Устройство для сравнения числа единиц в двоичных кодах

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах контроля дискретных элементов и адаптивных систем управления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем дополнительной реализации в нем функции свертки двоичного кода по модулям два и три. Устройство содержит группы 1 и 2 триггеров, группы 3 и 4 элементов И, элементы И 5-8, информационные входы 9,10 устройства, вход 11 начальной установки устройства, тактовый вход 12 и вход 13 выдачи результата устройства, выходы 14 - 16 устройства, группу 17 элементов ИЛИ, группу 18 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элементы ИЛИ 19-23, пятый и шестой элементы И 24, 25, элемент НЕ 26, элемент ИЛИ-НЕ 27. С помощью элементов И групп 3, 4 происходит формирование уплотненного влево кода на триггерах групп 1,2. В результате остаются единицы в правой части той группы триггеров, где было большее число единиц. После этого с помощью элементов ИЛИ группы 17 и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 18 происходит формирование позиционного кода, определяющего число единиц уплотненного кода. Позиционный код с помощью элементов ИЛИ 19-23, элементов И 24,25, элемента НЕ 26 и элемента ИЛИ-НЕ 27 преобразуется в остаток по модулю три на контрольных выходах 28-30 устройства и в сигнал четности на выходе 31 четности устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 06 F 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTQPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У

ll

И 29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПР14 ГКНТ СССР

1 (61) 1121669 (21) 4371819/24-24 (22) 01 ° 02.88 (46) 23.09.89. Бюл. 8Г 35 (72) О.П.Орлов, В.В.Смирнов и Э.А.Нагорнов (53) 681 3 .(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1121669, кл. С 06 Г 7/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧИСЛА

ЕДИНИЦ В ДВОИЧНЫХ КОДАХ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь.— зовано в устройствах контроля дискретных элементов и адаптивных систем.Я0 1509867 A 2

2 управления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем дополнительной реализации в нем функции свертки двоичного кода по модулям два и три ° Устройство содержит группы 1 и 2 триггеров, группы 3 и 4 элементов И, элементы И 5-8, информационные входы

9, 10 устройства, вход 11 начальной установки устройства, тактовый вход

12 и вход 13 выдачи результата уст; ройства, выходы 14-16 устройства, группу 17 элементов ИЛИ, группу 18 элементов ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элементы

ИЛИ 19-23, пятый и шестой элементы

И 24,25, элемент НЕ 26, элемент

l 509867

ИЛИ-НЕ 27. С помощью элементов И групп 3, 4 происходит формирование уплотненного влево кода на; триггерах групп 1, 2. В результате остаются единицы в правой части той группы триггеров, где было большее число единиц. После этого с помощью элементов ИЛИ группы 17 и элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы )8 происходит

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано в устройствах контроля дискретных элементов и адаптивных систем управления и является усовершенстцованием известного устройства по авт. св. и 1 121669. 20

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет дополнительной реализации в нем функции свертки двоичного кода по модулям два и три, На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит группы 1 и 2 триггеров, группы 3 и 4 элементов И, элементы И 5-8, информационные входы

9 и 10 устройства, вход ll,начальной установки устройства, тактовый вход

12 и вход 13 выдачи результата уст- 35 ройства, выходы 14-16 устройства, группу 17 элементов ИЛИ, группу 18 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элементы

ИЛИ 19-23, пятый и шестой И 24 и 25, элемент НЕ 26, элемент ИЛИ-НЕ 27, 40 контрольные выходы 28-30 устройства с весом один, два и нуль по модулю три соответственно, выход 31 четности устройства.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Имеются два режима работы устройства: сравнение числа единиц в и-разрядных двоичных кодах контроль 2п-разрядного двоичного кода. 50

В режиме сравнения числа единиц после начальных установок по входу

11 устройства на триггеры групп 1 и

2 записываются сравниваемые коды через информационные входы 9 и 10 устройства соответственно.

Затем подается единичный сигнал на тактовый вход 12 устройства, по которому с помощью элементов И групп формирование позиционного кода, определяющего число единиц уплотненного кода. Позиционный код с помощью weментов ИЛИ 19-23, элементов И 24, 25, элемента НЕ 26 и элемента ИЛИ-НЕ 27 преобразуется в остаток по модулю три на контрольных выходах 28-30 устройства и в сигнал четности на выходе 31 четности устройства. 1 ил.

