NL194930C - Elektronische vergelijker, alsmede elektronische logische schakeling. - Google Patents

Description

1 194930

Elektronische vergelijker, alsmede elektronische logische schakeling

De uitvinding heeft betrekking op een elektronische vergelijker voor het vergelijken van eerste en tweede elektrische, binair gecodeerde invoerwaarden die bit-serieel worden aangeboden, met hun meest signifi-5 cante bit eerst, omvattende eerste en tweede invoeraansluitingen.

Een dergelijke elektronische vergelijker is bekend uit JP-A-2.113.749. Deze vergelijker is in staat tot het vergelijken van twee serieel toegevoerde invoerwaarden middels een bitvergelijker. De vergelijker verschaft een indicatie of twee invoerwaarden al dan niet gelijk zijn. I

Een dergelijke vergelijker is niet in staat om de grootste van de invoerwaarden te selecteren en uit te ! 10 voeren. j

De uitvinding heeft tot doel daarin verbetering te brengen, en een elektronische vergelijker te verschaffen die in staat is de grootste van twee invoerwaarden te verschaffen en uit te voeren. De elektronische vergelijker wordt derhalve daartoe gekenmerkt, door een logische exclusieve OF-poort, die werkzaam verbonden is met de eerste en tweede invoeraansluitingen 15 voor het vormen van een signaal dat een logisch exclusieve OF-waarde van de eerste en tweede invoerwaarden aangeeft; een eerste, terugstelbare flip-flop, die werkzaam verbonden is met de logische exclusieve OF-poort, waarbij een uitgang van de eerste flip-flop vanuit een "Ο’’-toestand in een ”1’’-toestand gezet wordt, wanneer het signaal van de exclusieve OF-poort aangeeft dat de eerste en tweede invoerwaarden ongelijk zijn; 20 een tweede flip-flop, die werkzaam verbonden is met de eerste flip-flop en de eerste invoeraansluiting, waarbij een uitgang van de tweede flip-flop ofwel in een ”0”-toestand, ofwel in een ”1’’-toestand gezet wordt overeenkomstig de eerste invoerwaarde, in reactie op het veranderen van de toestand van de uitgang van de eerste flip-flop; en een eerste selectiemiddel, dat werkzaam verbonden is met de eerste en tweede invoeraansluitingen en de 25 tweede flip-flop, voor het selecteren van één van de invoerwaarden als uitvoerwaarde van de vergelijker, waarbij het eerste selectiemiddel de eerste invoerwaarde selecteert wanneer de tweede flip-flop in de ”1”-toestand gezet wordt, en het eerste selectiemiddel de tweede invoerwaarde selecteert wanneer de tweede flip-flop in de ”0”-toestand gezet wordt.

De elektronisch vergelijker volgens de uitvinding is in staat om de grootste van twee invoerwaarden te 30 selecteren en uit te voeren. Bovendien wordt de mógelijkheid verschaft om opsporingssignalen te verschaffen om aan te geven welke van de eerste en tweede invoerwaarden geselecteerd word door de elektronische vergelijker, alsmede een signaal dat aangeeft dat de maximale waarde geTdentificeerd is. Daarnaast maakt een dergelijke vergelijker nieuwe schakelingen mogelijk voor het vinden van de grootste van een stel waarden.

35 De uitvinding heeft verder betrekking op een elektronische logische schakeling voor het selecteren en uitvoeren van het maximum van een aantal elektrische binair gecodeerde waarden, omvattende een aantal elektronische vergelijkers volgens de eerstgenoemde uitvinding.

In een uitvoeringsvorm wordt de elektronische vergelijker volgens de uitvinding gekenmerkt doon een derde flip-flop die werkzaam verbonden is tussen de logische exclusieve OF-poort en de eerste flip-flop 40 voor het registreren van een waarde die aangeeft of overeenkomstige bits van de eerste en tweede invoerwaarden gelijk of ongelijk zijn, waarbij de derde flip-flop deze waarde synchroon registreert met een trein van bitklokpulsen die wordt aangeboden aan de derde flip-flop; de uitgang van de eerste, terugstelbare flip-flop, die werkzaam verbonden is niet de derde flip-flop, vanuit een ”0”-toestand in een ”1”-toestand gezet wordt wanneer de door de derde flip-flop geregistreerde waarde 45 aangeeft dat de twee bits van de invoerwaarden ongelijk zijn; de uitgang van de tweede flip-flop, die werkzaam verbonden is met de eerste flip-flop en de eerste invoeraansluiting, ofwel in een ”0”-toestand, ofwel in een ”1’’-toestand gezet wordt overeenkomstig de bit van de eerste invoerwaarde, in reactie op het veranderen van de toestand van de uitgang van de eerste flip-flop; en 50 het eerste selectiemiddel, werkzaam verbonden de eerste en tweede flip-flops, waarbij het eerste selectiemiddel het logische OF-signaal van de eerste en tweede Invoerwaarden selecteert als de uitvoerwaarde wanneer de eerste flip-flop in de ”0”-toestand is, het de eerste invoerwaarde selecteert als de uitvoerwaarde wanneer de tweede flip-flop op ”1” gezet is, en het de tweede invoerwaarde selecteert als de uitvoerwaarde wanneer de tweede flip-flop op ”0” gezet is.

