SU752326A1 - Устройство дл выделени экстремального из -разр дных двоичных чисел - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств для выделения экстремального числа из совокупности чисел.

Известно устройство для сравнения чи- ⁵ сел, содержащее регистры сдвига, инверторы, вентили сброса и логические элементы И, ИЛИ £1J .

Недостатком этого устройства является малое быстродействие, так как в устрой— ¹⁰ стве выполняется последовательное сравнение чисел.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для выделения экстремального из П tn -разрядных двоичных чисел, содержащее m η -входовых элементов ИЛИ, П ГП-разрядных регистров, по гп трехвходовых элементов И и одному m -входовому элементу ИЛИ на каждое из двоичных чисел, причем прямые выходы регистров поразрядно соединены со входами η -входовых элементов ИЛИ, инверсные выходы каждого регистра соединены с первым входом соответствующих элементов И, второй и третий входы которых поразрядно соединены с шинами управляющих сигналов и с выходами п -входовых элементов ИЛИ соответственно, выходы которых подключены к соответствующему вь(ходу устройства, а выходы Элементов И каждого регистра соединены со входами m -входовых элементов ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующему выходу устройства [2J .

Недостатками такого устройства является низкое быстродействие, так как выделение экстремального числа в устройстве производится за Ш тактов.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для выделения экстремального из η ГП -разрядных двоичных чисел, содержащее η Ш -разрядных регистров на триггерах, выходы триггера каждого .· i —го разряда j —го регистра, где ,анализа соединен с ί -го элемента ИЛИ второй выход каждоj -ых узлов анали— -го элемента И-НЕ первому входу ι -го выход каждого из ко3

0=/,2,...m ,j =1,2,...η соединены с информационными входами (ixj)-ro узла анализа, первый выход каждого (f xj )-го узла j -ым входом первой группы, го (<xj)-ro узла анализа подключен к j -ому входу i -го элемента ИЛИ второй группы, * введено П дополнительных триггеров группы элементов И-НЕ, группа элементов ИЛИ, причем выход каждого < -го элемента ИЛИ первой группы соединен с первым входом 4 -го элемента И-НЕ группы, с 4 -ым информационным выходом устройства и с первым управляющим входом 4 -ых узлов анализа, выход каждого 4 -го элемента ИЛИ второй группы подключен ко второму входу

-го элемента И-НЕ( группы, третий выход каждого () х j )-го узла анализа соединен с ί -ым входом j -го элемен. та ИЛИ третьей группы, выход каждого j -го элемента ИЛИ третьей группы подключен ко входу установки в нулевое состояние j -го дополнительного триггера, прямой выход каждого j -го дополнительного триггера соединен с j -ым выходом управления устройства и со вторым управляющим входом за, выход каждого 4 группы подключен к элемента И группы, торых соединен с третьим управляющим входом (1+1)-ых узлов анализа и со вторым входом (i+l)-ro элемента И группы, вход управления устройства подключен ко входу первого элемента И группы и к третьим управляющим входам узлов анализа первых разрядов всех регистров и тем, что в нем узлы анализа состоят из трех элементов И, причем первые входы первого и второго элементов И соединены с первым управляющим входом узла, а их вторые входы - с информационными входами узла, выход первого элемента И подключен к первому выходу узла, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и со вторым выходом узла, второй и третий входы третьего. элемента И подклинен ко второму и третьему управляющим входам узла, а выход третьего элемента И соединен с третьим выходом узла.

Блок-схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит и регистров, выполненных на триггерах l_(t , 1,₂ > ...1(^.

