Устройство сравнения двоичных чисел - RU2762621C1

Код документа: RU2762621C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны устройства сравнения двоичных чисел (см., например, рис. 4.18 на стр. 163 в книге Бибило П.Н. Основы языка HHDL. М.: Солон-Р, 2000 г.), при варьировании размерности выполняющие распознавание отношений A≥B, An-1…a0, B=bn-1…b0 есть n-разрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a0, …, an-1, b0, …, bn-1∈(0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств сравнения двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется распознавание отношений A>B, A=B.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип устройство сравнения двоичных чисел (патент РФ 2329530, кл. G06F 7/02, 2008 г.), которое содержит n мажоритарных элементов и выполняет распознавание отношений A≥B, An-1…a0, B=bn-1…b0 есть n-разрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a0, …, an-1, b0, …, bn-1 ∈ {0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется распознавание отношений A>В, A=B.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения распознавания отношений A>B, A=B, An-1…a0, B=bn-1…b0 есть n-разрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a0, …, an-1, b0, …, bn-1 ∈ {0,1}.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве сравнения двоичных чисел, содержащем я мажоритарных элементов, выход предыдущего мажоритарного элемента подключен к второму входу последующего мажоритарного элемента, а выход n-го мажоритарного элемента является выходом устройства сравнения двоичных чисел, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены 2×n элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-ИЕ и n-1 элементов И, второй вход и выход i-го

элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-ИЕ соединены соответственно с третьим входом i-го мажоритарного элемента и первым входом (n+i)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, первый и второй входы i-го мажоритарного элемента соединены соответственно с выходом и вторым входом (n+i)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, второй вход первого мажоритарного элемента и второй вход j-го
элемента И соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом (j+1)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, выход предыдущего элемента И соединен с первым входом последующего элемента И, а первый вход первого и выход (n-1)-го элементов И соединены соответственно с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ и дополнительным выходом устройства сравнения двоичных чисел, i-й и (n+i)-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами i-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел.

Устройство сравнения двоичных чисел содержит элементы И 11, …, 1n-1, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 21, …, 2n+n и мажоритарные элементы 31, …, 3n, причем второй вход и выход элемента 2i

соединены соответственно с третьим входом элемента 3i и первым входом элемента 2n+i, первый и второй входы элемента 3i соединены соответственно с выходом и вторым входом элемента 2n+i, вторые входы элементов 31 и 1j
соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом элемента 2j+1, выходы элементов 3j и 1k
соединены соответственно с вторым входом элемента 3j+1 и первым входом элемента 1k+1, а первый вход элемента 11 и выход элемента 1n-1 соединены соответственно с выходом элемента 21 и дополнительным выходом устройства сравнения двоичных чисел, i-й, (n+i)-й входы и выход которого соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 2i и выходом элемента 3n.

Работа предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первый, …, n-й и (n+1)-й, …, (n+n)-й входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы b0, …, bn-1 ∈ {0,1} и a0, …, an-1 ∈ {0,1}, которые задают подлежащие сравнению n-разрядные двоичные числа B=bn-1…b0 и A=an-1…a0 (an-1, bn-1 задают значения старших, а a0, b0 - младших разрядов). Тогда сигналы на выходах элементов 1j

3i
будут определяться выражениями

где

есть символы операций ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, И, НЕ, Maj;
z0=0. В представленных ниже таблицах приведены значения реализуемых выражениями (1), (2) функций на всех возможных наборах значений их аргументов.

Анализ данных, приведенных в таблицах, позволяет заключить, что: 1) если yj-1=0 или yj-1=1 и aj≠bj, то yj=0; 2) если yj-1=1 и aj=bj, то yj=1; 3) если ai-1i-1 или ai-1=bi-1 и zi-1=0, то zi=0; 4) если ai-1>bi-1 или ai-1=bi-1 и zi-1=1, то zi=1. Таким образом, когда A>B, либо A=В, либо An-1=0, zn=1 , yn-1=1, zn=0, либо yn-1=zn=0.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство сравнения двоичных чисел обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как выполняет распознавание отношений A>B, A=В, An-1…a0, B=bn-1…b0 есть n-разрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a0, …, an-1, b0, …, bn-1 ∈ {0,1}.

Реферат

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в цифровых компараторах, ассоциативных процессорах и машинах баз данных. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения распознавания отношений A>B, A=В, A

Формула

Устройство сравнения двоичных чисел, содержащее n мажоритарных элементов, причем выход предыдущего мажоритарного элемента подключен к второму входу последующего мажоритарного элемента, а выход n-го мажоритарного элемента является выходом устройства сравнения двоичных чисел, отличающееся тем, что в него дополнительно введены 2×n элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ и n-1 элементов И, второй вход и выход i-го
элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ соединены соответственно с третьим входом i-го мажоритарного элемента и первым входом (n+i)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, первый и второй входы i-го мажоритарного элемента соединены соответственно с выходом и вторым входом (n+i)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, второй вход первого мажоритарного элемента и второй вход j-го
элемента И соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом (j+1)-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, выход предыдущего элемента И соединен с первым входом последующего элемента И, а первый вход первого и выход (n-1)-го элементов И соединены соответственно с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ и дополнительным выходом устройства сравнения двоичных чисел, i-й и (n+i)-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами i-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ.

Документы, цитированные в отчёте о поиске

Устройство сравнения двоичных чисел

Авторы

Патентообладатели

СПК: G06F7/02 G06F7/026 G06F7/06

Публикация: 2021-12-21

Дата подачи заявки: 2020-10-28

0
0
0
0
Невозможно загрузить содержимое всплывающей подсказки.
Поиск по товарам