55 Hierdoor wordt mogelijke logische ruis vermeden.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding dan wel de hierboven beschreven uitvoeringsvorm, genereert de tweede flip-flop een opsporingssignaal, om aan te geven welke van de eerste en tweede invoerwaarden 194930 2 door het eerste selectiemiddel geselecteerd werd. In een verdere verbijzondering daarvan omvat de elektronische vergelijker verder een tweede selectiemiddel, dat kan reageren pp het opsporingssignaal, teneinde ofwel een eerste opsporingssignaal, behorend bij de eerste invoerwaarde, ofwel een tweede opsporingssignaal, behorend bij de tweede invoerwaarde te selecteren, op basis van de door het eerste 5 selectiemiddel geselecteerde invoerwaarde.

Hierdoor worden nieuwe mogelijkheden geboden voor het inzetten van dergelijke vergelijkers, die hieronder beschreven zullen worden.

Een gebruikelijke methode voor het vinden van de grootste van een stel waarden betreft het sequentieel aftasten van het stel. In een register voor de opslag van de grootste waarde wordt de eerste waarde (en zijn 10 index) opgeslagen, en de inhoud van het register wordt vergeleken met de tweede waarde. Indien de tweede waarde groter is, vervangen de tweede waarde en zijn index de eerste waarde en zijn index in het register. De derde waarde wordt dan vergeleken met de inhoud van het register, en indjen deze groter is, vervangen de derde waarde en zijn index de waarde en index die in het register opgeslagen zijn. Het proces gaat door totdat alle opeenvolgende waarden in het stel zijn vergeleken met de inhoud van het 15 register.

Ongelukkigerwijs-is de hoeveelheid tijd nodig voor een dergelijke sequentiële onderzoeking evenredig met het aantal waarden in het stel; aldus kan een sequentiële onderzoeking te langzaam zijn wanneer het stel groot is. Zoals hierna in groter detail beschreven zal worden, verschaft de onderhavige uitvinding een volledig parallelle zoekmethode en schakelingsuitvoering die gebruik maakt van bit-serieel aangeboden 20 digitale waarden, en die de maximale waarde en zijn index bepalen in een tijdsperiode die onafhankelijk is van het aantal waarden in het onderzochte stel.

De onderhavige uitvinding is in het bijzonder bruikbaar voor CDMA (’’code division multiple access”) communicatietechnieken in cellulaire radiotelefonie-communicatiesystemen, zoals het uitgebreide CDMA-demodulatieschema dat gebaseerd is op opeenvolgende signaalaftrekkingen, in volgorde van de signaal-25 sterkte, van multiple CDMA-signalen.

Betere methoden voor het spectraal spreiden van een informatiesignaal, zoals voorkomt in een CDMA-systeem, gebruiken foutcorrectie-codering (error correction coding). Wanneer een enkel informatiebit wordt geëxpandeerd in een pseudo-willeurige reeks van R bits, wordt de bandbreedte van de informatie uitgespreid zonder de winst van foutcorrectiecodering; deze techniek kan ’’simpele uitspreiding” genoemd 30 worden. Anderzijds verschaft het uitspreiden van een blok van M informatiebits, waarbij M > 1, in een willekeurige reeks van M x R bits een foutcorrectiecoderingswinst van de uitspreidingsverhouding R. Deze techniek, die ’’intelligente uitspreiding” genoemd wordt, kan ofwel orthogonale ofwel bi-orthogonale blokcodering van het over te zenden informatiesignaal omvatten.

In orthogonale blokcodering, worden M over te zenden bits omgevormd in één van de 2M beschikbare 35 2M-bits orthogonale codewoorden. Het decoderen brengt het correleren van een ontvangend signaal met alle leden van het stel orthogonale codewoorden met zich mee, en de index van het codewoord dat de grootste correlatie geeft, levert de gewenste informatie op. Wanneer bijvoorbeeld de correlatie van een signaal met zestien 16-bits codewoorden die indexnummers 0 tot en met 15 hebben de hoogste correlatie met het tiende codewoord oplevert, is de gezochte signaalinformatie het 4-bits binaire woord 1010 (decimaal 40 10).

Een vergelijkingsprocessor kan bepalen welke correlatie de grootste grootte heeft en kan dat signaal op nul zetten door een bijbehorende schakelaar te openen. Op deze wijze wordt het gedemoduleerde signaal effectief afgetrokken van het samengestelde signaal. Het overblijvende spectrum waaruit één component is verwijderd, wordt verwerkt en opnieuw vervormd ("scrambled") om de originele signaalmonsters zonder het 45 zojuist gedecodeerde signaal te reconstrueren. De grootte van het gecorreleerde signaal is een maat voor de signaalsterkte en kan opgeslagen worden in een sorteerprocessor samen met de bijbehorende vervormingscode van het signaal. De processor sorteert de vervormingscodes van de grootste tot de kleinste gecorreleerde signaalgrootten, en de code overeenkomend met de grootste grootte kan dan worden overgezonden naar de decodeerder voor de volgende signaaldemodulatie.

50 Nadat de vergelijkingsprocessor aldus reële en imaginaire correlaties detecteert en complexe correlatie-grootten bepaalt door de vierkantswortel van de som van de kwadraten van de reële en imaginaire componenten te berekenen, kan de processor dan bepalen welke complexe correlatie de grootste grootte heeft. De reële en imaginaire componenten van de geselecteerde correlatie kunnen ook geanalyseerd worden in het complexe vlak om te bepalen of de fase veranderd is.

