SU1325462A1 - Устройство дл сортировки двоичных чисел - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при выполнении операций сравнени  по величине кодовых комбинаций. Цель изобретени  - упрощение устройства. Устройство содержит счетчики 1, выходной счетчик 2, группу триггеров 3, группу элементов И 4, выходные регистры 5, элементов ИЛИ 6, генератор 7 тактовых импульсов, триггер 8 управлени , элементы И 9, 10, элемент НЕ 11, сдвиговый регистр 12, группу элементов задержки 13, группу элементов ИЛИ 14. Счетчики служат дл  ввода сортируемых чисел. Выходной счетчик осуществл ет обратный счет и служит дл  формировани  текущего значени  числа дл  записи его р выходные регистры. Сдвиговый регистр обеспечивает формирование сигналов разрешени  записи в соответствующие выходные регистры. Группы элементов И, ИЛИ и задержки служат дл  последовательного перевода в нулевое состо ние соответствующих счетчиков после записи информации в очередной выходной регистр. 1 ил. S сл оо ISD ел 4 О5 Ю ю /г

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных процессорах при выполнении операций сравнени  по величинам кодовых комбинаций по мере возрастани  их величин, в устройствах обработки спектров сложных сигналов.

Цель изобретени  - упрощение устройства .

На чертеже приведена функциональна  схема устройства.

Устройство содержит счетчики h -1„ (п - число сортируемых двоичных чисел), выходной счетчик 2, группу триггеров , группу элементов И 4i-4„, выходные регистры 5i-5h, элемент ИЛИ 6, генератор 7 тактовых импульсов, триггер 8 управлени , первый 9 и второй 10 элементы И, элемент НЕ 11, сдвиговый регистр 12, группу элементов 13i - 13n-i задержки, группу элементов ИЛИ 14i -14„, входы 15: -15„ сортируемых чисел, вход 16 запуска, выход 17 конца работы, вход 18 начальной установки.

Счетчики 11 - In служат дл  ввода и хранени  сортируемых чисел. Выходной счетчик 2 осуществл ет обратный счет от нулевого значени  и служит дл  формировани  текущего значени  числа перед записью его в выходные регистры 5i-5„. Триггеры 3i-3„ служат дл  фиксации факта переполнени  счетчиков li -1„ в цикле сортировки. Элемент ИЛИ 6 служит дл  выработки признака переполнени  любого из счетчиков 1, - 1„. Триггер 8 обеспечивает запуск генератора 7 и его останов в конце цикла сортировки . Элементы И 9 и К) и элемент НЕ 11 позвол ют выбрать направление передачи тактовых импульсов: при отсутствии признака переполнени  счетчиков - на их суммирующие входы и вычитающий вход выходного счетчика; при наличии признака переполнени  - на вход сдвигового регистра. Сдвиговый регистр 12 обеспечивает формирование сигналов разрешени  записи в соответствующие выходные регистры 5i-5„. Группы элементов И 4i-4„, задержки 13i- 13„, ИЛИ 14| -14„ служат дл  последователь ного перевода в нулевое состо ние триггеров 3|-3„ и соответствующих им счетчиков 1| -1„ после записи информации в очередной выходной регистр.

.Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии по сигналу начальной установки (вход 18) выходной счетчик 2, триггеры 3i-3„ устанавливаютс  в нулевое, а первый разр д сдвигового регистра 12 - в единичное состо ние. В счетчики 1., -1„ в произвольном пор дке занос тс  сортируемые числа. Задача состоит в том, чтобы записанные во входных счетчиках 1| -1,1 числа в конце цикла сортировки перенести в выходные регистры 5i-5„ в пор дке убывани  их величин, начина  с регистра 5.

0

На вход 16 поступает сигнал пуска устройства , который устанавливает триггер 8 в единичное состо ние. Сигнал высокого уровн  с выхода триггера 8 поступает на вход

управлени  генератора 7 тактовых импульсов и запускает его. Поскольку все триггеры 3i-3л группы в нулевом состо нии, на выходе элемента ИЛИ 6 сигнал низкого уровн , который поступает на первый вход второго элемент И 10 и запрещает прохождение через него тактовых импульсов, а проход  через элемент НЕ 11 и поступа  с его выхода на первый вход первого элемента И 9, разрещает прохождение через него тактовых импульсов. Тактовые импульсы с вы5 хода генератора 7 тактовых импульсов через .первый элемент И 9 поступают на суммирующие входы счетчиков - In и вычитающий вход выходного счетчика 2.

