Устройство для сравнения чисел с допусками

Устройство для сравнения чисел с допусками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЕЛ С ДОПУСКАМИ, содержащее четыре схемы сравнения, элемента НЕ и элемента И, причем первые группы входов всех схем сравнения соединены с входными шинами сравниваемого числа, вторые группы входов схем сравнения соединены с шинами задания соответствующих пределов, выход i-й схемы сравнения ,, где ..n,, соединен с первым входом i-ro элемента И, второй вход которого через элемент ME подключен к выходу ()-й схемы ,вне-. НИН, выход первой схемы сравкснуьч соединен с входом первого зле:-1гнта НЕ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет сравнения двоичных чисел с полем переменных допусков, в него введены (N-4) схем сравнения, (N-4) элементов НЕ и (N-4) - 1 элементов И, где N - пнсло пределов, причем выход j-й схемы сравнения, где ,...,N, соединен с входом j-ro элемента НЕ и с первым i входом j-ro элемента И, второй вход которого через элемент НЕ соединен (Л с выходом (+1)-й схемы сравнения, выход первого элемента НЕ и выход N-й схемы сравнения являются выходами числа за пределы заданного интервала устройства, выходы элементов И являются выходами сравнения с допусками устройства. со со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11j

4(51 G 06 F 7 04

1 (" I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3658916/24-24 (22) 31.10.83 (46) 07.01.85. Бюл. Ф 1 (72) В.Ю.Ларченко, Н.Г.Коробков, M.Ô.ÕîëîäHûé и Ю.И.Ялинич (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им.Н.Е.Жуковского (53) 681.325.66(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 978143, кл G 06 F 7/04, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 980091, кл. G 06 F 7/04, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИ

ЧИСЕЛ С ДОПУСКАМИ, содержащее четыре схемы сравнения, элемента НЕ и элемента И, причем первые группы входов . всех схем сравнения соединены с входными шинами сравниваемого числа, вторые группы входов схем сравнения соединены с шинами задания соответствующих пределов, выход i-й схемы сравнения,. где i=1...n,n=3, соенинен с пер-: вым входом i-го элемента И, второй вход которого через элемент !Л : ч;-.1дключен к выходу (i+1)-й схемы сравне- ния, выход первой схемы срав.-ч 1>ия соединен с входом первого эле::,=нта НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области >-.рименения устройства за счет сравнения двоичных чисел с полем переменных допусков, в него введены (N-4) схем сравнения, (N-4) элемечтов HE u (И-4) — 1 элементов И, где М вЂ” число пределов, причем выход j-й схемы сравнения, где j=5,...,N, соединен с входом j-ro элемента HE и с первым входом j-го элемента И, второй вход которого через элемент НЕ соединен с выходом (j+1)-й схемы сравнения, выход первого элемента HE и виход

N-й схемы сравнения являются выходами числа за пределы заданного интервала устройства, выходы элементов И являются выходами сравнения с допусками устройства. с входами третьего и четвертого элементов И, выходы первого-пятого элементов И вЂ” с входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства (2J .

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку оно позволяет сравнивать двоичные числа только с верхними и нижним пределами.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет сравнения двоичных чисел с полем переменных допусков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения чисел с допусками, содержащее четыре схемы сравнения, элемента НЕ и элемента И, причем первые группы входов всех схем сравнения соединены с входными шинами сравниваемого числа, вторые группы входов схем сравнения— с шинами задания соответствующих пределов, выход i-й схемы сравнения, где i=1...n, n=3, соединен с первым входом i-ro элемента И, второй вход которого через элемент НЕ подключен к выходу (i+1)-й схемы сравнения, выход первой схемы сравнения соединен с входом первого элемента НЕ, введены (N-4) схем сравнения, (N-4) элементов НЕ и ((N-4)-1) элементов И, где И вЂ” число пределов, причем выход

j-й схемы сравнения, где j=5,...,N, соединен с входом j-го элемента НЕ и с первым входом j-го элемента И, второй вход которого через элемент НЕ соединен с выходом (3+1)-й схемы сравнени 1, выход первого элемента НЕ и выход N-й схемы сравнения являются выходами числа за пределы заданного интервала устройства, выходы элементов И вЂ” выходами сравнения с допусками устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит шину 1 подачи сравниваемого числа 1,,шины 2 ° 1, 2.2...2.N задания пределов, схемы

3.1, 3.2. ° .З.N сравнения, элементы НЕ

4 . 1, 4 .2 ...4 .N элементы И 5. 1, 5.2 . ° .5.IN-1, выходы 6.1, 6.2...6.И, 6.(0+1) устройства.