55 Een verder aspect van de uitvinding heeft tot doel een elektronische logische schakeling te bieden voor het selecteren en uitvoeren van het maximum van een aantal waarden, die de bovengenoemde problemen ten minste gedeeltelijk opheft. Het verdere aspect van de uitvinding betreft daartoe een elektronische 3 194930 logische schakeling voor het selecteren en uitvoeren van het maximum van een aantal elektrische binair gecodeerde waarden omvattende een aantal elektronische vergelijkers volgens de eerstgenoemde uitvinding, gekenmerkt doordat: de elektronische vergelijkers in een boom van elektronische vergelijkers is verbonden, en elke elektronische 5 vergelijker middelen voor het genereren van een opsporingssignaal omvat om aan te geven welke van de twee invoerwaarden van die elektronische vergelijker geselecteerd werd; waarbij de paren van het aantal waarden bitserieel, met hun meest significante bit eerst, worden aangeboden aan bijbehorende eerste-traps elektronische vergelijkers die geplaatst zijn in de eerste trap van de boom; 10 waarbij elke eerste-traps elektronische vergelijker de grootste van de twee invoerwaarden van die elektronische uitvoert als eerstetraps uitvoersignaal en zijn opsporingssignaal uitvoert als eerstetraps opsporingssignaal, waarbij de eerstetraps uitvoersignalen bitserieel, met hun meest significante bit eerst, worden aangeboden aan bijbehorende tweede-traps elektronische vergelijkers die geplaatst zijn in de tweede trap van de boom, enzovoort voor volgende trappen van de boom, totdat het maximum van de invoerwaarden 15 als uitvoersignaal van een laatste elektronische vergelijker, geplaatst in een laatste trap van de boom, wordt doorgegeven; en waarbij de eerstetraps opsporingssignalen worden aangeboden aan bijbehorende tweede-traps elektronische vergelijkers die geplaatst zijn in de tweede trap van de boom, waarbij elke tweede-traps elektronische vergelijker middelen omvat voor het selecteren van ofwel het eerstetraps opsporingssignaal, 20 corresponderend met de eerste, van een vergelijker afkomstige, invoerwaarde van de tweede-traps elektronische vergelijker, ofwel het eerstetraps opsporingssignaal, corresponderend met de tweede, van een elektronische vergelijker afkomstige, invoerwaarde van de tweede-traps elektronische vergelijker, enzovoort voor volgende trappen van de boom.

Hierdoor is het mogelijk de grootste van een aantal elektrische binair gecodeerde waarden parallel en 25 daardoor zeer snel te selecteren en aan te geven.

In een uitvoeringsvorm van de elektronische vergelijker dan wel elektronische logische schakeling volgens de verschillende aspecten van de uitvinding omvat de vergelijker middelen, die werkzaam verbonden zijn met de selectie- en uitvoermiddelen, voor het genereren van een signaal dat aangeeft dat de grootste waarde bepaald is. In de elektronische vergelijker is dat middel werkzaam verbonden met de eerste 30 en tweede flip-flop.

De eigenschappen en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden na het lezen van de volgende gedetailleerde beschrijving in combinatie met de tekeningen, waarin: figuur 1 een binaire boomstructuur illustreert voor het vinden van de grootste van acht waarden; 35 figuur 2a een blokdiagram is van een bit-seriêle vergelijker, met het meest significante bit eerst; figuur 2b een blokdiagram is van de structuur van de vergelijker van figuur 2a voor het vinden van de grootste van acht waarden; figuur 3 een blokdiagram is van een andere uitvoering van een vergelijker; en figuur 4 een diagram is van een middel voor het genereren van een signaal dat aangeeft dat de 40 maximale waarde geïdentificeerd is.

Hoewel gedeelten van deze beschrijving gegeven worden in de context van cellulaire communicatiesystemen die draagbare of mobiele radiotelefoons en/of persoonlijke communicatienetwerken omvatten, zal het de vakman op het onderhavige gebied duidelijk zijn dat de onderhavige uitvinding ook in andere 45 toepassingen gebruikt kan worden. Hierbij worden binair gecodeerde waarden die altijd positief zijn, waarbij 00...0 de kleinste waarde en 11...1 de grootste waarde is, beschreven, maar het zal duidelijk zijn dat de beschrijving gemakkelijk aangepast kan worden aan andere binaire formaten.

Als een hulpje bij het begrijpen van onderhavige uitvinding, kan een proces of apparaat voor het bepalen van de grootste (of bijvoorbeeld de kleinste) van een stel van M waarden weergegeven worden als een 50 binaire boom die symmetrisch, of regelmatig is wanneer M = 2N. Wanneer bijvoorbeeld M = 8, zoals getoond in figuur 1, worden paren van M invoerwaarden V0 tot en met V7 vergeleken in een eerste trap van een boom 10 die M/2 = 4 vergelijkers 11-1 tot en met 11-4 heeft; en wordt de grootste waarde van elk paar geselecteerd en doorgegeven aan een tweede trap die M/4 = 2 vergelijkers 12-1 en 12-2 heefL De grootste waarden van de twee paren worden doorgegeven aan de laatste, derde trap die M/8 = 1 vergelijker 13 55 heeft, die de grootste waarde VMAX doorgeeft aan zijn uitgang. Het zal duidelijk zijn dat het aantal trappen dat nodig is voor het onderzoeken van M invoerwaarden gelijk is aan N.

Ook stellen invoerwaarden die asymmetrische bomen opleveren kunnen efficiënt worden verwerkt door 194930 4 een boomstructuur zoals die getoond in figuur 1 waarin dan geschikt gekozen vergelijkers afwezig zijn.