поразрядных узлов анализа 2ц , 2₍₂ ,...2_1ГП, ^02 *·*· ^ пш’ наж/4Ь1Й элементов 3-5 И, ИЛИ 6/ 6₂,,..6_т, 7_t, 7_S , ...7_П ИЛИ ^21 · ^22 »···22_ηιί···2η₁, из которых состоит из группу из m элементов группу из η элементов И дополнительных триггеров 8/ 8%, ... 8_П, группу из щ элементов 9/...92 > ИНЕ,...9^, , группу из m элементов 10/ ю₂ ...ДОЖИЛИ, группу из пл элементов 11_{, и₂, ...11т и, вход 12 управления, информационные выходы 131 , 132,...13^,, выходы 14| , 14₂,...14 управления. Код экстремального числа формируется на выходах 13, а код номеров регистров, содержащих экстремальное число на выходах 14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в триггеры 1 регистров записаны двоичные числа, а триггеры 8_Ъ 8₂ ·,..8_Π находятся в нулевом состоянии,. Совокупность сравниваемых чисел задается путем установки соответствующих триггеров 8; в единичное состояние. При подаче на вход 12 управления единичного уровня производится поразрядный анализ сравниваемых чисел. Если в первом разряде чисел имеется и О и 1, то через элементы 3 и 4 И узлов анализа 1 jj на группу элементов 10 и 6 ИЛИ поступают единичные сигналы. На выходе элемента 9j -И-НЕ будет сформирован нулевой сигнал, которым закрывается элемент 11 £ И. Через элементы 5 И узлов анализа и 7 ( ИЛИ, относящиеся к тем регистрам, в первом разряде которых записан О, единичный сигнал поступает на входы установки в нулевое состояние соответствующих триггеров 8^ . Элементы 4 и 3 И соответствующих узлов анализа закрываются,и единичный сигнал будет только на выходе элемента 10 j ИЛИ. На выходе элемента 9, И-НЕ формируется единичный сигнал, по которому открывается элемент 11, И. Далее производится анализ следующего разряда ’оставшихся сравниваемых чисел.

Если же в первом разряде сравниваемых чисел'содержатся только нулевые коды или только единичные, то на выходе элемента 9 И-НЕ будет единичный сигнал, который открывает элемент 111 И, Следовательно, в этом случае сразу производится анализ второго или последующих разрядов. После того, как все разряды сравниваемых чисел будут проанализированы, на выходе элемента 11^ И формируется единичный уровень. При этом на выходах 13/ 13₂,... 13_т содержится код экстремального числа, а на выходах 14|, 14^,... 14_п- код номеров регистров, содержащих экстремальное число.