3 и 4 осуществляется сдвиг единичных сигналов в триггерах групп 1 и 2 влево. Как только первые триггеры групп

1 и 2 устанавливаются s единичное состояние, они сбрасываются в нулевое состояние сигналом с выхода элемента И 5.

В результате, при одинаковом числе единиц в сравниваемых кодах к моменту окончания тактового сигнала все триггеры групп 1 и 2 оказываются в нулевом состоянии.

Если в.триггерах группы 2(1) единиц оказалось больше, чем в триггерах группы 1(2), то все триггеры группы 1(2) по окончании тактового сигнала окажутся в нулевом состоянии, а в триггерах группы 2(1) образуется в левой части плотно упакованный код с числом единиц, равным разности ко-, личества единиц в триггерах групп

l и2.

По сигналу, поступающему на вход 13 устройства, на выходах элементов И 6-8 появляются сигналы, говорящие о равенстве числа единиц в сравниваемых кодах и о том, что число единиц в триггерах группы 1 или 2 больше числа единиц в триггерах группы 2 или 1 соответственно.

В режиме контроля (2n)-разрядного кода на информационные входы 9 и 10 устройства подаются значения нечетных, четных разрядов контролируемого кода соответственно. Далее после окончания переходных процессов в триггерах групп 1 и 2 на выходах элементов ИЛИ группы 17 формируется поразрядная дизьюнкция, которая дает, таким образом, абсолютное значение разности числа единиц кодов на информационных входах устройства, выраженной в форме уплотненного влево кода.

После выделения крайней правой единицы в уплотненном коде с помощью элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 18 на

- 1509867 выходах элементов этой группы получают результат в позиционном коде.

Пусть имеет место уровень логической единицы на одном из выходов (1 + 3K)-х. или (2 + ЗК)-х элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ группы 18, связанных с входами первого 19 и второго 20 элементов

lT

ИЛИ соответственно (где K = 0, (-)), 1О которые обеспечивают шифрацию этого уровня в остаток по модулю три контролируемого числа, равный единице, что выражается в наличии уровня логической единицы на выходе одного из элементов ИЛИ 19, 20. Наличие уровня логической единицы на выходе второго .7 и третьего 8 элементов И соответствует положительному или отрицательному значению разности числа единиц кодов нечетных и четных разрядов контролируемого числа соответственно.

Таким образом, одновременное наличие уровней логической единицы на входах пятого 24 или шестого 25 эле25 ментов И фа кти чески дает на контрол ьном выходе 28 устройства с выхода пятого элемента ИЛИ 23 результат, соответствующий остатку по модулю три контролируемого числа, равному едини- З0 це. Пусть имеет место уровень логической единицы на одном из выходов

3(1 + К)-х или четных элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 18, связанных с входами третьего 21 или четвертого 35

22 элементов ИЛИ, которые обеспечивают шифрацию этого уровня в остатки по модулям три и два, равные нулю соответственно. Наличие уровня логической единицы на выходе 30 уст- 40 ройства соответствует остатку по модулю три, равному нулю, а на выходе

31 устройства - остатку по модулю два, равному нулю контролируемого числа. Уровень логической единицы 45 на выходах 30, 31 одновременно появляется в случаях, когда абсолютное значение разности единиц в кодах нечетных и четных разрядов контролируемого числа делится без остатка и на 50 три, и на два, либо равно нулю, т.е. при наличии уровня логической единицы на выходе четвертого элемента И 6.

Остаток по модулю три, равный двум контролируемого числа, определяется с помощью элемента ИЛИ-НЕ 27, как одновременное наличие логического нуля на выходах элементов ИЛИ 23 21, соответствующих остаткам по модулю. три, равным единице и нулю соответственно, и фиксируется на контрольном выходе 29 устройства. Результаты на ° всех выходах устройства имеют место при подаче сигнала на вход 13 выдачи результата устройства.

