JPS6014322A - デジタルデ−タコンパレ−タ - Google Patents

デジタルデ−タコンパレ−タ

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JPS6014322A
JPS6014322A JP12188983A JP12188983A JPS6014322A JP S6014322 A JPS6014322 A JP S6014322A JP 12188983 A JP12188983 A JP 12188983A JP 12188983 A JP12188983 A JP 12188983A JP S6014322 A JPS6014322 A JP S6014322A
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JP
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data
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JP12188983A
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Inventor
Takashi Yamazaki
山崎 傑
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INDEETA SYST KK
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INDEETA SYST KK
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/02Comparing digital values

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固定長ビットで構成されるデータを、そのビ
ット数数の大きさの如何に拘らず一定の高速で比較処理
しうるようにした、特に大きなビット数のデータの比較
処理の場合に好適な、汎用性を有するデジタルデータコ
ンパレータに関する。
あるデータについて、他のデータとの大小比較、或はそ
のデータがある範囲に存在するか否か等の判別を行う操
作は、一般によく行われるところである。しかるに、こ
のよう彦比較、判別機能を実現するには、特に取扱うデ
ータが比較的大きなビット数、たとえば50ビット以」
二となるような場合には、ゲート処理等回路が複雑とな
り、処理時間がかかつてしまうと共に、装置がコスト高
となってしまうという欠点があり、特にある範囲にある
ことを判別するためには、たとえば減算器或はマクニチ
ュードコ/パレータを2個用いる必要がある等、その桁
上げ遅延時間が比較動作の速度を決めるため、ビット数
の多い場合には高速動作の点から非常に煩雑な回路とな
らざるを得ないという欠点があった。
本発明は上述欠点に鑑み、二つの順位のランダムアクセ
スメモリ(以下RA Mという)と、該RAMにデータ
を書込む回路手段のみによってコンパレータを構成し、
極めて簡単な構成でありながら、たとえば50ビツト以
上という比較的大きなビット数のデータであっても、比
較機能によらず一定の高速動作を可能とし、たとえば6
4にビット%1スタティックRAMを用いた場合(この
RA、 Mのアドレス入力端子は16本)、64ビット
デー・タコンパレータとするには、第1順位のRA、M
はその各出力を4ビツトとして16個、又第2順位のR
A Mはその出力を4ビットとじて4個、計20個で形
成することができ、64ビツトの比較速度を約15Qn
sとなしうるようにすると共に、RA iVlに書き込
むデータにより、はぼ望んだ比較機能を実現しうるとい
う汎用性を有するデジタルデータコンパレータを提供せ
んトスるものである。
以下、図面に従って本発明の詳細な説明するが、第1図
は本発明の基本的原理を説明するための基本的回路構成
図であるが、この場合は第1順位のRAMを2個用いだ
rn−j−]ビットテデーコンパレータの例を示してお
り、1,2はそれぞれ第1順位のRAMで、アドレス入
力端子A。−An、A。
〜Am −n−1、出力端子り。−Dk、Do−D]を
それぞれ有し、該入力端子AにはデータX(m−+−t
ビット)の分割された部分データがアドレスバス4.5
を介して入力されるようになっている。3は第2順位の
RAMで、アドレス入力端子A。〜A1、出力端子り。
〜Djを有し、該RAM30入力端子Aは上記RAMI
、2の各出力端子にそれぞれアドレスバス6.7を介し
て接続された構成からなっている。尚、各RAMP、、
2.3の各記憶場所には、この場合比較基亭となるデー
タが予め書き込寸れているものとする。
従って、今比較すべきm+1ビツトからなる1組のデー