„ Устройство по сравнению с известным _z обладает более высоким быстродействием, 5 так как выделение экстремального числа в предлагаемом устройстве производится за один такт работы, в то время как в известном - за щ тактов. Кроме того, при одинаковом значении I —го разряда остав—10 шихся сравниваемых чисел в устройстве производится сразу анализ (<+1)-го и т.д.' разрядов чисел. Устройство позволяет выделять экстремальное число из любого множества записанных чисел, причем ре— ¹⁵ гистры, в которые- записаны числа, не попавшие в число сравниваемых как экстремальных, не гасятся. Это позволяет использовать содержимое регистров в следующем такте работы без предварительной 20 перезаписи чисел.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализации технических средств дл  выделени  экстремального числа из совокупности чисел. Известно устройство дл  сравнени  чи сел, содержащее регистры сдвига, инверторы , вентили сброса и логические элементы И, ИЛИ 1 . Недостатком этого устройства  вл етс малое быстродействие, так как в устройстве выполн етс  последовательное сравнение чисел. Наиболее близким техническим решением к предложенному  вл етс  устройство дл  выделени  экстремального из П tTi -разр дных двоичных чисел, содержащее m п -входовых элементов ИЛИ, п т-разр дньк регистров, по tn трехвходовых элементов И и одному m -входовому элементу ИЛИ на каждое из двоичных чисел , причем пр мьге выходы регистров поразр дно соединены со входами п -входовых элеменюв ИЛИ, инверсные выходы каждого регистра соединены с первым входом соответствующих элементов И, второй и третий входь которьк поразр дно соединеИз с шинами управл ющих сигналов н с выходами п -входовых элементов ИЛИ соответственно, выходы которых подключены к соответствующему выходу устройства, а выходы Элементов И каждого регистра соединены со входами m -вхо- довых элементов ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующему выходу устройства 2 . Недостатками такого устройства  вл етс  низкое быстродействие, так как выделение экстремального числа в устройстве производитс  за m тактов. Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  выделени  экстремального из п m -разр гщых ДВОИЧНЫХ чисел , содержащее п m -разр 1шых регистров на триггерах, выходы триггера каждого . i -го разр да i -го регистра, где t-l,2,..,m ,j l,2,...n соединены с информаиионными входами ( xj)-ro узла анализа, первый выход каждого {( XJ)-го узла .анализа соединен с } --ым входом -го элемента ИЛИ первой г{эуппы, второй выход каждого {ixj).-ro узла анализа подключен к j -ому JiXOAy ( -го элемента ИЛИ второй группы, введено П дополнительных триггеров группы элементов И-НЕ, группа элементов ИЛИ, причем выход каждого { -го элемента ИЛИ первой группы соединен с первым входом -го элемента И-НЕ группы, с i -ым информациОННЬПУ выходом устройства и с первым уп равл ющим входом i -ьрс узлов анализа, выход каждого 1 -го элемента ИЛИ вто рой группы подключен ко второму входу { -го элемента И-HEj группы, третий выход каждого (( х j )-го узла анализа соединен с i -ым входом j -го элемен . та ИЛИ третьей группы, выход каждого j -го элемента ИЛИ третьей группы под ключей ко входу установки в нулевое состо ние j -го дополнительного триггера, пр мой выход каждого j -го дополнитель ного триггера соединен с J -ым выходом управлени  устройства и со вторым управл ющим входом j -ых узлов анализа , выход каждого i -го элемента И-НЕ группы подключен к первому входу i -го элемента И группы, выход каждого из ко торых соединен с третьим управл ющим входом (i+l)-bix узлов анализа и со вторым входом (i+l)-ro элемента И группы , вход угфавлени  устройства подключен ко входу первого элемента И группы и к третьим управл ющим входам узлов анализа первых разр дов всех регистров и тем, что в нем узлы анализа состо т из трех элементов И, причем первые вхо ды первого и второго элементов И соединены с первым управл ющим входом узла а их вторые входы - с информационными входами узла, выход первого элемента И подключен к первому выходу узла, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и со вторым выходом узла, второй н третий входы тре тьего элемента И подклкнен ко второму и третьему управл ющим входам узла, а вы ход третьего элемента И соединен с третьим выходом узла. Блок-схема устройства представлена н чертеже. Устройство содержит П регистров, выполненных на триггерах I,, , 1,2 . ...j-( Jt поразр дных узлов анализа 2(| , 2,...2 7 6 2 22 22ni hl оо каждый 21 -по з которых состоит из элементов 3-5 И, группу изт элементов ИЛИ 6, б2,„., группу из п элементов 7|, 7g , ...7 ИЛИ И дополнительных триггеров 8|, 82, ... 8f, группу из m элементов 9j,...92 , ИНЕ ,..,9|7, , группу изт элементов lOj, lOj,..ДОЖИЛИ, групп  из m элементов 11, llj, ...11тп И, вход 12 управлени , информациоьшые выходы 13| , 132,...13{-,, выходы 14j , 142,...14 управлени . Код экстремального числа формируетс  на выходах 13, а код номеров регистров, содержащих экстремальное число на выходах 14. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии в триггеры 1 регистров записаны двоичные числа, а триггеры 8 82 -...Sn наход тс  в нулевом состо нии,. Совокупность сравниваемых чисел задаетс  путем установки соответствующих триггеров 8j в единичное состо ние. При подаче на вход 12 управлени  единичного уровн  производитс  поразр дный анализ сравниваемых чисел. Если в первом разр де чисел имеетс  и О и 1, то через элементы 3 и 4 И узлов анализа Ij; на группу элементов Ю ц 6 ИЛИ поступают единичные сигаа- лы. На выходе элемента 9j -И-НЕ будет сформирован нулевой сигнал, которым закрываетс  элемент 111 И, Через элементы 5 И узлов анализа и 7 ИЛИ, относ щиес  к тем регистрам, в первом разр де которых записан О, единичный сигнал поступает на входы установки в нулевое состо ние соответствующих триггеров 8 . Элементы 4 и 3 И соответствующих узлов анализа закрываютс ,и единичный сигнал будет только на выходе элемента 10 j ИЛИ. На выходе элемента 9 И-НЕ формируетс  единичный сигнал, по которому открываетс  элемент 111 И. Далее производитс  анализ следующего разр да оставшихс  сравниваемых чисел. Если же в первом разр де сравниваемых чиселсодержатс  только нулевые коды или только единичные, то на выходе элемента 9 И-НЕ будет единичный сипшл, который Ьткрь вает элемент 11; И, следовательно, в этом случае сразу производитс  анализ второго или последующих разр дов. После того, как все разр ды сравниваемых чисел будут проанализированы , на выходе элемента 11,, И фс мируетс  единичный уровень. При этом на выходах 13(, 132,... 13 содержитс  код экстремального числа, а на выходах 14., 14. код номеров регистров содержащих экстремальное число, , Устройство по сравненшо с известным обладает более высоким быстродействием так как выделение экстремального числа в предлагаемом устройстве производитс  за один такт работы, в то врем  как в известном - за m тактов. Кроме того, при одинаковом значении 4 -го разр да оста шихс  сравниваемых чисел в устройстве производитс  сразу анализ (f+l)-ro и т.д разр дов чисел. Устройство позвол ет вы дел ть экстремальное число из любого множества записанных чисел, причем ре- гистры, в которые- записаны числа, не по павшие в число сравниваемых как экстремальных , не гас тс . Это позвол ет использовать содержимое регистров в следу ющем такте работы без предварительной перезаписи чисел. Формула изобретени  1. Устройство дл  выделени  экстремального ИЗПГТ7 -разр дных двоичных чисел , содержащее п m -разр дных регистров на триггерах, выходы триггера каждого -го разр да -го регистра, где 1,2, ...m,j 1,2,... п соединены с инфорк1ационными входами (-j xj )-го с узла ана- лиза, первый выход каждого ( xj)-ro узла анализа соединен с j -ым входом -i -го элемента ИЛИ первой группы, вто рой выход каждого И х j) -го узла анализа подключен к j -ому входу { -го элемента ИЛИ второй группы, отличающеес  тем, что, с целью повышени быстродействи  в него введено Г| допогь. нительных триггеров группы элементов И-НЕ, И, группа элементов ИЛИ причем выход каждого f -го элемента ИЛИ первой группы соединен первым входом i -го элемента И-НЕ группы, с ч -ым информационным выходом устройства а с первым управл ющим входом i -ых узлов анализа, выход каждого -го элемента ИЛИ втодоЪ группы подключен ко второму входу ; -го элемента И-НЕ группы, третий выход каждого {lxj)-ro анализа соединен с t -ым входом j-го элем§нта ИЛИ третьей группы, выход каждого - j -го элемента ИЛИ третьей группы подключен ко входу установки в йулевое состо ние j -го дополнительного триггера, пр мой выход каждого j -го дополнительного триггера соединён с j -ым выходом управлени  устройства и со вторым управл ющим входом j -ых узлов анализа, выход каждого 4 -го элемента И-НЕ группы подключен к первому входу i -го элемента И группы, выход каждого из которых соединен с третьим утфавл юшим входом (t+1)-ых узлов анализа и со вторым входом (i + l)-ro элемента И группы, вход управлени  устройства подключен ко второму входу первого элемента И группы и к третьим управл ющим входам узлов анализа первых разр дов всех регистров. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, в нем узлы анализа состоит из трех элементов И, причем первые входы первого и второго элемента И соединены с первым управл ющим входом узла , а их вторые входы - с ннформационными входами узла, выход первого элемента И подключен к первому выходу узла, выход элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и со выходом узла, второй « третьего элемента И подключены ко второму и третьему уара&amp;плющим входам узла, а выход третьего элемента И соединен с третьим выходе узла . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 285347, кл. Q-O6 F 7/ОО, 12.О5.68.
2. 2.Авторское свидетельство СССР NO 514291, кл. (506 7/02, 27.12.73 (гфототип).

   079