SU763889A1 - Устройство дл выделени максимального из чисел - Google Patents

Description

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для сравнения двоичных чисел, представленных параллельным двоичным кодом.

Известны устройства для сравнения нескольких двоичных чисел, представленных в параллельном коде, состоящие из кольцевых сдвигающих регистров и логических элементов И, ИЛИ, НЕ. Формирование результата в них производится путем последовательного поразрядного анализа сравниваемых чисел с затратами одного такта на каждый разряд. Устройство-построено с использованием элементов памяти [ 1) .

Однако отсутствие общего выхода для результата ограничивает функциональные возможности устройства.

Наиболее близким к предложенному техническим решением является устройство, выполненное на однотипных логических узлах, содержащих каждый: блок сравнения двух чисел, схему коммутации, элементы И, ИЛИ, НЕ, причем информационные входы узлов являются входами устройства, а сигнальные выходы.узлов являются сигнальны2 ми выходами устройства. Устройство не содержит элементов памяти и имеет общий выход результата. Формирование с результата происходит за один такт 12].

Однако это устройство содержит функционально сложные блоки сравнения и схемы коммутации параллельных IQ чисел, которые могут быть выполнены на элементах И, ИЛИ, НЕ с использованием значительного их количества. Поскольку логические узлы устройства включены в последовательную цёпь, , _ время формирования результата пропор^э ционально количеству сравниваемых чисел. При сравнении более двух чисел задержка формирования 'результата в ряде случаев оказывается недопусти„ мо большой.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для.выделения макси25 мального из η двоичных чисел, содержащем элементы ИЛИ, η узлов анализа, каждый из которых содержит элемент И и m поразрядных узлов сравнения, информационные входы каждого из ко30 торых соединены с шинами i-ых разря дов сравниваемых чисел, где 1=1,2, ... ,т, выход каждого j-ro поразрядного узла сравнения соединен со Входами блокировки (j+ϊ), (j+2),.,., m-ro поразрядных узлов сравнения, где j=l,2,...,(m-I) и с j-ым входом элемента И, выход m-го поразрядного узла сравнения подключен к т-ому входу элемента И, информационные вы. ходы каждого i-го поразрядного узла ‘сравнения к-го узла анализа соединены с К-ым входом i-го элемента ИЛИ, 'θ где К=1,2,...,п, выход каждого из которых подключен к управляющему входу i-ro поразрядного узла сравнения и тем, что в нем каждый поразрядный узел сравнения содержит элемент И, 15 элемент ИЛИ, элемент НЕ, причем информационные входы узла соединены со входами элемента ИЛИ и первыми входами элемента И, выход элемента

И подключен к информационным выходам 20 узла, управляющий вход узла соединен через элемент НЕ со входом элемента ИЛИ, выход которого· подключен к выходу узла, вторые входы элементов ”И группы подключены ко входам 25 блокировки узла.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит η узлов 1 анализа, состоящих из поразрядных у.элов ед 2₁, ,·, .,2т сравнения, содержащих элементы 3 ИЛИ и 4 НЕ, элемент 5 И, элемент 6 И, элементы 7_Л, 7_z,...7m, ИЛИ,информационные входы 8,, 8д,.,,8т, информационные выходы 9_t, 9^,,,.9т, выходы 10 устройства (на чертеже условно показан один узел 1 анализа).

Устройство работает следующим образом.

Сравниваемые числа поступают на информационные.входы 8 устройства, 40 При этом старшие разряда чисел посту.пают на поразрядные узлы 2 сравнения (показанные на чертеже слева). В поразрядных узлах с единичным значением старшего разряда кода числа уста- 45 навливается единичное значение выхода элементов 3 ИЛИ, В поразрядных узлах с нулевым значением старшего разряда кода числа выходной сигнал элементов 3 ИЛИ нулевой, поскольку на их первых ед входах нулевой сигнал по условию и нулевой сигнал, с выхода элемента 4 НЕ, так как на входе последнего единичный сигнал при наличии единичного значения разряда хотя бы в одном узле 1 анализа. Нулевой сигнал с выхода элемента 3 ИЛИ запрещает все элементы 5 И, расположенные в мпадших узлах 2 поразрядного сравнения, исключая их участие в формировании .результата сравнения, а также элемент б И, пред- 60 отвращая возбуждение соответствующего выхода 10 устройства. При отсутствии чисел с единичным значением данного разряда единичное значение выхода элемента 3 ИЛИ устанавливается по цепи:

элемент 5 И, элемент 7 ИЛИ, элемент· 4.НЕ, второй вход элемента 3 ИЛИ и обеспечивает анализ содержимого следующего разряда чисел. При этом выход элемента 7 ИЛИ определяет значение _ разряда результата сравнения на соответствующем выходе 9, время формирования которого не зависит от количества узлов, т.е. сравниваемых чисел.