Indien bijvoorbeeld slechts de invoerwaarden V0 tot en met V4 in figuur 1 aangeboden zouden zijn, zouden de vergelijkers 11-3,11-4 en 12-2 weggelaten kunnen worden en zou de invoerwaarde V4 direct aangeboden kunnen worden aan de vergelijker 13. Alternatief kan een asymmetrische boom symmetrisch 5 gemaakt worden door aanvulling met een voldoende aantal ingevoerde nulwaarden of andere bekende waarden. In het voorgaande voorbeeld zouden de invoerwaarden V5 tot en met V7 op nul gesteld kunnen worden en aangeboden kunnen worden aan de boom 10 getoond in figuur 1.

In één uitvoeringsvorm is de boomstructuur met voordeel uitgevoerd met een geschikt aantal vergelijkers die elk twee invoerwaarden vergelijken die bit-serieel, met hun meest significante bit (MSB) eerst, aangebo-10 den worden, en de grootste van de twee zonder vertraging van betekenis doorgeven. Dergelijke vergelijkers verschillen sterk van conventionele vergelijkers die gebaseerd zijn op bitseriële aftrekking en waarden vergelijken die met hun minst significante bit (’’least significant-bit” - LSB) eerst aangeboden worden. In een i andere vorm van de uitvinding genereert elke vergelijker een opsporingsbit voor het identificeren van da grootste van zijn invoerwaarden en geeft deze opsporingsbits door voor het identificeren van de vergelijkers 15 in de voorgaande trappen die beoordeeld werden de grootste invoerwaarden verschaft te hebben. Het is duidelijk dat dergelijke met MSB vooropgaand bit-seriële vergelijkers kunnen worden toegepast in een geschikte, voor het overige conventionele, geïntegreerde schakeling.

Figuur 2a geeft een uitvoering van een met MSB vooropgaand bitseriële vergelijker 100 weer, die toegepast zou kunnen worden in de boom van figuur 1. Een paar binair gecodeerde waarden wordt met 20 MSB vooropgaand bit-serieel aangeboden aan ingangen A en B van een voor het overige conventionele exclusieve OF-poort (”XOF-poort”) 102 die een logisch HOOG signaal, of een ”1’’ als uitvoer afgeeft wanneer de waarden op de ingangen A en B ongelijk zijn. Omdat het paar invoerwaarden bit voor bit aangeboden en vergeleken wordt, met zijn MSB voorop, zal de invoerwaarde met de binaire waarde 'T' herkend worden als de grootste bij de eerste gelegenheid dat twee ongelijke bits herkend worden (het ie 25 duidelijk dat het zo lang de invoerbits gelijk zijn, niet kenbaar is welke waarde de grootste is, maar in dat geval doet het er niet toe welke van de twee invoerwaarden aan de uitvoer wordt doorgegeven).

Wanneer de uitvoer van de XOF-poort 102 HOOG wordt, daarmee aangevend dat de invoerwaarden A en B verschillen, stelt deze een vergrendelingscircuit 104 in, dat ingesteld blijft gedurende binnenkomst van de rest van de bits van het paar invoerwaarden. De vergrendeling 104, die een conventionele instel-30 terugstel flip-flop (’’set-reset flip-flop” - SR-flip-flop) zijn kan, heeft ook een terugstelingang voor een geschikt besturingssignaal teneinde de vergrendelingsuitgang te initialiseren op een logisch LAAG signaal, of op ”0”, voor aankomst van het eerste stel en tussen aankomst van de stellen invoerwaarden. De uitgang van de vergrendeling 104 is verbonden met de klokingang van een D-type flip-flop 106; wanneer de uitgang van de grendel 104 HOOG wordt, wordt de waarde van één van de ingangen (bijvoorbeeld ingang A) aldus 35 In de flip-flop 106 geklokt

Wanneer invoerwaarde A groter is dan invoerwaarde B (bijvoorbeeld wanneer de MSB van A ”1” is en de MSB van B ”0” is), wordt, zoals zichtbaar is in figuur 2a, de Q-uitgang van de flip-flop 106 HOOG. De Q-uitgangswaarde werkt als een besturingssignaal, aangegeven met de gestippelde lijn, dat een ingangs-keuzeschakelaar 108, zoals een veldeffecttranslstor (’’field-effect transistor” - FET), zoals getoond naar de 40 ”1’’-stand doet schakelen, en daarbij de A-ingang aan de uitgang van de vergelijker verbindt gedurende het doorlopen van de rest van het paar invoerwaarden. In de uitvoering getoond in figuur 2A wordt de nQ-uitgang (niet-Q-uitgang) van flip-flop 106 niet gebruikt.

Indien anderzijds de A-ingang een ”0” is, wanneer de uitgang van de grendel 104 HOOG wordt, wordt de A-ingang weer in de flip-flop 106 geklokt en de Q-uitgang wordt laag, waardoor de Ingangs-45 keuzeschakelaar 108 naar de ”0”-stand schakelt. Aldus wordt de B-ingang met de uitgang verbonden gedurende het doorlopen van de rest van het paar invoerwaarden. Zoals hierboven opgemerkt, doet het er, . omdat de invoerwaarden met hun MSB eerst aangeboden worden, niet toe welke invoerwaarde met de uitgang is verbonden voordat de uitgangswaarde van de XOF-poort 102 HOOG wordt.

