисел и знаков неравенства l . Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает получения предварительной оценки разности сравниваемых чисел. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее пор)азрядные узлы сравнения, в каждом из которых прямой вход первого числа и инверсный вход второго числа соединены с входами одного элемента ИЛИ, а прямой вход второго числа и инверсный вход первого числа - с входами другого элемента ИЛИ, выходьг элементов ИЛИ всех узлов и стробирующий вход соединены с входами элемента И,- выход которог подключен к входу элемента , вы ход совпадения обоих чисел подключен к выходу злемента И 2. , Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает оценку значений разности сравниваемых чисел, что необходимо для повышения скорости при автоматическом позиционировании. Пелью изобретения является расшире- йие функциональных возможностей устрой ства за счет определения значения разности сравниваемых чисел. Эта Цель достигается тем, что в устройстве для сравнения двоичных чисел, содерлсащем п поразрядных узлов сравнения, элементы ИЛИ-НЕ, причем информационные входы устройства соединены с информационными входами поразрядных узлов сравнения, нулевой выход каждого-i поразрядного узла сравнения ( i 1 ...,П-.1) соединен с нулевым входом ( +1)-го поразрядного узла сравнения, j -и выход первой и второй групп выходо каждого i -го поразрядного узла сравнения соединен с j -м входом соответствую щей группы входов ( + 1)-го поразрядного узла сравнения ( 1,.,., ), выходы П -го поразрядного узла сравнения подключены к первым входам элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы которых соед нены с шиной управления устройства, выходы элементов ИЛИ-НЕ подключены к выходным шинам устройства. Каждый поразрядный узел сравнения содержит элемент равнозначности, ячейки анализа и элементы ИЛИ, причем первый информационный вход поразрядного узла сравнения соединен с пер&Ыми входами элемента равнозначности и ячеек анализа, второй информационный вХод поразряд ного узла сравнений подключен к вторым входам элемента равнозтиачности и ячеек анализа, прямой выход элемента равнозначное м соединен с третьими входами ячеек анализа, инверсный выход подключен к первым входам элементов ИЛИ, второй вход нулевого элемента ИЛИ соединен с нулевым входом поразрядного узла сравнения, а выход - с нулевым выходом поразрядного узла сравнения, четвертые входы первых ячеек анализа первой .и второй групп соединены с нулевым входом поразрядного узла сравнения, четвертые входы каждой к-й ячейки анализа первой и второй групп (к 2, . .., 2-) соединены с (K-I)-N) входом соответствующей группы поразрядного узла сравнения, пятый вход каждой р -и ячейки анализа первой и второй групп (р 1, ...,2 -1) соединен с р-м входом соответствующей группы входов поразрядного узла сравнения, выход с -и ячейки анализа (С 1,,.., ) первой и второй групп соединен с (2 -1)-м выходо; соответствующей группы выходов поразрядного узла сравнения, выход m -го элемента ИЛИ первой и второй групп (1Л 1, ..., - 1) соединен с 2т-м выходом соответствующей группы поразрядного узла сравнения. Каждая ячейка анализа содержит два трехвходовых элемента ИЛИ-НЕ и двухвходовой элемент ИЛИ-НЕ, причем первый вход ячейки анадиза соединен с первым входом первого элемента ИПИт-НЕ, второй вход ячейки анализа подключен к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, третий ячейки анализа соединен с вторыми входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, вь1ходы которых подключены к входам третьего элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вь1ходом 5гчейки анализа, четвертый вход ячейки анализа подключён к третьему входу второго элемента ИЛИ-НЕ, а пятый вход ячейки анализа соединен с третьим входом первого элемента .. На фкг. 1 представлена блок-схема устройства для случая П 4 ; на фиг. 2 футасциональная схема го узла поразрядного сравЯбния ( -i 4). Устройство содержит поразрядные узлы 1 сравнения, элементы ИЛИ-НЕ 2, выходные шины 3, шину 4 управления, информационные входы 5 и 6, элемент 7 равнозначности, ячейки 8 анализа, каждая из которых состоит из элементов ИЛИ-НЕ 9-11, входы 12 поразрядных узлов 1 сравнения, выходы 13 поразрядньк узлов 1 сравнения, элемен1ы ИЛИ 14. Устройство работает следующим образом. Пусть, например, первое число равно 6 (ОНО), а второе - 11 (1О11). В поразрядный узел 1 сравнения по входу 5 подается нулевой сигнал, а по входу 6 - единичный, поэтому на прямом выходе элемента 7 равнозначности узла 1 будет нулевой сигнал, а на инверсном единичный, который подается на вход элемента ИЛИ 145 узла 1. На выходе элемента ИЛИ 14з, а значит и на выходе iЗ будет также единичный сигнал. Поскольку на входе 5, и на прямом выходе элемента 7 равнозначности будут нулевые сигналы, на входы элемента ИЛИ-НЕ 1О ячейки анализа 8} узла 1| подаются нулевые сигналы, и поэтому на его выходе имеется единичный сигнал. Этот сигнал независимо от состояния элемента ИЛИНЕ 9 ячейки Й вызовет появление нулевого сигнала на выходе IS. На входы элемента ИЛИ-НЕ 10 ячейси 8. узла 1 подаются нулевые сигналы, поэтому на его выходе будет единичный сигнал, а на выходе 13, независимо от состояния элемента ИЛЙ-НЕ 9 ячейки 84. будет нулевой сигнал.