タX (Xo−Xm )を、+1−1−1ピツI・とm
−nビットのデータに分割し、アドレスバス4.5を介
して前者の部分データX。−XnをRA、Mlの入力端
子A。−A、nに入力し、後者の部分データXn−1−
3−翫をRAM2の入力端子A。
〜Am−n−1に入力する。RAM1..2はそれぞれ
2n+1,2r11−0個の記憶場所を有し、データX
が与えられると第1順位のRAMI、2のデータXに対
応する各記憶場所から、それぞれ1個のデータがRAM
I、2の出力端子に読み出される。
RAMIから読み出されたデータT。−Tkは、アドレ
スバス6を介して第2順位のRAM3のアドレス入力端
子A。−A、kに供給され、同様にRAM2からのデー
タTk+l〜T ]、+に+1.111、アドレスバス
7を介してRAM3の入力端子Ak−1−1,−A、1
−1−に+1に入力される。第2順位のRAM3は21
−1−に+2個の記憶場所を有し、上記入カデータTに
対応した記憶場所から1個のデータを選択し、結果とし
てデータZ (Zo、Zj )が比較されためるべきデ
ータとして得られることになる。
第2図は2糾のデータが比較の対象となる場合の、第1
図と同様の本発明に係る異なる他の回路構成図であるが
、この場合にも第1図と同様の回路構成をとることがで
き、2個の第1順位のRAM1’ 、2’のアドレス入
力端子An −An。
An−4−t 〜Azn−4−1及びAo 〜Am−n
−1、Am−n 〜A2m−2n−]に、それぞれデー
タX(XO〜Xm)。
データY (Yo−Ym )の分割された下位桁の部分
データXO〜Xn、Yo〜Yn1 及び分割された上位
桁の部分データXn+x −Xm、Yn−1−+〜Ym
が、それぞれアドレスバス4A、5A及び4B、5Bを
介して入力されるようになっている。従ってこのRAM
1.’ 、2’ にデータX、Yが力えられると、各指
定の記憶場所からのデータが各出力端子に読み出され、
同時にこれらのデータTO〜Tlc、Tk+1〜T I
 +に−1−1は、アドレスバス6A−,7Aを介して
第2順位のRAM3’のアドレス入力端子AO〜Ak、
Ak−1−1〜A I + k−1−]に入力される。
その結果RAM3’ の対応する記憶場所から各1個の
データが出力し、比較されためるべきデータZ(Z。
〜Zj )が得られることになる。この場合にも、予め
各RAMI’ 、2’ 、3’には比較基準となるべき
データが書き込まれているものとする。
以上の説明では、1組及び2組のデータを比較する場合
を述べたが、これらの比較データが大きなビット数であ
ったり、或は多数組の比較入力データである場合には、
第1順位の’RAMを多数個並列とし、各RA、Mに比
較人力データを多分割して入力し、同様に処理するよう
にずればよい。この際、第1順位のRA、 Mの出力ビ
ツト数が少々いと、望んだ機能を実現することができな
い場合があるが、一般的な比較機能では、第1順位のR
AMの出力は3乃至4ビットあれば十分である。
又、第1図の場合においては、論理的には比較入力デー
タXは、第1順位のRA、Ml及び2によりT空間に写
像され、さらにそのT空間を第2順位のRAM3により
出力データZに写像することになり、従って、この写像
をいかに行うかにより目的の結果が得られることに々る
。而して、この写像はそれぞれのRAMK書き込まれた
内容によシ定捷るので、各RAMに任意のデータを書き
込める手段を用意することにより、任意の機能をもつ比
較器を構成することができることになる。
第3図は、第1図の回路の各RAMに、このような1き
込み回路を組込んだ本発明に係るコンパレータの一例と
しての基本的回路の結線図であり、この場合、書き込み
アドレス信号の発生、及び任意のデータの書込みが容易
にできるようにするだめに、マイクロプロセッサ40が
用いられている。
第1図と同一の部分には同一の符号を付しであるが、R
AMI、2.3の各アドレス入力端子にはデータマルチ
プレクサ10,20.30の出力チャンネルQがそれぞ
れ接続され、該マルチプレクサ1.0. 20. 30
は各々マイクロプロセッサ40とアドレスバス42、制
御バス43を介して接続されると共に、マルチプレクサ
1.0.20の入力チャンネル■1には比較入力データ
Xが、マルチプレクサ300Å力チャンネル■lにはR
AM1.2の出力端子Doからの出力データがそれぞれ
入力されるようになっている。又各RA、 M 1 。
2.3の書き込み入力端子WE、及びマルチプレクサ1
0,20.30の制御入力端子sH1、マイクロプロセ
ッサ40と制御バス43を介してそれぞれ接続され、さ
らに各RA、 M 1. 、 2 、 3のデータ入力
端子DIは、マイクロプロセッサ40とデータバス41
を介してそれぞれ接続される等、各RAMI、2.3は
アドレス入力端子Aにマルチプレクサ10,20.30