С приходом каждого тактового импульса содержимое счетчиков 1| -1„ увеличива етс , а содержимое выходного счетчика 2 уменьшаетс  на единицу. Поскольку первый разр д сдвигового регистра 12 в единичном состо нии, сигнал высокого уровн  с его выхода поступает на вход разрешени  за5 писи выходного регистра 5i и разрешает прием инфор.мации в регистр с выхода выходного счетчика 2.

После поступлени  определенного числа тактовых импульсов на выходах переполнени  счетчика 1 -1„ возникают сигналы

0 высокого уровн , которые поступают на единичные входы соответствующих триггеров 3i-3л группы и устанавливают их в единичное состо ние. Как только хот  бы один из триггеров 3|-3„ группы преходит в единичное состо ние, сигнал высокого уровн  с

5 его единичного выхода поступает на вход элемента ИЛИ 6, а с его выхода через элемент НЕ 11 на первый вход первого элемента И 9, где запрещает прохождение тактовых импульсов на суммирующие входы счетчиков 1| -1„ и вычитающий вход выходного счетчика 2. На выходе выходного счетчика 2 при этом устанавливаетс  код числа, соответствующий коду чисел, записанных в те счетчики Ь -1„, где произощло переполнение , поскольку происходил обратный счет

5 от нулевого значени  в выходном счетчике 2 кольцевого типа. Этот же код фиксируетс  в выходном регистре 5|.

Сигнал высокого уровн  с выхода элемента ИЛИ 6 поступает на первый вход второго элемента И 10, где разрешает про0 хождение тактовых импульсов. Очередной тактовый импульс с выхода генератора 7 тактовых импульсов через второй элемент И 10 поступает на вход сдвигового регистра 12 и осуществл ет сдвиг единицы в нем на один разр д. Второй разр д сдвигово5 го регистра 12 переходит в единичное состо ние , и сигнал высокого уровн  с его выхода поступает на вход разрешени  записи выходного регистра 62 и разрешает прие.м

информации в регистр с выхода выходного счетчика 2.

Очередной тактовый импульс с выхода второго элемента И 10 поступает также на вторые входы элементов И 4|-4п группы дл  перевода соответствующего триггера из группы 3i-3„ в нулевое состо ние. По очередному тактовому импульсу переводитс  в нулевое состо ние только один триггер, а именно триггер с наименьшим пор дковым номером из числа наход щихс  в единичном состо нии. Обеспечиваетс  это следующим образом. Разрешение на перевод в нулевое состо ние i-ro триггера подтверждаетс  его собственным единичным состо нием (сигнал высокого уровн  с единичного выхода i-ro триггера поступает на первый вход i-ro элемента И и нулевым состо нием всех предшествующих триггеров (если хот  бы один из предшествующих триггеров находитс  в единичном состо нии, то сигнал низкого уровн  с его нулевого выхода по- ступает на соответствующие входы всех последующих элементов И и запрещает прохождение сигнала). Элементы 13i-13,, задержки предназначены дл  исключени  возможной неоднозначности состо ний при пе- реходе триггеров 3|-3« из единичного состо ни  в нулевое. Таким образом, сигнал высокого уровн  с выхода соответствующего элемента И 4i-4„ группы через соответствующий элемент ИЛИ 14, -14.„ группы поступает на нулевой вход соответствующего триггера 3, -Зи группы и вход установки в «О соответствующего счетчика 1, -1, и переводит их в нулевое состо ние.

Если в исходном состо нии в нескольких из счетчиков 1, -1„ находились одинаковые числа, то сигналы высокого уровн  по вл - ютс  на выходах переполнени  нескольких счетчиков и несколько триггеров 3:-3л наход тс  в единичном состо нии. При переводе одного из них в нулевое состо ние, сигнал высокого уровн  признака переполнени  на выходе элемента ИЛИ 6 продолжает деист- вовать, запреща  прохождение тактовых импульсов через первый элемент И 9 и разреша  прохождение тактовых импульсов через второй элемент И 10. Повтор етс  описанный выше процесс.