Het zal duidelijk zijn, dat de Q-uitgang van de flip-flop 106 aangeeft welke van de twee ingangen 50 geselecteerd werd (dat wil zeggen welke waarde ”1” was), en aldus wordt de Q-uitgangswaarde verschaft als de waarde C van het opsporingssignaal van de vergelijker. Het binaire opsporingssignaal kan gebruikt worden als indexwaarde van de grootste waarde door bijvoorbeeld zijn waarde ”0” aan ingang A toe te kennen en zijn waarde ”1” aan ingang B toe te kennen.

De vergelijker 100 kan eveneens een bijbehorende opsporingskeuzeschakelaar 110 hebben, die een 55 aantal polen kan hebben (slechts één is getoond in figuur 2A). De toestand van de schakelaar 110 wordt eveneens bestuurd door de Q-uitgang van de flip-flop 106, en elke pool van de schakelaar 110 geeft ofwel een opsporingssignaal A ofwel een opsporingssignaal B door van de vergelijkers in voorgaande boomtrap- 5 194930 pen. Het aantal polen dat in elke opsporingskeuzeschakelaar 110 verschaft is, hangt er van af hoeveel opsporingssignalen van de voorgaande trap moeten worden doorgegeven en de positie van zijn bijbehorende vergelijker in de binaire boom. Aldus kan een binaire boom worden uitgevoerd met een geschikt aantal vergelijkers 100 en schakelaars 110 die niet alleen de grootste waarde van een stel invoerwaarden 5 oplevert maar eveneens de index van de grootste waarde.

Indien bijvoorbeeld de grootste van M = 128 waarden gevonden zou moeten worden, zou de boom zeven trappen hebben, waarvan de eerste 64 vergelijkers zou hebben. De eerstetrapsvergelijkers zouden geen opsporingskeuzeschakelaars nodig hebben, maar elk zou één (een eerste) opsporingssignaal genereren. Aldus zouden de 32 tweedetrapsvergelijkers elk een bijbehorende eenpolige opsporings-10 keuzeschakelaar hebben en zou elk een tweede opsporingssignaal genereren. De 16 derdetrapsvergelijkers zouden elk een bijbehorende tweepolige opsporingskeuzeschakelaar hebben en zouden elk een derde opsporingssignaal genereren. Dit zou doorgaan tot de zevende trap, waarin de enige vergelijker een zespolige opsporingskeuzeschakelaar zou hebben en een zevende opsporingssignaal zou genereren. Het 7-bits opsporingswoord, bestaande uit de opsporingssignalen, doorgegeven en gegenereerd door de 15 zevende trap, zou dan de index zijn van het grootste van de 128 invoerwaarden met de symbolen ”1” en ”0" toegekend aan de vergelijkeringangen zoals boven beschreven.

De symmetrische boom 10 van figuur 1, uitgevoerd met dergelijke vergelijkers en opsporingskeuzeschakelaars, is geïllustreerd in figuur 2B. Acht invoerwaarden V0 tot en met V7 worden aangeboden aan vier eerstestrapvergelijkers 11-1 tot 11-4, waarvan geen enkele een opsporingskeuzeschakelaar heeft 20 maar die elk één van de eerste opsporingssignalen 0,-1 tot en met C,-4 genereren. De uitgangssignalen van de eerstetrapsvergelijkers worden toegevoerd aan de ingangen van de twee tweedetrapsvergelijkers 12-1 en 12-2, waarvan elk een eenpolige opsporingskeuzeschakelaar 110-1 respectievelijk 110-2 heeft, voor het doorgeven van één van de paren van opsporingssignalen 0,-1, C,-2, 0,-3 respectievelijk 0,-4, en tweede opsporingssignalen C2-1 en C2-2 genereert. De uitgangssignalen van de tweedetrapsvergelijkers 25 worden toegevoerd aan de ingangen van de derdetrapsvergelijker 13, die een dubbelpolige opsporingskeuzeschakelaar 110—3 heeft en het derde opsporingssignaal C3 genereert. Eén pool van de opsporingskeuzeschakelaar 110-3 geeft één van het paar opsporingssignalen C2-1 en 02-2 door, en de andere pool geeft één van het paar uitgangssignalen van de opsporingskeuzeschakelaars van de vorige trap 110-1 en 110-2 door. Het uitgangssignaal V,^ van de derdetrapsvergelijker 13 is de grootste van de invoerwaarden 30 V0 tot en met V7.

Het zal duidelijk zijn dat het in figuur 2b geïllustreerde apparaat de grootste invoerwaarde uitvoert en identificeert in een tijd die niet langer is dan de tijd, nodig om ze aan te bieden. In feite kan de identificatie van de maximale waarde door het opsporingswoord in een aanmerkelijk kortere tijd beschikbaar zijn; bijvoorbeeld zou een enkele invoerwaarde met een hoge waarde vroeg geïdentificeerd kunnen worden.

35 Deze voordelen zijn mogelijk beschikbaar onafhankelijk ervan hoeveel invoerwaarden onderzocht moeten worden. Soms kan het echter vanuit het oogpunt van de afmetingen en kosten van de apparatuur efficiënter zijn, grote stellen invoerwaarden te verdelen in deelverzamelingen, de maximale waarde van elke deelverzameling te vinden, en dan de maximale waarde van die maximale deelverzamelingswaarden te vinden.

