SU864280A1 - Устройство дл сравнени двух п-разр дных чисел - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВУХ 1-РАЗРЯДНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве устройства сравнени  чисел дл  вы влени  больше го, равного или меньшего нисла. Известно устройство дл  сравнени  чисел, которое состоит из однотипных модулей сравнени  двух разр дов, причем выход модул  сравнени  1-х разр дов чисел  вл етс  входом модул  срав нени  (1-1) разр дов. При вьгавленш неравенства старших разр дов результат неравенства транслируетс  на выход устройства сравнени  1. Однако это устройство обладает низ ким быстродействием вследствие того, что при сравнении п-разр дных чисел А и В устройства сравнени  содержит п последовательно соединенных модулей сравнени  одноразр дных чисел а и Ц от 1 п до I 1. Наиболее близким к тфедпагаемому  вл етс  устройство дл  сравнени  дву п-разр дных чисел, содержащее mS-разрддных сумматоров, где m Е (VtIS), Е I ближайшее большее целое число,элемент .,причем входна  шина пр мого значе:ни  каждого 1-го разр да первого числа, где « Г, 2,...п соединена с i-ым дл  i $ S, (f-р5)-ым дл  i S входом р-го сумматора, где р « Е (ife), вход на  шина инверсного значени  каждого i-ro Разр да второго числа подключена к (} + 5)-ому дл  S, П - (Р+ l)Sому дл  I 7 S входу Р-го сумматора, выходы суммы первого сумматора соединены со входами элемента И-НЕ 2. Недостатком этого устройства  вл етс  Низкое быстродействие. Цель изобретени  - повышение быстродействи . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  сравнени  двух п-разр дных чисел, содержащее mS-разр дньк сумматоров, где m Е (hfe) , Е - ближайшее большее целое число, элемент -HEj причем входна  шина пр мого знаени  каждого t-ro разр да первого чис3864280

ла устройства, где i 1,2,. ,.п, соединена с 1-ым дп  I & S, (-р5)-ым дл  У S входом р-го сумматора, где р Е (/5) t входна  шина инверсного значени  каждого 1-го разр да второго чис-д ла устройства подключена к ( + 5)-ому дл  I 5, i - (Р+ 1)5 -ому дл  i S входу р-го сумматора, выходы разр дов суммы первого сумматора соединены со входами элемента и тем, что введе-ю ны К узлов анализа, где К - Е (vjfZS- 1,5) + 1, причем выходы разр дов суммы каждого J-ro сумматора, где j « 2,4... (m-1), соединены со входами равенства первой группы j/2-го узла анализа, вы- ,§ ход переноса каждого j-ro сумматора-. подключен к первому информационному входу j/2-го узла анализа, выходы разр дов суммы каждого Сто сумматора, где , 1, 3,..,,т, соединены со входамз равенства второй группы t + 1/2го узла анализа, выход переноса каждого сумматора подключен ко второму информационному входу + 1/2-го узла анализа, первый и второй выходы каждого i-ro узла анализа соединены с первым и вторым входами переносов соответственно (i + I) узла анализа, выход элемента И-НЕ подключен к первому входу переносов первого узла анализа, выход переноса первого сумматора соединен со вторым входом переносов первого узла анализа, и тем, что в нем каждьй узел анализа сод ржит элементы И-НЕ, И, НЕ, 11ПИ, причем первый и второй информационные входы узла соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответст венно, выходы которых под1шючены к первому и второму входам соответствен но первого элемента ИЛИ, перва  и вто ра  группы входов равенства узла соединены со входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, выходы которых подключены к первому и втором входам соответственно второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с пе вым выходом узла анализа, первый вход переносов узла подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ и через пе вый злемент НЕ - ко вторым входам пер вого и второго элементов И, второй вход переносов узла соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму выходу узла, выход первого элемента И-Н через второй злемент НЕ соединен с третьим входом второго элемента И.

