УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ
DEVICE FOR COMPARING BINARY NUMBERS

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
2
1
2
1
1
2
Известны устройства сравнения двоичных чисел (см., например, нижний 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 г.), выполняющие распознавание отношений х≥x, х<х, где х, х∈{0,1} - одноразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств сравнения двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается сравнение четырехразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.
3
2
1
0
3
2
1
0
0
3
0
3
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип устройство сравнения двоичных чисел (рис.4.18 на стр.163 в книге Бибило П.Н. Основы языка VHDL. М.: Солон-Р, 2000 г.), которое содержит элемент «НЕ», три элемента «2ИЛИ», три элемента «2И» и выполняет распознавание отношений А≥В, А<В, где А=аааа, В=bbbb - четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a, …, a, b, …, b∈{0,1}.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется распознавание отношений А>В и А=В.
3
2
1
0
3
2
1
0
0
3
0
3
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения распознавания отношений А>В, А=В, А<В, где А=аааa, B=bbbb - четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами а, …, а, b, …, b∈{0,1}.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве сравнения двоичных чисел, содержащем элемент «НЕ», три элемента «2ИЛИ» и три элемента «2И», особенность заключается в том, что в него дополнительно введены три элемента «НЕ», пять элементов «2ИЛИ» и пять элементов «2И», причем первый, второй входы и выход i-го () элемента «2ИЛИ» соединены соответственно с первым, вторым входами i-го элемента «2И» и вторым входом (4+i)-го элемента «2И», подключенного выходом к первому входу (4+i)-го элемента «2ИЛИ», второй вход которого соединен с выходом i-го элемента «2И», подключенного вторым входом к выходу i-го элемента «НЕ», выход j-го () элемента «2ИЛИ» соединен с первым входом (j+1)-го элемента «2И», а первый вход пятого элемента «2И» и выход восьмого элемента «2ИЛИ» образуют соответственно настроечный вход и выход устройства сравнения двоичных чисел, i-й и (4+1)-й входы которого соединены соответственно с первым входом i-го элемента «2И» и входом i-го элемента «НЕ».
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел.
1
8
1
8
1
4
i
i
4+i
4+i
i
i
j
j+1
5
8
i
i
Устройство сравнения двоичных чисел содержит восемь элементов «2ИЛИ» 1, …, 1, восемь элементов «2И» 2, …, 2, четыре элемента «НЕ» 3, …, 3, причем первый, второй входы и выход элемента 1() соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 2 и вторым входом элемента 2, подключенного выходом к первому входу элемента 1, второй вход которого соединен с выходом элемента 2, подключенного вторым входом к выходу элемента 3, выход элемента 1() соединен с первым входом элемента 2, а первый вход элемента 2 и выход элемента 1 образуют соответственно настроечный вход и выход устройства сравнения двоичных чисел, i-й и (4+i)-й входы которого соединены соответственно с первым входом элемента 2 и входом элемента 3.
0
0
3
0
3
3
2
1
0
3
2
1
0
3
3
0
0
4+i
Работа предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его настроечный вход подается положительный импульсный сигнал z∈{0,1}. На его первый, …, четвертый и пятый, …, восьмой входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы a, …, a∈{0,1} и b, …, b∈{0,1}, которые задают подлежащие сравнению четырехразрядные двоичные числа А=аааa и В=bbbb (а, b задают значения старших, а a, b - младших разрядов). Тогда сигнал на выходе элемента 1 () будет определяться выражением
В представленной ниже таблице приведены значения реализуемой выражением (1) функции на всех возможных наборах значений ее аргументов.
a<sub>i-1</sub>
b<sub>i-1</sub>
z<sub>i-1</sub>
z<sub>i</sub>
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
i-1
i-1
i-1
i-1
i-1
i
i-1
i-1
i-1
i-1
i-1
i
0
0
Анализ данных, приведенных в таблице, позволяет заключить, что: 1) если a<b или а=b и z=0, то z=0; 2) если a>b или a=b и z=1, то z=1. Следовательно, при z=1 либо z=0 соответственно имеем
либо .
0
Таким образом, если А>В, А<В или А=В, то на выходе предлагаемого устройства соответственно получим логическую «1», логический «0» или положительный импульсный сигнал z.
3
2
1
0
3
2
1
0
0
3
0
3
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство сравнения двоичных чисел обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает распознавание отношений А>В, А=В, А<В, где А=аааа, В=bbbb - четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a, …, a, b, …, b∈{0,1}.