После установления сигналов на входах элементов 5 ji, соединенных со ¹⁰ старшими каналами, работа логических элементов в других каналах аналогична. Единичное значение на выходе элемента 6 И, а следовательно, и сигнального выхода 10 устройства уста15' новится только в тех узлах анализа, которые ни в одном узле 2 поразрядного сравнения не содержит элемент 6 ИЛИ с нулевым значением выхода, т.е. в узлах анализа с максимальными числами на входах 8, таких узлов может быть от одного до η.

, Пример. Пусть устройство имеет три узла 1 анализа. На их входы 25 поданы коды 010, 110, и 101 соответственно. Старшие разряды левые. Во втором и третьем узлах единица старшего разряда через элементы 5 И и элемент 7 ИЛИ поступает на информаед ционный выход 9 результата устройства. В этих узлах элемент 3 ИЛИ формирует на своем выходе единичное значение,разрешающее анализ чисел в млад> ших разрядах, В первом же узле входы ед элемента 3 ИЛИ остаются невозбужденными, поскольку на первом входе нулевое значение разряда числа, а на втором — инвертированное значение разряда результата, равное единице благодаря второму и третьему узлам.

Нулевой сигнал элемента 3 ИЛИ запрещает элементы 5 И младших поразрядных узлов сравнения, исключая участие узла в формировании результата сравнения, а также элемент 6 И, обуславли45 вая нулевой сигнал на сигнальном выходе 10 данного узла.

Во втором узле единица второго разряда через разрешенный элемент 5 И второго поразрядного узла 2 сравед нения проходит через элемент 7 ИЛИ на информационный выход 9 устройства , и через элемент 3 ИЛИ на входы элемента 5 И младшего поразрядного узла сравнения и элемента 6 И. В третьем cj узле элемент 5 И младшего поразрядного узла 2 сравнения запрещен нулевым сигналом от элемента 3 ИЛИ вто-

- рого канала, этот же сигнал запрещает также элемент 6 И.

В младшем канале только второго узла анализа элемент 5 И оказался о разрешенным для входного сигнала.

В результате значение младшего информационного выхода 10 определяет-

- ся значением младшего разряда числа на входе 8 второго узла.

Таким образом, на выходах 9 устройства сформирован код 110, поступивший на входы 8 второго узла 1¾. анализа. . Принадлежность кода второму узлу ''подсвечивается*' сигналом единицы на выходе 10 второго узла lg анализа.

. Использование предлагаемого устройства по сравнению с существующими устройствами позволяет повысить производительность, а также уменьшить . время реакции средств обработки/ со- ¹ держащих предлагаемое устройство и сократить затраты’на реализацию сравнения чисел.

Claims (2)