На фиг. I изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 функциональна  схема узла анализа дл  случа  использовани  4-х разр дных сумматоров, Устройство содержит т S-разр дных сумматоров L , « hi m « Е (и|5), п - число разр дов в сравниваемых числах, Е - ближайшее большее цеЭлемент И-НЕ 2, К узлов лое число - , 3,...3, где К Е (I25анализа 3 1 5) ь 1. Каждый узел анализа 3 содержит элемент И-НЕ 4, 5, злемент И 6, 7, элемент ИЛИ 8, 9, элемент НЕ JO 11 Устройство работает следующим обазом . п-разр дов сравниваемых чисел разивают на группы по S разр дов. В проессе сравнени  двух чисел происходит уммирование в группах S разр дов одого числа и соответствующих инверсньк разр дов другого числа на S-разр дом сумматоре. Дл  всех возможных сотношений разр дов сравниваемых чисел группе значени  шин суммы и переноса -разр дного сумматора следующие jS ). S %2 2 - 1 } Пример. 1. А 8, В 7 Суммируем А + В J. 1000 1000 1 -0000 Р - .(S- 0). 2. А « 8, В - 8 Суммируем А + В О, 2« 15 3. А 7, В « 8 Суммируем А В Р о,(- J4;. Соотношение А В однозначно определ етс  единичным потенциалом на выходной шине переноса сумматора. Соотношение А В к А В расшифровываютс  анализом значений выходов суммы . Дп  этого шины суммы подключаютс  к входам схем И-НЕ 1 и И-НЕ 2, И-НЕ 3, вход щих в состав модул  перехода (МП) (фиг. 2). Наличие логического нул  на шинах суммы сумматора СS 2 - ) при отсут ствии переноса однозначно определ ет соотношение чисел А В. Таким образо по вление логической единицы на выхо схемы И-НЕ, подключенной к шинам сум мы при отсутствии переноса определ  ет Соотношение . Наличие единицы на все Ящиках суммы сумматора (S 2 -i j о нозначно определ ет соотношение чисел А В, при этом на выхоДе элемента И-НЕ, подключенного к шинам суммы, логический нуль. Соотношение шины переноса сумма- тора и выходной шины элемента И-НЕ при различных соотношени х сравниваемых чисел в группе следуюацие (см. . таблицу). Состо ние шин переноса сумматоров и выходов соответствующих схем И-ЙЕ анализируютс  МП, причем, если сумматором старшей группы разр дов cpaaHHaaehflbix чисел определ етс  неравенство , то результат сравнени  транслируетс  на выход устройства сравнени . Модуль перехода (фиг. 2) содержит управл ющие входы t и две группы информационных входов К К)« Kg л 9 и управл кщие выходы {Ц и сjj . На управл ющие входы 6 к t МП 7, 10 поступает информаци  о результате сравнени  разр дов чисел в предыдущих старших группах. При этом, если в пре дыдущих группах определено неравенств разр дов, то информаци  о неравенстве транслируетс  на управл ющие выходы JL и el, МП.Если на управл ющие входы поступает информаци  о равенстве разр дов в предыдущих старших группах, то МП анализирует информацию о результате сравнени  других разр дов чисел, определ емых сумматорами, выходы которых подключены к группам информационных входов. Управл ющий вход | МП 4 через элемент И-НЕ 2 подключен к выходным шИнам сумь&1, а управл юосий вход ft - к шине переноса сумматора 1 старшей группы разр дов срвпниваемых числа. К управл ющим входам и 6 йодключены сумматор старшей группы разр дов сравниваемых чисел Зд-а. « Ьл . К сумматору младшей группы подключены а 4 о-Ь4разр ды При определении неравенства в старшей группе разр дов на выходе элемента И-НЕ 1 по вл етс  единица. Логический нуль на выходе инвертора НЕ } эакрьюает схемы И I и И 2, к которым подключены выходные шины переноса сумматоров остальных групп разр дов. На управл ющие выходы МП через элементы ШШ I и ИЛИ 2 транслируетс  признак неравенства, определенный сумматором старшей группы разр дов сравниваемых чисел При равенстве разр дов в старшей группе на выходе элемента И-НЕ логический нуль. Логическа  единица на выходе инвертора НЕ I открывает элементы И I и И 2. При этом в случае неравенства в средней группе разр дов на выходе .хемы И-НЕ 2 - логическа  единица. Логический нуль на выходе схемы НЕ 2 закрывает схему 1i 2. На управл  зщие выходы МП через элементы ШШ I и ШШ 2 транслируетс  признак неравенства, определ ющий сумматоры средней группы сравниваемых чисел. При равенстве разр дов в средней группе на выходе элемеита И-НЕ 2 логический нуль. При равенстве разр дов старшей и средней групп логические единицы на выходах инверторов НЕ I и НЕ 2 открывают элемент И 2. На управл к цие выходы МП транслируетс  результат сравнени , определ емый сумматором младшей группы разр дов сравниваемых чисел. Шийы К и Bjj дают следующую информацию о соотношени х сравниваемых чисел ei 1. Две шины могут нести информацию о етырех состо ни х, в нашем случае с омощью двух шин выдаетс  информащ1Я трех состо ни х. В материалах за ви схема позиционного разделени  реультатов сравнени  не показана: рит зани  за вител  на нее не расростран ютс , и к существу предложеи  она отношени  не имеет, так как ыдача информации по Двум шинам  вл тс  с точки зрени  обработки резульатов сравнени .