を持つという以外は、通常のマイクロプロセッサにRA
Mを実装する場合と変らない。但し、各RAMは説明の
簡略化と比較結果の取シ出しをより高速とするために、
入力データと出力データが分離されているものを仮定し
た。
斯くして、第3図においてRAMI及び2にあるデータ
を1″き込む場合には、マイクロプロセッサ40の制御
により、データマルチプレクサ10及び20をマイクロ
プロセッサ40のアドレスバス42から情報を供給する
ように設定する。次いでマイクロプロセッサ40の書き
込み命令により、RAMI及び2の特定の記憶場所にデ
ータバス41を介してデータを書き込む。この操作を全
記憶場所ついて行い、写像のだめのデータをRAM1及
び2に書き込む。同様にしてRAM3についても写像の
だめのデータを書き込む。全データの(9) 省き込み終了後、マイクロプロセッサ40の制御により
、データマルチプレクサ1.0. 20. 30の各々
を比較入力側のデータが流れるように設定し、コンパレ
ータとしての動作が行われるようにする。その後データ
Xを入力し比較操作を行えはよい。
次いで、以下に本発明コンパレータによる比較操作の実
施例を示す。第4図は、第1図の各位を具体的にした場
合の一例であるが、本発明の理解を容易とし説明を簡略
化せしめる意味で、本発明コンパレークを用いる特別の
効果はないが、比較入力データXを8ビツトとし、m 
= 7 、n = 3 。
k=1.、]=1及びJ=1とした場合を説明する。
第4図において、データXの8ビツトは、下位桁4ビツ
トXO〜X3、上位桁4ピッl−XΦ〜X7に分けられ
て第1順位のRAM本、2にそれぞれ入力される。その
結果得られるRAMIの出力To 。
T]は、中間結果としての下位桁4ビツトの写像となシ
、同様にRAM2の出力T2.T3は上位桁4ビツトの
写像となる。次いでこれら中間結果と(10) しての出力TO乃至T8は第2順位のRAM3に入力さ
れ、その結果得られる出力Z (Zo、Z]、 )が、
最終目的の比較結果となる。
以下第5図乃至第7図及び第9図において、それぞれの
RA、 M 1〜3にどのようなデータを書き込むと所
望の機能が得られるかを示す。第5図は、一点のデータ
比較の場合における第4図の各RAM1乃至3の記憶内
容と、その相互の関連を示す説明図であるが、第5図の
3個の大きい四角形はそれぞれRA M 1乃至3に対
応しており、その中に有する各16個の格子の目−1、
それぞれ各RAM1乃至3の記憶場所を示し、その中の
「0」「1−1は該記憶場所の内容を示している。各記
憶の内容を表わすに際し、この場合各RAMの出力が2
ビットなので4進数とみなすと都合がよいため、4進法
で各分割した入力データ及び出力データを扱い、各格子
の目の中に内容を記入する。而して、各RA、 iVJ
の記憶場所を表現する手段として、横軸方向に各RAM
への入力データの下位2ビツトを4進法で割付け、縦軸
方向に上位2ビツトを(11) 同様に4進法で割伺けるっその際16個の格子の目が最
もq1純な形で位置づけられるように、たとえば入力デ
ータXの下位桁4ビツトが入力するRAMIについて、
横軸方向の中2桁を入力X。
が1の場合、又右方2桁を入力Xiが1の場合の位置と
してそれぞれ設定し、同様に縦軸方向の中2桁を入力X
2が1の場合、下方2桁を入力X3が1の場合の位置と
してそれぞれ設定する。従って入力Xo、 Xl及びX
2.X8をそれぞれ4進法で表わして、横軸方向の格子
の目を左方から順に0(以下単に04と示す)+ 14
+ 3’+ 2’、縦軸方向の格子の目を」二方から順
に04. 1−4・、34. 24・とじて各位置づけ
をする。即ち、横軸方向の左方からXo = O、X 
]、 = 0、Xo = 1 、XI = 01Xo 
=1、X+=1、xo=o+ X]ニー’=1、又縦軸
方向の上方からX2二Q、Xs二□、X2二1.xg=
0、X2:=l、 X3=1、X2 = O、X3 =
=−1の各入力がある場合の位置として順に設定する。
同様にして入力データXの上位桁の4ビットが入力する
R AM2、及びRAMP、、2からの各出力2ビツト
が(12) それぞれ入力するRAM3も、4進法で各格子の目を位
置づけし、個有の記憶場所として識別できるようにする
斯くして第5図で示す例においては、比較入力データX
が11.01.0101、即ち4進法で表わした場合の
31 ]、 14の時に、出力Zに01、即ち1番とい
う出力が生じる一点比較の場合を示している。これは比
較入力データXが31.114に一致した場合に、14
・という出力が生じる機能を有するコンパレータに相当
する。この機能を得るだめに、まず第1順位のRAMI
については114の場所に14を記憶させ、他の場所は
全て04を記憶せしめる。同様にRAM2に対しては記
憶場所314に14・を、又他の場所には全て04を記