С приходом следующего тактового импульса происходит сдвиг единицы в третий разр д сдвигового регистра 12, в выходном регистре 52 фиксируетс  код числа, соответствующий содержимому выходного счетчика 2, сигнал с выхода сдвигового регистра 12 поступает на вход разрешени  записи выходного регистра 5з, происходит перевод в нулевое состо ние соответствующего триггера 3i-3„ и соответствующего счетчика li -1,2 и т.д. Таким образом, в несколько выходных регистрах подр д зафиксированы равные числа, соответствующие равным числам , прин тым в исходном состо нии в какие-то из счетчиков 11 - In. Переполнение происходит первоначально в счетчиках li-1„, содержащих большие числа.

Как только после перевода очередного триггера 3, -Зц в нулевое состо ние, оказываетс , что больше нет триггеров 3i-3,; в единичном состо нии, на выходе элемента ИЛИ 6 формируетс  сигнал низкого уровн , который, поступа  на первый вход второго элемента И 10, запрещает прохождение тактовых импульсов на вход сдвигового регистра 12 и дл  перевода в нулевое состо ние триггеров 3|-3„, а проход  через элемент НЕ 11 на первый вход первого элемента И 9, разрещает прохождение тактовых импульсов на суммирующие вход111 счетчиков -1„ и вычитающий вход выходного счетчика 2. Код следующего по величине числа формируетс  в выходном счетчике 2 и поступает в очередной выходной регистр. Процесс сортировки чисел продолжаетс .

В тот момент, когда происходит переполнение последнего (содержащего в исходном состо нии наименьшее по величине число) из счетчиков - п сигнал высокого уровн  признака переполнени  с выхода элемента ИЛИ 6, проход  через элемент НЕ 11 на первый вход первого элемента И 9, запрещает прохождение тактовых импульсов на входы счетчиков, а поступа  на первый вход второго элемента И 10 разрещает прохождение через него тактовых импульсов. В выходном регистре 5 фиксируетс  код наименьшего числа. Очередной тактовый импульс с выхода .генератора 7 тактовых импульсов через второй элемент И 10, через соответствующий элемент И ,, обеспечивает перевод в нулевое состо ние соответствующего триггера 3i-3„ и счетчика li - „, содержащего в исходном состо нии наименьшее число.

Поступа  на вход сдвигового регистра 12, очередной тактовый импульс вызывает его переполнение. Сигнал переполнени  с выхода сдвигового регистра поступает на нулевой вход триггера 8 и на выход 17 сигнала конца работы устройства. Триггер 8 переходит в нулевое состо ние, сигнал низкого уровн  с его выхода поступает на управл ющий вход генератора 7 и блокирует его работу. На этом заканчиваетс  цикл сортировки группы двоичных чисел.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  сортировки двоичных чисел, содержащее генератор тактовых импульсов , счетчики, группу триггеров, группу элементов И, выходные регистры, элемепт ИЛИ, выходной счетчик, триггер управлепи , первый и второй элементы И, элемент НИ, причем вход запуска устройства подключен к входу установки в «1 триггера управлени , пр мой выход которого соединен с управл ющим входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом выходного счетчика и суммирующими входами счетчиков, информационные входы которых  вл ютс  входами сортируемых чисел устройства, выход переполнени  i-ro счетчика , где 1 l,2,...,rt, п - количество сортируемых чисел, соединен с входом установки в «1 г -го триггера группы, пр мой выход которого соединен с первым входом i-ro элемента И группы, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу второго элемента И через элемент НЕ к второму входу первого элемента И, информационные выходы выходного счетчика соединены с соответствующими информационными входами выходных устройств, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, оно содержит сдвиговый регистр, группу элементов ИЛИ и группу элементов задержки, причем второй вход второго элемента И подключен к выходу генератора тактовых импульсов , а выход соединен с вторыми входами всех элементов И группы и входом управлени  сдвигом сдвигового регистра, выход г -го разр да которого соединен с входом управлени  записью г -го выходного регистра, а вход младшего разр да подключен к входу начальной установки устройства, входу установки в «О выходного счетчика и первым входам всех элементов ИЛИ группы, выход j-ro элемента И группы соединен с вторым входом i-ro элемента ИЛИ группы, выход которого подключен к входам установки в «О i-ro триггера группы и i-ro счетчика, пр мые выходы всех триггеров группы подключены к входам элемента ИЛИ, инверсный выход i-ro триггера группы, где / 1,2,..., (п-1) через /-Й элемент задержки соединен с (/+2)-ми входами элементов И группы с ( 1)-го по «-Й, выход старшего разр да сдвигового регистра подключен к входу установки в «О триггера управлени  и  вл етс  выходом конца работы устройства.