In de praktijk zou een binaire boom samengesteld uit vergelijkers zoals die getoond in figuur 2a last 40 kunnen hebben van ongewenste logische ruissignalen die te wijten zijn aan verschillende voortplantings-vertragingen. Daarom is in figuur 3 een voorkeursuitvoeringsvorm van een vergelijker 100" getoond, volgens de onderhavige uitvinding, die dergelijke logische ruissignalen vermijdt. Een paar binair gecodeerde invoerwaarden wordt bitserieel, met hun MSB voorop, aangeboden aan de ingangen A' en B', aan een voor het overige conventionele XOF-poort 102'. In plaats van direct verbonden te zijn met de instelingang van 45 een SR-flip-flop 104' zoals in de vergelijker 100, is de uitgang van de poort 102' verbonden met de D-ingang van een D-type flip-flop 103'. De flip-flop 103' wordt geklokt door een bitkloksignaal dat gesynchroniseerd wordt met het aanbieden van de invoerbits. Het Q-uitgangssignaal van de flip-flop IQS' wordt doorgegeven aan de instelingang van het vergrendelingscircuit 104', waarvan de uitgang een D-type flip-flop 106' klokt zoals in vergelijker 100.

50 Naast het op gunstige wijze elimineren van de effecten van verschillende voortplantingsvertragingen door de werking van de vergelijker met het bitkloksignaal te synchroniseren, is het een ander effect van de tweede flip-flop 103' dat het resultaat van de beslissing door de poort 1027 of de twee invoerbits hetzelfde zijn of verschillen enigszins vertraagd wordt. Indien aldus de flip-flop 103 eenvoudigweg ingezet zou worden in de vergelijker 100, zou de invoerkeuzeschakelaar 108 niet de correcte toestand aannemen dan kort nadat 55 de invoerbits aangeboden werden, en de foute waarde zou tijdelijk aangeboden kunnen worden aan de uitgang van de vergelijker.

Om te voorkomen dat als een resultaat van die vertraging tijdelijk de foute invoerwaarde geselecteerd 194930 6 wordt, is een aangepaste invoerkeuzeschakelaar 108' die vijf conventionele NEN-poorten 108'-1 tot en mat 108'-5 omvat verschaft. De invoerkeuzeschakelaar 108’ heeft drie toestanden: (1) een begintoestand, waarin de schakelaar 108 zich als een OF-poort gedraagt; (2) een kies-A-toestand; en (3) een kies-B-toestand. In de begintoestand heeft de OF-functie van de invoerkeuzeschakelaar het effect dat hét uitgangssignaal van 5 de vergelijker onmiddellijk ”1” wordt wanneer verschillende invoersignalen A en B worden aangeboden. Aldus wordt de bitwaarde die behoort bij de grootste invoerwaarde aangeboden aan de uitvoer zonder er op te wachten dat de uitvoerwaarde van de XOF-poort 102' in flip-flop 103' wordt geklokt. In de kies-A-toestand wordt de A-waarde op de invoer A' verbonden met de vergelijkeruitgang, en in de kies-B-toestand wordt de B-waarde op de invoer B' verbonden met de vergelijkeruitgang, beide gedurende het doorlopen van de rest 10 van het paar invoerwaarden zoals hierboven beschreven.

Zoals getoond is in figuur 3 omvat een geschikte drietrapsinvoerkeuzeschakelaar 108' vijf NEN-poorten 108'-1 tot en met 108'-5 met ieder twee ingangen. Wanneer de grendel 104' geïnitialiseerd (teruggesteld) is, worden de NEN-poorten 108'-1 en 108'-2 beide gevoed met een ”0" van de grendel voordat ongelijke invoerbits worden geregistreerd, waardoor hun uitgangen op ”1” worden uitgestuurd, onafhankelijk van de 15 uitgangswaarden van de poort 106'. Aldus zijn de uitgangswaarden van de NEN-poorten 108'-3 en 108'-4 simpelweg inversies van de ingangswaarden A respectievelijk B. Bovendien is de uitgangswaarde van de poort 108'-5 de inversie van zijn (gelijke) ingangswaarden, dat wil zeggen A OF B, wat hetzelfde is als beide invoerwaarden A en B zolang de invoerwaarden A en B gelijk zijn.

Wanneer de uitgang van XOF-poort 102' en de Q-uitgang van flip-flop 103'HOOG zijn geworden, klokt 20 grendel 104' de A-ingangswaarde in de flip-flop 106' en zet deze een ”1” op de ingangen vein de poorten 108'-1 en 108'-2, waarbij informatie aan de poorten 108'-3 en 108'-4 doorgegeven wordt over welke van de ingangswaarden A en B ”1” is. Aldus wordt een inversie van de Q-uitgang van flip-flop 106' (dat wil zeggen nA) aangeboden aan de Ingangen van de poort 108'-4, en wordt een inversie van de nQ-uitgang (dat wil zeggen A) aangeboden aan de ingangen van de poort 108'-3.

25 Indien ingangswaarde A ”1” is, worden die ”1” en een ”1” aangeboden aan de ingangen van poort 108'-3, en wordt de uitgang daarvan LAAG. De B-ingangswaarde ”0” en een ”0” worden aangeboden aan de ingangen van poort 108'-4, en de uitgangswaarde daarvan wordt HOOG. Aldus wordt de uitgangswaarde van poort 108'-5 HOOG. Indien ingangswaarde A ”0” is, worden die ”0” en een ”0” aangeboden aan de ingangen van poort 108'-3, en de uitgangswaarde daarvan wordt HOOG. De B-ingangswaarde ”1" en een 30 ”1” worden aangeboden aan de ingangen van poort 108'-4, en de uitgangswaarde daarvan wordt LAAG. Aldus wordt de uitgangswaarde van poort 108'-5 HOOG. In ieder geval gaat de uitgang van poort 108'-5 verder met het volgen van de invoer die ”1" was voor de rest van het paar invoerwaarden.