憶せしめる。このようにすることによって、第1順位の
RAMI、2からの出力Tは、データXが31114、
の場合にのみそれぞれ同時に14・とすることができる
。一方、第2順位のRAM3については、同様に114
の場所に14を記憶させ、他の場所には04を記憶させ
ておくことにより、:RAM1..2か(13) ら114.のデータ入力がある場合にのみ、出力Zを1
4とすることができる。斯かる如き各RAMの各記憶場
所へのデータの記憶操作は、第3図に示す如くしてマイ
クロプロセッサ40により行えばよく、又比較すべきデ
ータXの値を変更する場合には、第1順位のRAMI、
2の記憶内容を同様にして変更すればよい。
第6図は複数のデータを比較する場合の第5図と同様の
説明図であるが、第5図と同様の部分については同一の
数字、記号等を付し、その説明は省略する。この場合に
は、入力データXが1.010 ]、 110即ち22
324、又は1101101.1(31234)の時出
力Zが01(14暑、及び11001100 (303
04)の時出力Zが10(24)となるようにした場合
を示している。この場合第1順位のRAM1.2につい
ては、データXが22324の時中間出力Tとして14
を割当て、データXが31234の時中間出力T七して
2手を割当て、さらにデータXが30304の時中間出
力Tとして34を割当てる。又第2順位のRA(14) M3については、中間出力Tが114又は224の時出
力Zに14.を、中間出力Tが334の時出力Zに24
・をそれぞれ与える記憶を行わしめる。尚、その他の状
態では出力Zが04となるように各場所の記憶をなさし
める。斯くして比較入力データXを入力した場合、所要
の比較機能によって所定の各入力の場合の時にのみ、出
力Zに01(14)の領域比較の場合の、第4図の各R
AM1乃至3の記憶内容とその相互の関連を示す説明図
であるが、この場合入力データが03304から121
24の範囲内にある時に、出力14を生ずるコンパレー
タのRAMの内容を示している。この場合、丑ず入力デ
ータXの上位桁(X4〜Xq )を比較するRAM2の
記憶内容の割当を定める。説明をわかり易くするために
、第8図の線分の一定範囲を対応させて図形化した説明
図を参照しながら説明するが、この第8図は、線分aの
所定の位置1)乃至1〕の各点を03004,033.
04,10004゜(15) 11004.12004と対応させ、点Cがら点gまで
の範囲i(斜線部分)において、出力Zを14とする関
係を示している。そこで、データXの上位桁034(第
8図点すから点6未満の範囲)の場合に対しては中間出
力Tに14・を割当て、デーに対しては中間出力Tに2
4を割当て、さらに124(四点fから点り未満の範囲
)に対しては34を割当てる。次いでデータXの下位桁
(Xo〜X3)を比較するRAM1の記憶内容の割当を
行うに際し、下位桁304(第8図の点C)から334
(同点6未満)までは出力Tに14を割当て、下位桁0
04(同点f)から124(同点g)までに対しては3
4を割当て、残シ全てに対しては24を割当てる。さら
に第2順位のRAM3に対しては、中間出力Tの114
・、214,224,234及び334に対して出力Z
を14とするように、各記憶場所の記憶を行わしめる。
斯くして、この場合には比較入力データXを入力した場
合、その値が(16) 所定の033旧から12124の値の範囲内にある時に
のみ、出力Zに01(14)の出力を生じさせることが
できる。
第9図は比較データの内のある特定ビットの比較を行う
必要がない場合の、上述各側と同様の説明図であるが、
この場合は8ビツトのデータXのうちビット6の桁の比
較をしない例で、データXが0IAOIIOI (IB
314)の時、即ちビット6のAが特定されない場合を
示している。この場合4進数の3桁目のB4はX5が0
.XaがAなので、B4がOO又は10の時にのみ出力
Tが14となるように、」二位桁に対するRAM2に割
当てればよい。RAMI、2の他の割当てについては第
5図の場合と同様にして行えばよく、RAM3は中間出
力Tが共に14の場合に出力Zに14が生じるようにす
ればよい。従ってこの場合には、比較入力データXを入
力した場合、8ビツトのうちの第6ビツトの値は特定さ
れることなく、01A011.01(IB314)の時
に出力ZKOI(14)勿ト出力することになる。
(17) 第10図は第2図の各位を具体的にした場合の一例であ
るが、説明を簡略化するだめに本発明コンパレータを用
いる特別の効果はないが、比較入力データX、Yを各4
ビツトとし、m=3.r+−1、に=1.、l=1及び
J−1とした場合である。
この場合、第1順位のRAMI’ 、2’ には、デー
タXとデータYとが同じ数の2ビットずつ入力される。
RAM1’ には互いの下位桁の2ビツトが入力され、