Остальные выходы узла 1 не используются, поэтому состояние их не имеет значения.

В поразрядном узле сравнения по входу 5 подается единичный сигнал, а по входу б2 - нулевой, поэтому на прямом выходе элемента 7 равнозначности будет нулевой сигнал, а на инверсном - единичный, который подается на вход элемента ИЛИ 14, на выходе которого (на выходе 13у), также будет единичный сигнал.

Поскольку на выходе 62 на прямом выходе элемента 7 равнозначности и на

входе 122 У ® входы элемента ИЛИ-НЕ 9 ячейки 83, подаются нулевые сигналы, на выходе его будет единичный сигнал. Поэтому на выходе 13 ячейки 81 узла Ij независимо от состоя- шш элемента ИЛИ-НЕ 10 будет нулевой сигнал.

Так как с выхода элемента 7 равнозначности на элемент ИЛИ 14,2 поступать единичный сигнал, такой же сигнал будет на выходе 13д. На вход элемента ИЛИ-НЕ 9 ячейки 8 подается единичный сигнал с входа 12/, а на вход элемента ИЛИ-НЕ 10 ячейки 8ц. - единичный сигнал с входа 5я, на выходах элементов ИЛИ-НЕ 9 и 1О ячейки 8 будут нулевые сигналы, а на выходе 13а единичный.

Так как с выхода элемента 7 равнозначности на элемент ИЛИ 14л будет поступать единичный сигнал, такой же сигнал будет на выходе 13.

Аналогично в узле Ig на выход 13ij подается нулевой сигнал, на выходы , 13j- 13- - единичный, а в узле f на выход поступает нулевой сигнал, а на выходы 13j-13p, единичный.

При подаче нулевого сигнала по шине 4 на выходе , соответствующем значению вазности -5 будет единичный сигнал, а на остальных выходах - нулевой.

В рассмотренном примере выполнения схемы сравнения имеются четыре поразрядных узла 1 сравнения (для сравнения двоичных чисел от О до 15) и выходы 3 для значений разности -5, -4, -3, -2, , О, , +2, +3, +4, +5, однако количество узлов 1 и выходов 3 различных значений разности и величины этих значений могут быть различными.

Структура схемы весьма удобна с точки зрения ее реализации. Эффективность устройства обуславливается возможностью его использования для получения серии предварительных команд замедления и ускорения движущихся объектов при их автоматическом адресовании в абсолютной системе отсчета. Использование предлагаемого устройства позволяет за счет обеспечения плавного замедления значительно увеличить скорость перемещения автоматизированного подъемно-транспорт ного оборудования и его производитель ность.

Ф о р мула изобретения

сравнения ( 12 - 1), выходы П-ч

поразрядного узла сравнения подключены к первым входам элеменюв ИЛИ-НЕ, вторые входы которых соединены с шиной управления устройства, выходы элементов ИПИ-НЕ подключены к выходным шинам устройства.

фие.2