Zoals hierboven beschreven in verband met figuur 2a, geeft de Q-uitgang van flip-flop 106' aan welke van de ingangen A en B geselecteerd werd en wordt deze uitgevoerd als het opsporingssignaal O'.

35 Bovendien toont figuur 3 de Q-uitgangswaarde als een besturingssignaal voor een driepolige opsporings-keuzeschakelaar HO' die opsporingssignalen voor A en B doorgeeft vanaf voorgaande vergelijkers zoals hierboven beschreven.

Zoals hierboven besproken, kan de identificatie van de maximale waarde door het opsporingswoord beschikbaar worden na een aanzienlijk kortere tijdsperiode dan nodig is om de invoerwaarden aan te 40 bieden. Een geschikt middel 112 voor het opwekken van een signaal dat aangeeft dat de maximale waarde geïdentificeerd is, is weergegeven in figuur 4. Een dergelijk genererend middel 112 kan worden verschaft bij ieder van de vergelijkers 100 en 100', en opsporingskiezers 110 en 110'.

De toestand van een keuzeschakelaar 114 in figuur 4 wordt bestuurd door de Q-uitgang van de D-type flip-flop van de vergelijker (dat wil zeggen ofwel de flip-flop 106 in de vergelijker 100, ofwel de flip-flop 106' 45 in de vergelijker 100% De uitgangswaarde van de schakelaar 114 wordt aangeboden aan één ingang van een EN-poort 116, en de andere ingang van de EN-poort 116 is verbonden met de insteluitgang van de vergrendeling van de vergelijker (dat wil zeggen de grendels 104 en 104' in de vergelijkers 100 respectievelijk 1000. Die ingangssignalen bepalen de toestand van het uitgangssignaal D van de EN-poort. De signalen E en F, die aangeboden worden aan de ingangen van de schakelaar 114 zijn de uitgangssignalen van de 50 EN-poorten 116 van de voorgaande trap; aldus zal het duidelijk zijn dat de signalen E en F verschillen van de opsporingssignalen die verwerkt worden door de keuzeschakelaars 110 en HO'.

De genererende middelen 112 worden verschaft op een wijze die in hoofdzaak gelijk is aan de wijze waarop de opsporingskeuzeschakelaars verschaft worden. Net zoals de eerste trap van de boom geen keuzeschakelaars 110 en HO' nodig heeft, heeft de eerste trap van de boom geen genererende middelen 55 112 nodig. De signalen E en F die ingevoerd worden in de bijbehorende schakelaars 114 in de genererende middelen, behorend bij de tweede trap van de boom, zijn de insteluitgangswaarden van ofwel de vergrendelingen 104 ofwel de vergrendelingen 104' van de eerstetrapsvergelijkers 100 respectievelijk 100'. Wanneer

Claims (7)

1. Elektronische vergelijker voor het vergelijken van eerste en tweede elektrische, binair gecodeerde invoerwaarden die bit-serieel worden aangeboden, met hun meest significante bit eerst, omvattende eerste 10 en tweede invoeraansluitingen, gekenmerkt door. een logische exclusieve OF-poort (102, 1020, die werkzaam verbonden is met de eerste en tweede invoeraansluitingen (A, B) voor het vormen van een signaal dat een logisch exclusieve OF-waarde van de eerste en tweede invoerwaarden aangeeft; een eerste, terugstelbare flip-flop (104, 1040, die werkzaam verbonden is met de logische exclusieve 15 OF-poort (102,1020, waarbij een uitgang van de eerste flip-flop vanuit een ”0”-toestand in een ”1’’-toestand gezet wordt, wanneer het signaal van de exclusieve OF-poort aangeeft dat de eerste en tweede invoerwaarden ongelijk zijn; een tweede flip-flop (106,1060, die werkzaam verbonden is met de eerste flip-flop (104,1040 en de eerste invoeraansluiting, waarbij een uitgang van de tweede flip-flop ofwel in een ”0”-toestand, ofwel in 20 een ”1 "-toestand gezet wordt overeenkomstig de eerste invoerwaarde, in reactie op het veranderen van de toestand van de uitgang van de eerste flip-flop (104,1040; en een eerste selectiemiddel (108,1080, dat werkzaam verbonden is met de eerste en tweede invoeraansluitingen (A, B) en de tweede flip-flop (106,1060, voor het selecteren van één van de invoerwaarden als uitvoerwaarde van de vergelijker, waarbij het eerste selectiemiddel (108,1080 de eerste 25 invoerwaarde selecteert wanneer de tweede flip-flop (106,1060 ·η de ”1’’-toestand gezet wordt, en het eerste selectiemiddel (108,1080 de tweede invoerwaarde selecteert wanneer de tweede flip-flop (106, 1060 in de ”0’’-toestand gezet wordt.

