УСТРОЙСТВО СЕЛЕКЦИИ БОЛЬШЕГО ИЗ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ
DEVICE FOR SELECTION OF THE BIGGER FROM BINARY NUMBERS

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
n
Известны устройства селекции большего из двоичных чисел (см., например, патент РФ 2363034, кл. G06F7/02, 2009 г.), содержащие логические элементы и выполняющие селекцию большего из двух -разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.
n
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств селекции большего из двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка трех -разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и неоднородный аппаратурный состав, образованный из логических элементов двух типов (элементов ЗАПРЕТ, элементов ИЛИ).
n
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип устройство селекции большего из двоичных чисел (патент РФ 2300135, кл. G06F7/02, 2007 г.), которое содержит логические элементы и выполняет селекцию большего из двух -разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.
n
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка трех -разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и неоднородный аппаратурный состав, образованный из логических элементов четырех типов (импликаторов, элементов И-НЕ, И, ИЛИ).
n
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения селекции большего из трех -разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и однородный аппаратурный состав.
n
k
n
k
i
i
i
k
n
i
i
i
k
i
j
j
j
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве селекции большего из двоичных чисел, содержащем  элементов И-НЕ, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены  элементов И-НЕ, причем все элементы сгруппированы в  групп так, что -я  и -я группы содержат соответственно десять и четыре элементов И-НЕ, в -й группе первый вход -го  и первый, второй входы -го элементов И-НЕ, -й вход четвертого и второй вход пятого, третий вход седьмого элементов И-НЕ соединены соответственно с первым входом  -го и выходами -го, -го элементов И-НЕ, первым входом -го и выходом второго элементов И-НЕ, в -й группе вторые входы шестого, седьмого и третьи входы пятого, шестого элементов И-НЕ подключены соответственно к выходу первого и выходу третьего элементов И-НЕ, в -й группе выход -го элемента И-НЕ соединен с -ым входом четвертого элемента И-НЕ, первый вход -го элемента И-НЕ первой группы и выход -го элемента И-НЕ -й группы подключены соответственно к шине единичного потенциала и первому входу -го элемента И-НЕ -й группы, а вторые входы первого, второго, третьего и выход четвертого элементов И-НЕ -й  группы соединены соответственно с -ым, -ым, -ым входами и -ым выходом устройства селекции большего из двоичных чисел.
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства селекции большего из двоичных чисел.
11
10(
n
˗1)
1
n
4
n
1
k
10
k
1
n
4
n
ik
(
i
+
7)
k
4
k
5
k
7
k
(
i
+
4)
k
ik
(
i
+
4)
k
(
i
+7)
k
2
k
6
k
7
k
5
k
6
k
1
k
3
k
in
4
n
i
1
(
i
+
7)
k
i
(
k
+1)
1
j
2
j
3
j
4
j
n
k
n
i
i
j
j
Устройство селекции большего из двоичных чисел содержит элементы И-НЕ 1,…,1, 1,…,1, причем все элементы сгруппированы в  групп так, что -я  и -я группы содержат соответственно элементы 1,…,1 и элементы 1,…,1, первый вход элемента 1 и первый, второй входы элемента 1, -й вход элемента 1 и второй вход элемента 1, третий вход элемента 1 соединены соответственно с первым входом элемента 1 и выходами элементов 1, 1, первым входом элемента 1 и выходом элемента 1, вторые входы элементов 1, 1 и третьи входы элементов 1, 1 подключены соответственно к выходу элемента 1 и выходу элемента 1, выход элемента 1  соединен с -ым входом элемента 1, первый вход элемента 1 и выход элемента 1 подключены соответственно к шине единичного потенциала и первому входу элемента 1, а вторые входы элементов 1, 1, 1 и выход элемента 1 соединены соответственно с -ым, -ым, -ым входами и -ым выходом устройства селекции большего из двоичных чисел.
n
n
j
Работа предлагаемого устройства селекции большего из двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первый,…, -ый, -й,…,-й, -й,…,-й входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы , , , которые задают подлежащие обработке -разрядные двоичные числа , , (, ,  и , ,  определяют значения старших и младших разрядов соответственно). Тогда сигнал на -ом  выходе предлагаемого устройства будет определяться выражением
где
j
Здесь ˅, ∙, ‾, есть символы операций ИЛИ, И, НЕ. В представленной ниже таблице приведены значения реализуемых выражениями (2), (3), (4) функций на всех возможных наборах значений их аргументов. Жирным в таблице выделены значения функций и их аргументов при =2.
<img file="00000035.jpg" he="7" wi="12" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000036.jpg" he="7" wi="13" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000037.jpg" he="7" wi="13" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000038.jpg" he="7" wi="12" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000039.jpg" he="7" wi="13" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000040.jpg" he="7" wi="13" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000041.jpg" he="7" wi="12" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000042.jpg" he="7" wi="13" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<img file="00000043.jpg" he="7" wi="12" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b>
<b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b>
<b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b><b>-</b>
<b>0</b><b>0</b><b>0</b><b>0</b><b>1</b><b>1</b><b>1</b><b>1</b>
<b>0</b><b>0</b><b>1</b><b>1</b><b>0</b><b>0</b><b>1</b><b>1</b>
<b>0</b><b>1</b><b>0</b><b>1</b><b>0</b><b>1</b><b>0</b><b>1</b>
<b>1</b><b>0</b><b>0</b><b>0</b><b>1</b><b>1</b><b>1</b><b>1</b>
<b>1</b><b>0</b><b>1</b><b>1</b><b>0</b><b>0</b><b>1</b><b>1</b>
<b>1</b><b>1</b><b>0</b><b>1</b><b>0</b><b>1</b><b>0</b><b>1</b>
00000000
00000000
11111111
00001111
00110011
01010101
00000000
00000000
11111111
00000000
11111111
00000000
00001111
00110011
01010101
00000000
11111111
00000000
00000000
11111111
11111111
00001111
00110011
01010101
00000000
10111011
11011101
11111111
00000000
00000000
00001111
00110011
01010101
11111111
00000000
00000000
11111111
00000000
11111111
00001111
00110011
01010101
10101111
00000000
11110101
11111111
11111111
00000000
00001111
00110011
01010101
11001111
11110011
00000000
11111111
11111111
11111111
00001111
00110011
01010101
10001111
10110011
11010101
Анализ данных, приведенных в таблице, позволяет заключить, что:
1) если  либо  либо  либо  либо  либо либо , то соответственно   либо  ,   либо ,  либо ,  либо ,  либо ,  либо , ;
2) если  и  либо  и  либо  и  либо  и  либо  и  либо  и  либо  и , то соответственно  либо  либо ,  либо  либо ,  либо  либо ;
3) если  либо  либо , то соответственно ,  либо  либо ;
4) если  и  либо ,  и  либо  и , то соответственно  либо ,  либо , ;
5) если  и  либо ,  и  либо  и , то соответственно  либо ,  либо ;
6) если  и  либо ,  и  либо ,  и , то соответственно  либо ,  либо .
r
Таким образом, на первом и -ом  выходах предлагаемого устройства согласно (1) получим
и
n
n
где , ,  - фрагменты -разрядных двоичных чисел , , . Следовательно, с учетом (5), (6) имеем , где  есть -разрядное двоичное число, задаваемое двоичными сигналами  ( и   определяют значения старшего и младшего разрядов соответственно).
n
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство имеет однородный аппаратурный состав (содержит логические элементы одного типа – элементы И-НЕ) и обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает селекцию большего из трех -разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.