КОМПАРАТОР ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ
BINARY NUMBER COMPARATOR

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
2
1
1
2
Известны компараторы двоичных чисел (см., например, третий снизу рис. в табл.3.5 на стр.103 в книге Справочник по цифровой вычислительной технике. Малиновский Б.Н., Александров В.Я., Боюн В.П. и др./ Под ред. Б.Н.Малиновского. Киев: Техника, 1974), формирующие признак соотношения х>х, где х, х∈{0,1} - одноразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных компараторов двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается сравнение трехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.
1
0
1
0
0
1
0
1
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является, принятый за прототип, компаратор двоичных чисел (патент РФ 2300131, кл. G06F 7/02, 2007), который содержит два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, три элемента И-НЕ, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ и формирует признаки соотношений А>В, А=В, где А=аа, В=bb - двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами а, а, b, b∈{0,1}.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается сравнение трехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.
2
1
0
2
1
0
0
1
2
0
1
2
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения формирования признаков соотношений А>В, А=В, где А=ааа, В=bbb - трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a, a, a, b, b, b∈{0,1}.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в компараторе двоичных чисел, содержащем два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, три элемента И-НЕ, первый элемент ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ, первый вход и выход i-го  элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами i-го элемента И-НЕ, а второй вход и выход второго элемента И-НЕ подключены соответственно к второму входу элемента ИЛИ-НЕ и первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и вторым входом третьего элемента И-НЕ, подключенного выходом к первому выходу компаратора двоичных чисел, второй выход и i-й, (2+i)-й входы которого соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ-НЕ и первым, вторым входами i-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены элемент И, второй, третий элементы ИЛИ, четвертый элемент И-НЕ и третий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй входы и выход которого соединены соответственно с пятым, шестым входами компаратора двоичных чисел и вторым входом четвертого элемента И-НЕ, подключенного выходом и первым, вторым входами соответственно к первому входу третьего элемента ИЛИ и первому входу третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второму входу второго элемента ИЛИ, выход и первый вход которого соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и вторым входом первого элемента И-НЕ, подключенного выходом к первому входу элемента И, выход и второй вход которого соединены соответственно с первым входом третьего элемента И-НЕ и выходом третьего элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к первому входу второго элемента ИЛИ.
На чертеже представлена схема предлагаемого компаратора двоичных чисел.
1
2
3
1
2
3
4
1
2
3
Компаратор двоичных чисел содержит три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1, 1, 1, четыре элемента И-НЕ 2, 2, 2, 2, три элемента ИЛИ 3, 3, 3, элемент ИЛИ-НЕ 4 и элемент И 5, причем первый вход и выход элемента
i
i
2
1
3
i
3
4
3
3
2
1
3
3
2
1 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 2, а второй вход и выход элемента 2 подключены соответственно к второму входу элемента 4 и первому входу элемента 3, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым входом элемента 4 и вторым входом элемента 2, подключенного выходом к первому выходу компаратора двоичных чисел, второй выход и i-й, (2+i)-й, пятый, шестой входы которого соединены соответственно с выходом элемента 4 и первым, вторым входами элемента 1, первым, вторым входами элемента 1, выход которого соединен с вторым входом элемента 2, подключенного выходом и первым, вторым входами соответственно к первому входу элемента 3 и первому входу элемента 1, второму входу элемента 3, выход и первый вход которого соединены соответственно с первым входом элемента 4 и вторым входом элемента 2, подключенного выходом к первому входу элемента 5, выход и второй вход которого соединены соответственно с первым входом элемента 2 и выходом элемента 3, подключенного вторым входом к первому входу элемента 3.
2
1
0
2
1
0
2
1
0
2
1
0
2
2
0
0
Работа предлагаемого компаратора двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первый, пятый, второй и третий, шестой, четвертый входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы а, а, а∈{0,1} и b, b, b∈{0,1}, которые задают подлежащие сравнению трехразрядные двоичные числа А=ааа и B=bbb (а, b и а, b определяют значения старших и младших разрядов соответственно). Тогда сигналы на первом, втором выходах предлагаемого компаратора будут определяться выражениями
где
В представленной ниже табл.1 (табл.2) приведены значения реализуемых выражениями (2) (выражениями (1)) функций на всех возможных наборах значений их аргументов.
Анализ данных, приведенных в таблицах, позволяет заключить, что: 1) если
2
1
2
1
2
1
2
1
0
0
A>B
2
1
2
1
0
0
A=B
2
1
2
1
2
1
0
2
1
0
A>B
A=B
аа>bb или аа=bb и а>b, то Q=1; 2) если аа=bb и a=b, то Q=1. Здесь аа и bb есть фрагменты трехразрядных двоичных чисел А=ааа и B=bbb. Таким образом, имеем Q=1 при А>В, Q=1 при А=В.
2
1
0
2
1
0
0
1
2
0
1
2
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый компаратор двоичных чисел обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает формирование признаков соотношений А>В, А=В, где А - ааа, В=bbb - трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a, a, a, b, b, b∈{0,1}.