1. дов сравниваемых чисел, где ,2, ,..,т, выход каждого j-ro поразр дного узла сравнени  соединен со входами блокировки (J+I), (J+2),..,, га-го поразр дных узлов сравнени , где ,2,.,,, (m-I) и с j-ым входом элемента И, выход т-го поразр дно-. 1X5 узла сравнени  подключен к т-ому входу элемента И, информационные вы .ходы каждого 1-го поразр дного узла сравнени  К-го узла анализа соединена с К-ым 1-го элемента ИЛИ, где ,2,,.,,п, выход каждого из которых подключен к управл ющему входу i-ro поразр дного узла сравнени  и тем, что в нем каждый поразр дный узел сравнени  содержит элемент И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, причем информационные входы узла соединены со входами элемента ИЛИ и первыми входами элемента И, выход элемента И подключен к информационным выходам узла, управл ющий вход узла соединен через элемент НЕ со входом элемента ИЛИ, выход котороге-подключен к выходу узла, вторые входы элементов И группы подключены ко входам блокировки узла. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит п узлов 1 ана лиза, состо щих из поразр дных У.ЭЛОВ 2, 2,I,.га сравнени , содержащих элементы 3 ИЛИ и 4 НЕ, элемент 5 И, элемент б И, элементы 7, 72,,..7ni, ИЛИ,информационные входы З , 8.г,.,,8 информационные вмходы 9, 9,.,.9т, выходы 10 устройства (на чертеже условно показан один узел 1 анашиза) Устройство работает следующим об разом. Сравниваемые числа поступают на информационные.входы 8 устройства, При этом стариие разр ды чисел посту , пают на поразр дные узлы 2 сравнени  (показанные на чертеже слева), В поразр дных узлах с единичным значением старшего разр да кода числа устанавливаетс  единичное значение выход элементов 3 ИЛИ, В поразр дных узлах с нулевым значением старшего разр да кода числа выходной сигнал элементов 3 ИЛИ нулевой, поскольку на их первы входах нулевой сигнал по условию и нулевой сигнал, с выхода элемента 4 Н так как на входе последнего единичны сигнал при наличии единичного значени  разр да хот  бы в одном узле 1 анализа. Нулевой сигнал с выхода эле мента 3 ИЛИ запрещает все элементы 5 И, расположенные в мпадших узлах 2 п разр дного сравнени , исключа  их участие в формировании . результат.а сравнени , а также элемент б И , пред отвраща  возбуждение соответствующе выхода 10 устройства. При отсутствии чисел с .единичным значением данного разр да единичное значение выхода эл мента 3 ИЛИ устанавливаетс  по цепи лемент 5 И, элемент 7 ИЛИ, элеменГ .НЕ, второй вход элемента 3 ИЛИ и беспечивает анализ содержимого слеующего разр да чисел. При этом выход лемента 7 ИЛИ определ ет значение азр да результата сравнени  на соотетствующем выходе 9, врем  формироваи  которого не зависит от количеста узлов, т.е. сравниваемых чисел. После установлени  сигналов на вхоах элементов 5 i, соединенных со таршими каналами, работа логических лементов в других каналах аналогична. Единичное значение на выходе элеента б И, а ., следовательно, и jfjrHartbHoro выхода 10 устройства устаЬвйтсй; только в тех узлах анализа, отёрые ни в одном-узле 2 поразр дноо Сравнени  не содержит элемент б ИЛИ нулевым значением выхода, т.е. в узах анализа с максимальными числами а входах В, таких узлов может быть одного до п, Пример. Пусть устройство имеет три узла 1 анализа. На их входы поданы коды 010, 110, и 101 соответственно . Старшие разр ды левые. Во втором и третьем узлах единица старшего разр да через элементы 5 И и элемент 7 ИЛИ поступает на информационный выход 9 результата устройства , В этих узлах элемент з ИЛИ формирует на своем выходе единичное значение ,разрешающее анализ чисел в мл.адших разр дах. В первом же узле входы элемента 3 ИЛИ остаютс  невозбухеденными , поскольку на первом входе нулевое значение разр да числа, а на втором - инвертированное значение разр да результата, равное единице благодар  второму и третьему узлам. Нулевой сигнал элемента 3 ИЛИ запрещает элементы 5 И младших поразр дных узлов сравнени , исключа  участие узла в формировании результата сравнени , а также элемент 6 И, обуславлива  нулевой сигнал на сигнальном выходе 10 данного узла. Во втором узле единица второго разр да через разрешенный элемент 5 И второго поразр дного узла 2 сравнени  проходит через элемент 7 ИЛИ на информационный выход 9 устройства и через элемент 3 ИЛИ на входы элемента 5 И младшего поразр дного узла сравнени  и элемента б И. В третьем узле элемент 5 И младшего поразр дного узла 2 сравнени  запрещен нулевым сигналом от элемента 3 ИЛИ второго канала, этот же сигнал запрещает также элемент 6 И. В младшем канале только второго узла анализа элемент 5 И оказалс  разрешенным дл  входного сигнала. В результате значение младшего информационного выхода 10 определ етс  значением младшего разр да числа на входе 8 второго узла. Таким образом, на выходах 9 устрой ства сформирован код 110, поступивший на входа 8 второго узла 1 анализа.. Принадлежность кода второму узлу подсвечиваетс  сигналом единицы на выходе 10 второго узла 1 анали . Использование предлагаемого устрой ства по сравнению с существующими устройствами позвол ет повысить производительность , а также уменьшить врем  реакции средств обработки, содержащих предлагаемое устройство и сократить затратына реализацию срав нени  чисел. Формула изобретени  1. Устройство дл  выделени  макси мального из п чисел, содержащее элeмe ты ИЛИ; п узлов анализа, каждый из которых содержит элемент И и m пораз р дных узлов сравнени , информационн входы каждого i-ro из которых соединены с шинами 1-ых разр дов сравнива мых чисел, где 1 1,2,.,.т, о т л и чающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и упрощени  устройства, в .нем выход каждого j-ro поразр дного узла сравнени  соединен со входами блокировки (j+1), (j+2) , , ,,, m-го поразр дных узлов сравнени , где ,2,,.,,(т-1) и с j-ым входом элемента И, выход т-го поразр дного узла сравнени  подключен к т-ому входу элемента И, информационные выходы каждого i-ro поразр дного узла сравнени  К-го узла анализа соединены,с К-ым входом i-ro элемента ИЛИ, где ,2,.,,,п, выход каждого из которых подключен к управл ющему входу i-ro поразр дного узла сравнени . 2, Устройство-по П.1, о т л и ч аю щ е е с   тем, что в нем каждый поразр дный узел сравнени  содержит элемент И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, причем информационные входы узла соединены со входс1ми элемента ИЛИ и с первыми входами элемента И, выход элемента И подключен к информационным выходам узла, управл ющий входузла соединен через элемент НЕ со входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу узла, вторые входы элементов И группы подключены ко,входам блокировки узла. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 193160, кл, G 06 F 7/02, 12.05,50,
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 497583, кл. G 06 F 7/02, 21.01.67 (прототип).

   9

   «2

   9m