Предложенное устройство сравнени  многоразр дных чисел обладает большим быстродействием по сравнению с прототипом. Кроме того, предложенное устройство не имеет ограничений по количеству разр дов сравниваемых чисел, причем при увеличении числа разр дов повьшение быстродействи  (количество сравниваемых разр дов за еДиницу времени ) возрастает. Это позвол ет особенно эффективно использовать такое устройство в больших вычислительных системах, и комплексах, оперируемых многоразр дными числами.

Claims (2)

1. Устройство дл  сравнени  двух п-разр дных чисел, содержащее mS-разр дных сумматоров, где m Е (vifs) , Е - ближайшее целое число, элемент И-НЕ, причем входна  шина пр мого значени  каждого i-ro разр да первого числа устройства, где i , 2,...п, соединена с i-ым дл  1 S, (--р5)-ым дл  i S входом р-го сумматора, где р Е (ife), входна  шина инверсного значени  каждого i-ro разр да второго числа устройства подключена к ( + 5)-ому дл  i &5, ti -(P + l)S -ому дл  t 7 S входу Р-го сумматора, выходы разр дов суммы первого сумматор соединены со входами элемента И-НЕ, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  быстродействи  в него введены К узлов анализа, где К Е (vi|25- 1 ,5) + } , причем выходы разр дов суммы каждого j-ro сумматора, где j « 2, k f ,,.(т-1), соединены со входами равенства первой группы j/2-го узла анализа, выход переноса каждого j-ro сумматора подключен к первому информационному входу j/2-го узла анализа , выходы разр дов суммы казкдого Л-то сумматора, где S , 3,...m соединены со входами равенства второй группы 6+ 1/2-го узла анализа, выход

переноса каждого Р-го сумматора подкл19чен ко .второму информационному входу Р + 1/2-го узла анализа, первый и второй выходыкаждого 1-го узла анализа соединены с первым и вторым входами переносов соответственно (i + 1) узла анализа, выход эл мент а И-НЕ подключен к первому входу переносов первого узла анализа, выход переноса первого

сумматора соединен со вторым входом переносов первого узла анализа.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в нем каждый узел анализа содержит элементы

И-НЕ, И, НЕ, ИЖ, причем первый и второй информационные входы узла соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответствеино, выходы которых подключены к первому

и второму входам соответственно первого элемента ИЛИ, перва  и втора  группы входов равенства узла соединены со входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, выхоДы которых подключены к первому и второму входам соответственно второго элемента ИЖ, выход которого соединен с первым выходом узла анализа, первый вход переносов узла подключен

к третьему входу второго элемента ИЛИ и через первый элемент НЕ - ко вторым входам первого и второго элементов И, второй вход переносов узла соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен ко второму выходу узла, выхоД) первого элемента И-НЕ через вtopoй элемент НЕ соединен с третьим входом второго элемента И.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 478302, кл. 6 06 F 7/04, 1972.

2.Дроздов Е. А. и др. Основы вычислительной техники, М., Военное издательство МО СССР, с. 318, рис. 160 (прото.тип).

Of7.iS-1.

Фиг.1

li

&