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
1
2
Известны устройства сравнения 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 г.), содержащие элемент «Запрет» и реализующие оператор отношения 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 три элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», три элемента «2ИЛИ», элемент «НЕ» и реализует оператор отношения А≥В, где А=аaaa, B=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 прототип не позволяет распознать отношения А>В и А=В.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения распознавания отношений А>В и А=В,
3
2
1
0
3
2
1
0
0
3
0
3
где A=aaaa, В=bbbb - четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a, …, a, b, …, b∈{0,1}.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве сравнения двоичных чисел, содержащем элемент «НЕ», три элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» и три элемента «2ИЛИ», особенность заключается в том, что в него дополнительно введены четыре элемента «Запрет», четыре элемента «ЗИ», элемент «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» и элемент «2ИЛИ», причем выход i-го () элемента «ЗИ», подключенного вторым входом к инвертирующему входу i-го элемента «Запрет», и выход i-го элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», подключенного вторым входом к третьему входу i-го элемента «ЗИ», соединены соответственно с вторым входом i-го элемента «2ИЛИ» и вторым входом i-го элемента «ЗИ», подключенного первым входом к неинвертирующему входу i-го элемента «Запрет», первый вход первого элемента «2ИЛИ» соединен с шиной нулевого потенциала и входом элемента «НЕ», подключенного выходом к неинвертирующему входу первого элемента «Запрет», выход j-го () элемента «Запрет» и выход i-го элемента «2ИЛИ» соединены соответственно с неинвертирующим входом (j+1)-го элемента «Запрет» и первым входом (j+1)-го элемента «2ИЛИ», а выходы четвертых элементов «Запрет» и «2ИЛИ» образуют соответственно первый и второй выходы устройства сравнения двоичных чисел, i-й и (4+i)-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами i-го элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ».
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел.
1
4
1
4
1
4
1
4
i
i
i
i
i
i
i
1
1
j
j
j+1
j+1
4
4
i
Устройство сравнения двоичных чисел содержит четыре элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» 1, …, 1, четыре элемента «Запрет» 2, …, 2, четыре элемента «ЗИ» 3, …, 3, четыре элемента «2ИЛИ» 4, …, 4 и элемент «НЕ» 5, причем выход элемента 3(), подключенного вторым входом к инвертирующему входу элемента 2, и выход элемента 1, подключенного вторым входом к третьему входу элемента 3, соединены соответственно с вторым входом элемента 4 и вторым входом элемента 3, подключенного первым входом к неинвертирующему входу элемента 2, первый вход элемента 4 соединен с шиной нулевого потенциала и входом элемента 5, подключенного выходом к неинвертирующему входу элемента 2, выход элемента 2() и выход элемента 4 соединены соответственно с неинвертирующим входом элемента 2 и первым входом элемента 4, а выходы элементов 2 и 4 образуют соответственно первый и второй выходы устройства сравнения двоичных чисел, i-й и (4+i)-й входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 1.
3
0
3
0
3
2
1
0
3
2
1
0
3
3
0
0
i
i
Работа предлагаемого устройства сравнения двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первый, …, четвертый и пятый, …, восьмой входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы b, …, b∈{0,1} и а, …, а∈{0,1}, которые задают подлежащие сравнению четырехразрядные двоичные числа B=bbbb и A=aaaa (a, b задают значения старших, a a, b - младших разрядов). Тогда сигналы на выходах элементов 2, 4() будут определяться выражениями
,
0
0
i-1
i-1
где y=1, z=0. В представленной таблице приведены значения, реализуемые выражениями (1) функций на всех возможных наборах значений их аргументов. Жирным в таблице выделены значения функций и их аргументов при i=1. Анализ данных, приведенных в таблице, позволяет заключить, что: 1) если z=0, y=1 и
4-i
4-i
i
i
i-1
i-1
4-i
4-i
i-1
i-1
4-i
4-i
i
i
i
i
i-1
i-1
i-1
i-1
i
i
i
i
а=b, то z=0, у=1; 2) если z=0, y=1 и a>b(z=0, у=1 и а<b), то z=1, y=0 (z=y=0); 3) если z=1, y=0 (z=y=0), то z=1, y=0 (z=y=0). Таким образом, на первом и втором выходах предлагаемого устройства соответственно получим
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 и А=В, где А=аaaa, B=bbbb - четырехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами a, …, a, b, …, b∈{0,1}.