2. Elektronische vergelijker volgens conclusie 1, gekenmerkt door een derde flip-flop (1030 die werkzaam verbonden is tussen de logische exclusieve OF-poort (1020 en 30 de eerste flip-flop (1040 voor het registreren van een waarde die aangeeft of overeenkomstige bits van de eerste en tweede invoerwaarden gelijk of ongelijk zijn, waarbij de derde flip-flop (1030 deze waarde synchroon registreert met een trein van bitklokpulsen die wordt aangeboden aan de derde flip-flop (1030; de uitgang van de eerste, terugstelbare flip-flop (1040, die werkzaam verbonden is met de derde flip-flop (1030, vanuit een "0”-toestand in een ”1’’-toestand gezet wordt wanneer de door de derde flip-flop (1030 35 geregistreerde waarde aangeeft dat de twee bits van de invoerwaarden ongelijk zijn; de uitgang van de tweede flip-flop (1060, die werkzaam verbonden is met de eerste flip-flop (1040 en de eerste invoeraansluiting (A), ofwel in een ’’0”-toestand, ofwel in een ”1 ’’-toestand gezet wordt overeenkomstig de bit van de eerste invoerwaarde, in reactie op het veranderen van de toestand van de uitgang van de eerste flip-flop (1040; en 40 het eerste selectiemiddel (1080, werkzaam verbonden de eerste en tweede flip-flops (104', 1060. waarbij het eerste selectiemiddel (1080 het logische OF-signaal van de eerste en tweede invoerwaarden selecteert als de uitvoerwaarde wanneer de eerste flip-flop (1040 in de ”0”-toestand is, het de eerste invoerwaarde selecteert als de uitvoerwaarde wanneer de tweede flip-flop (1060 op ”1” gezet is, en het de tweede invoerwaarde selecteert als de uitvoerwaarde wanneer de tweede flip-flop (1060 °P gezet 45 is.

3. Elektronische vergelijker volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de tweede flip-flop (106,1060 een opsporingssignaal genereert, om aan te geven welke van de eerste en tweede invoerwaarden (A, B) door het eerste selectiemiddel (108,1080 geselecteerd werd.

4. Elektronische vergelijker volgens conclusie 3, gekenmerkt door een tweede selectiemiddel (110, 11O0, 50 dat kan reageren op het opsporingssignaal, teneinde ofwel een eerste opsporingssignaal, behorend bij de eerste invoerwaarde, ofwel een tweede opsporingssignaal, behorend bij de tweede invoerwaarde te selecteren, op basis van de door het eerste selectiemiddel (108,1080 geselecteerde invoerwaarde.

5. Elektronische vergelijker volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een middel, dat werkzaam verbonden is met de eerste en tweede flip-flops (104,104', 106,1060, voor het genereren van 55 een signaal dat aangeeft dat de grootste waarde bepaald is. 194930 8

5 7 194930 de uitgangswaarde van de EN-poort 116 van het laatstetraps genererende middel "1" wordt, is het opsporingswoord, aangeboden vanuit de laatste trap van de boom, geldig (dat wil zeggen dat de opsporingsbits de maximumwaarde identificeren), en kan het zoeken gestopt worden.

6. Elektronische logische schakeling voor het selecteren en uitvoeren van het maximum van een aantal elektrische binair gecodeerde waarden omvattende een aantal elektronische vergelijkers volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat: de elektronische vergelijkers (11-1, .... 13) in een boom (10) van elektronische vergelijkers is verbonden, 5 en elke elektronische vergelijker middelen voor het genereren van een opsporingssignaal omvat om aan te geven welke van de twee invoerwaarden van die elektronische vergelijker geselecteerd werd; waarbij de paren van het aantal waarden (V0.....V7) bit-serieel, met hun meest significante bit eerst, worden aangeboden aan bijbehorende eerste-traps elektronische vergelijkers (11-1,.... 11-4) die geplaatst zijn in de eerste trap van de boom; 10 waarbij elke eerste-traps elektronische vergelijker (11-1,.... 11-4) de grootste van de twee invoerwaarden van die elektronische vergelijker uitvoert als eerstetraps uitvoersignaal en zijn opsporingssignaal uitvoert als eerstetraps opsporingssignaal, waarbij de eerstetraps uitvoersignalen bit-serieel, met hun meest significante bit eerst, worden aangeboden aan bijbehorende tweede-traps elektronische vergelijkers (12-1,12-2) die geplaatst zijn in de tweede trap van de boom, enzovoort voor volgende trappen 15 van de boom, totdat het maximum van de invoerwaarden als uitvoersignaal van een laatste elektronische vergelijker (13), geplaatst in een laatste trap van de boom, wordt doorgegeven; en waarbij de eerstetraps opsporingssignalen (C1-1,.... C1-4) worden aangeboden aan bijbehorende tweede-traps èlektronische vergelijkers (12-1,12-2) die geplaatst zijn in de tweede trap van de boom, waarbij elke tweede-traps elektronische vergelijker (12-1,12-2) middelen (110-1,110-2) omvat voor het 20 selecteren van ofwel het eerstetraps opsporingssignaal, corresponderend met de eerste, van een elektronische vergelijker afkomstige, invoerwaarde van de tweede-traps elektronische vergelijker (12-1, 12-2), ofwel het eerstetraps opsporingssignaal, corresponderend met de tweede, van een elektronische vergelijker afkomstige, invoerwaarde van de tweede-traps elektronische vergelijker (12-1, 12-2), enzovoort voor volgende trappen van de boom (10).

7. Elektronische logische schakeling volgens conclusie 6, gekenmerkt door middelen, die werkzaam verbonden zijn met de elektronische vergelijkers en met uitvoermiddelen, voor het genereren van een signaal dat aangeeft dat de grootste waarde bepaald is. Hierbij 5 bladen tekening