Схемы 3.1, 3.2...3.N сравнения предназначены для сравнения и-разрядных двоичных чисел и выполнены на двоичных комбинационных сумматорах, выходы переполнения которых являют1 1133591

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при реализации технических средств дискретной автоматики и вычислительной техники.

Известно устройство для сравнения чисел с полем переменных допусков, содержащее регистр, триггер, сумматор, элементы И, ИЛИ, HJiH-HE, элементы задержки, входы задания 10 порогов, информационные входы и выходы устройства j1) .

Недостатки данного устройства— низкое быстродействие за счет последовательного сравнения каждого числа 15 со всеми пределами и сложность за счет применения большого числа разнотипных блоков, что приводит к низкой технологичности его конструкции.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройСтво для сравнения двоичных чисел с допусками, содержащее четыре схемы сравнения и анализатор, включающий

25 четыре элемента НЕ, пять элементов И и элемент ИЛИ, причем первые группы входов первого и второго элементов сравнения соединены с входными шинами сравниваемого числа, вторые группы входов .первого и второго элементов сравнения — с входными шинами верхнего и нижнего допусков соответственно, входные шины кода знака сравниваемого числа — с первыми группами входов третьего и четвертого элементов срав-З5 нения, а входные шины кодов знаков верхнего и нижнего допусков — с вторыми группами входов третьего и четвертого элементов сравнения соответственно, выход первого элемента срав-40 нения соединен с вхоцами первого злемента НЕ и первого элемента И, выход второго элемента сравнения с входами второго элемента НЕ и второго и третьего элементов И, выход 45 третьего элемента сравнения — с входами третьего элемента НЕ и второго— четвертого элементов И, выход четвертого элемента сравнения — с входами четвертого элемента HE и первого, 50 второго и пятого элементов И, выход первого элемента НŠ— с входами второго-пятого элементов И, вы<од второго элемента НЕ соединен с входами первого, четвертого и пятого элемен- 55 тов И, выход третьего элемента НЕ— с. входами первого и пятого элементов И, выход четвертого элемента НЕ—

3 113359 ся выходами схем сравнения. Применение сумматоров позволяет использовать предлагаемое устройство для сравнения чисел, заданных в любом двоичном коде с естественными весами. В ка честве схем 3 можно испольэовать любые комбинационные схемы сра.знения двух и-, ðàçðÿäíûõ чисел А и В, на выходе которых формируются сигналы А)В и А(В. »О

Все остальные элементы устройства являются стандартными логическими э лементами.

Таким образом, предложенное устройство может быть легко реализовано

»5 на серийных интегральных схемах, на- пример серии 155.

Устройство работает следующим образом.

На шины 2 1, 2.2...2.И подаются

20 соответственно значения пределов А,, A ...AN в обратном коде, причем Ад ) естественные ограничения на числа, которые могут быть обработаны и-раз25 рядным устройством. На шину 1 подается и-разрядное двоичное число х6(0,2 - ») в прямом коде. Далее число х поступает на первые группы входов всех схем сравнения 3.1, 3.2

3N,а пороги А, А ...А»» поступают на вторые группы входов соответствующих схем 3 сравнения. При этом на выходе схемы З.j сравнения (1ij(1 Формируется сигнал Р йо следующему правилу 35 ! О, если -х)А

1. 1, если х(А (Сигналы P поступают на состоящую из элементов НЕ 4.1, 4,2...4.N и эле-40 ментов И 5.1, 5.2...5.(N-1) логическую схему которая на выходе 6.»t; устЪ ройства (1 i k 6 N+1) формирует выходной сигнал у„

1, если хE (А»„Aq„(О, если х . А„, А„,1 .

Рассмотрим подробно работу устройства для всех логически возможных случаев. 50

Если А (х, то на выходах всех схем 3.1, 3.2...3.N сравнения формируются низкие потенциалы, которые подаются на входы соответствующих элементов НЕ ч и на первые входы со- 55 ответствующих элементов И 5, что приводит к формированию высокого потенциала на выходе 6.1 и низких потенциа1 4 лов на выходах 6.2, 6.3...6. (N+1), т.е. устройство формирует сигналы

М

»

Если А2 с х А<, то на. выходе схемы

3.1 сравнения формируется высокий потенциал, который приводит к»формированию на выходе 6.1 низкого потенциала, а на выходах схем 3.2, 3.3...3. (N-1) сравнения формируются низкие потенциалы, которые поступают на первые входы соответствующих элементов И 5, что приводит к формированию на выходах 6.3, 6.4...6,N низких потенциалов. На выходе схемы 3.N сравнения также формируется низкий потенциал, который приводит к формированию на выходе 6.(!!+1) низкого потенциала.