又RAM2’ には互いの上位桁の2ビツトが入力され
、第1順位のRAi■】、/ 、2/の出力Tはデータ
X、 Yの下位桁2ビツト、並びに上位桁2ビツトの比
較の中間結果の符号化されたものである。而して、その
中間結果の出力Tを第2順位のRAM3’ に入力する
ことによシ、所望の比較結果が得られることになる。
第11図は、2入力データの比較を行う場合における第
10図の各RA、Ml’ 乃至3′の記憶内容と、その
相互の関連を示す説明図であるが、この場合データX及
びデータYにつき、X<Yの時出力Z二14、x>yの
時Z=24、X=Yの時(18) Z=34を得る4ビットコンパレータを示している中間
結果出力Tに対しては、上位桁及び下位桁共に2ビツト
の比較で、x<yの時T−14、X)Yの時T−24、
X=Yの時T−34となるように、上述各側と同様にし
て符号化する。又第2順位のRAM3’ に対しては、
上位桁の比較であるRAM2’の結果の出力Tが14又
は24・であれば、下位桁の比較であるR A、 M 
1 ’ の結果の如何に拘わらず、14又は24をRA
M3’ の出力Zとして生じるように1.き込む。一方
、RAM2’ の比較結果が34の時、即ち」二位相の
比較の結果、両者の上位桁が等しい場合には、下位桁の
比較の中間結果としてのRAMI’ の出力Tを、その
ま−iRAM3’ の出力Zとして出力するように、デ
ータを各記憶場所に書き込む。斯くして、比較入力デー
タX、 Yの大小関係を比較し、X<Yの時には出力Z
に14を出力し、x>y、、x=yの時にはそれぞれ出
力Zに24..34を出力させることができる。
尚、本発明は」二連した実施例の如く、ビット数の小さ
いデータの比較作用においては、その比較能力の差は明
確に生じないが、大きなビット数のデータ、たとえば4
8ピツ]・、64ビット程度以上のデータ比較において
、その効果が顕著に生じ、その大小に拘らず、又比較機
能によらず一定の高速処理を可能とするものである。即
ち、比較速度は単に2つの順位のRA、 Mのアクセス
時間と、中間にある回路の遅延時間のみで定寸り、その
機能よらないからである。
以上の如く、本発明のコンパレータによれば、第1順位
と第2順位のRAMを適宜数並設接続するという簡単な
構成で、ビット数の大きいデータでも比較操作において
高速度に処理することが可能であると共に、容易にRA
Mの記憶データを1き変えることができるので、比較機
能を簡単に変更することができ、汎用性を有したコンパ
レータとすることができるという大きな特徴を有してい
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本的原理を説明するだめの基本的回
路構成図、第2図は2組のデータが比較の対象となる場
合の第1図と同様の本発明に係る他の回路構成図、第3
図は第1図の回路の各RAMへの書き込み回路を組込ん
だ本発明に係るコンパレータの一例としての基本的回路
の結線図、第4図は第1図回路の一実施例の結線図、第
5図乃屋第7図及び第9図はそれぞれ本発明に係る第4
図回路の各RAMに、機能に応じて必要なデータを書き
込んだ場合のそれぞれ異なる例の説明図、第8図は第7
図の領域比較の場合における各記憶場所へのデータ書込
み内容の理解を容易にするだめの説明図、第10図は第
2図回路の一実施例の結線図、第11図は第10図回路
の各RAMに2人カデータの比較機能としての必要デー
タを書き込んだ場合の説明図である。 1、 1’ 、2. 2’ ・・・・・・第1順位のラ
ンダムアクセスメモリ、3. 3’ ・・・・・・第2
順位のランダムアクセスメモリ、10,20,30・・
・・・・データマルチプレクサ、40・・・・・・マイ
クロプロセッサ、X、 Y・・・・・・比較データ、T
・・・・・・符号化データ、(21) Z・・・・・・出力データ。 (22)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1組以上の比較データが各アドレス入力端子に分割して
    入力せしめられるようにした複数個の第1順位のランダ
    ムアクセスメモリと、該第1順位のランダムアクセスメ
    モリの出力がアドレス入力端子に入力せしめられるよう
    にした第2順位のランダムアクセスメモリと、上記第1
    及び第2順位の各ランダムアクセスメモリに任意にデー
    タを書き込む手段とを有し、上記第1順位の各ランダム
    アクセスメモリの出力を比較入力の部分比較の符号化デ
    ータとし、それら各符号化データを第2順位のランダム
    アクセスメモリにより全入力比較の結果のデータとして
    導出するようにしたデジタルデータコンパレータ。
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