На выходе 6.2 формируется высокий потенциал, поскольку на первый и второй входы элемента И 5.1 поступают высокие потенциалы соответственно со схемы 3.1 сравнения и с выхода элемента НЕ 4.2, на вход. которого поступает низкий потенциал со схемы

3 ° 2 сравнения. Таким образом, устройство формирует сигналы у» †=, y» =!

»4+ 1

Пусть число х лежит в произвольном интервале х(А, Ag», где 1 9c 4.

При этом на выходах схем 3.1,3."...

3»»» сравнения, формируются высокие потенциалы, которые приводят к формированию на выходах соответствующих элементов НЕ 4 низких потенциалов.

Низкий потенциал на выходе элемента НЕ 4.1 обеспечивает низкий потенциал на выхсде 6.1. С выходов элементов НЕ 4.2, 4.3...4.(7-1) низкие потенциалы поступают:на вторые входы соответствующих элементов И 5.1, 5.2...5.(0-2), что приводит, в свою очередь, к формированию низких потенциалов на выходах 6.2,6.3..06. (f-1) . На выходах схем 3. 1, 3. (+1) ...З.N сравнения формируются низкие потенциалы, которые поступают Hà первые входы элементов И 5. 7, 5. (7+1)...

5. (N-1) соответственно, что приводит к формированию на выходах 6. (2+1), 6. (1+2)...6.N низких потенциалов.

Низкий потенциал на выходе схемы

3.N сравнения обеспечивает низкий потенциал на выходе 6. (И+1) . Ha выходе 6.1 формируется высокий потенциал, поскольку на первый и второй входы элемента И 5.(f-1) поступают высокие потенциалы соответственно с выхода схемы 3.(7-1) сравнения и с

1133591 выхода элемента НЕ 4. t на вход ко,торого поступает низкий потенциал со схемы 3. К сравнения. Таким образом, устройство формирует сигналы у1=yf=" ° ° ye-1 =0 ye =-1, year =ye+2 = 5

° e ау Ов

Нн

Наконец, если х А 1, то на выходах всех схем 3.1,3.2...3.N сравнения формируются высокие потенциалы, которые подаЮтся на входы элементов НЕ 10

4.1, 4.2 ... 4.N соответственно. Высокий потенциал на входе элемента НЕ

4.1 обеспечивает низкий потенциал на выходе 6.1. Высокие потенциалы на выходах элементов И 4.2, 4.3 ... 4.N 15 обеспечивают низкие потенциалы на вторых входах элементов И 5.1,5.2...

5.(И-1 ) соответственно, что приводит к формированию на выходах 6.1,6.2 ...6.N низких потенциалов. Высокий 20 потенциал на выходе схемы З.N сравнения обеспечивает высокий потенциал на выходе 6.(И+1). Следовательно, устройство формирует сигналы у =у,=

= ... у„=О, у„„=1.

Работа устройства была рассмотрена при условии, что пределы представлены в обратном коде, а сравниваемое число — в прямом коде. Если пределы представлены в прямом коде, а срав- 3О ниваемое число — в обратном коде, то в этом случае препелы А1, А ...А1„ причем А„ А,) А ...) А А „, подаются соответственно на входы устройства 2.N, 2.(N-1),... 2.2, 2. 1, а сигналы у„, у ... у„, у „ формируются н+ соответственно на выходах 6.(0+1), 6.N ... 6.2, 6.1, причем сигнал у (1а k «c N+1) формируется по следующему правилу

У

11, если х Е (А„, А„ J

LO, если х ф (A<, A<„)

Функционирование устройства при этом не изменяется °

Известное устройство позволяет сравнивать числа только с двумя пределами, что ограничивает его функциональные возможности. Предложенное устройство позволяет производить сравнение чисел с произвольным количеством пределов.

Следует отметить, что предложенное устройство, позволяя производить сравнение чисел с произвольным количеством пределов, является устройством комбинационного типа, чем обеспечивается его высокое быстродействие и высокая надежность функционирования устройства, и имеет реализуемую на стандартных интегральных схемах прос— тую и регулярную структуру, чем достигается высокая технологичность конструкции устроиства.

1133591

Составитель Е.Иванова

Редактор В.Данко Техред M.Гергель

Корректор С.Шекмар

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 9948/40 Тираж 7 10 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5