Рассмотрим работу устройства на конкретном примере. Пусть код контролируемого числа 101110110011. В исходном состоянии триггеры групп 1 и 2 устанавливаются в нулевое состояние подачей сигнала на вход 11 устройства. По входам 9 и 10 записывается в .триггеры группы 1 код нечетных разрядов 1114 01, а в триггеры груп.пы 2 — код четных разрядов 0 1010 контролируемого числа ° На вход 12 устройства подается тактовый сигнал. Так как пятый триггер группы 1, первый, третий, пятый триггеры группы 2 находятся в нулевом состоянии, а шестой триггер группы 1, второй, четвертый, шестой триггеры группы 2 - в единичном, то пятый элемент И группы 3, первый, третий, пятый элементы И группы 4 открыты и сигналы с их выходов устанавливают пятый триггер группы 1, первый, третий, пятый триггеры группы 2 в единичное состояние, а шестой триггер группы 1, второй, четвертый, шестой триггеры группы 2 — в нулевое.

При установке первых триггеров групп

1 и 2 в единичное состояние элемент

И 5 открывается и сигнал с его выхода устанавливает оба первых триггера групп 1 и 2 в нулевое состояние. В устройстве в течение действия сигнала на входе 12 устройства происходит параллельно последовательное переключение триггеров групп 1 и 2, в результате которого происходит сдвиг единиц е сторону первого разряда и взаимное их уничтожение в первом раз! яде.

Так как число единиц в коде нечетных разрядов равно 5, а в коде четных - 3, то все триггеры группы

2 установятся в нулевое состояние, а на выходах первого и второго триггеров группы 1 останутся единичные уровни. Сигналы с прямых выходов триггеров групп 1 и 2 поступают на выходы соответствующих элементов ИЛИ группы 17, на выходах которых будет уплотненный влево код 110000, из которого на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 18, после подачи l509867 8 вый и второй входы i-го элемента ИЛИ группы соединены с прямыми выходами

i-x триггеров первой и второй групп соответственно (1 4 i <и, где n— число триггеров в группах), выход каждого элемента ИЛИ группы соединен с первым входом соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, выход

j-ro элемента ИЛИ группы (2 4 j 4n) соединены с вторым входом (j — 1) -ro элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, вы" ходы (1 + ЗК) -х элементов ИСКЛЮЧАЮ-

ЩЕЕ ИЛИ группы соединены с соответствующими входами первого элемента

ИЛИ (О «< К

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выходы 3(1 + К)-х элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы соединены с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ,выходы четных элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы соединены с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ соответственно соединены с первыми входами пятого и шесто:-о элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, выход которого является контрольным выходом устройства с весом один по модулю три и соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого явля- . ется контрольным выходом устройства с весом два по модулю три, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и является контрольным выходом устройства с нулевым весом по модулю.три, выход четвертого элемента ИЛИ является выходом четности устройства, вход выдачи результата устройства соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ и вторым входом последнего элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, выходы второго и третьего элементов И соединены с вторыми входами пятого и шестого элементов И соответственно.

Гречнев чу к на вход 13 выдачи результата устройства сигнала, сформируется код

010000.

Уровень логической единицы на выходе второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 18 откроет шифрующие элементы

ИЛИ 20,и 22, тогда как элементы ИЛИ

19, 21 останутся закрытыми, а так как на выходах второго 7 и третьего 8 элементов И будут единичный и нулевой уровни соответственно, то на выходах элементов И 24 и 25 будет по одному единичному уровню яа каждом, что даст на их выходах уровень логического нуля 5 и элемент ИЛИ 23 остается закрытым.

Нулевой уровень с его выхода, а также с выхода запрещающего элемента

НЕ 26 и элемента ИЛИ 21 даст на выходе элемента ИЛИ-НЕ 27 единичный 20 уровень. Таким образом, появление сигнала на выходе 14 устройства означает, что число единиц в кодах нечетных разрядов больше, чем в четных контролируемого числа. Появление сиг- 25 нала на выходах 29 и 31 свидетельст, вует о том, что свертка двоичного кода контролируемого числа соответственно по модулям три и два равна 2 и 0.

ЗО

Устройство не искажает результата сравнения, причем происходит расширение функциональных возможностей устройства путем введения функции сверточного контроля (2n)-разрядных чисел по модулям три и два.

Формула изобретения

Устрбйство для сравнения числа единиц в двоичных кодах по авт. св.

Р 1121669, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет дополнительной реализации в. нем

45 функции свертки двоичного кода по модулям два и три, в него введены группа элементов ИЛИ, группа элемен- . тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, пять элементов

ИЛИ, элемент НЕ, пятый и шестой элементы И и элемент ИЛИ-НЕ, причем пер- 50

Составитель В.

Редактор А.Шандор Техред А.Крав

Корректор И.Васильева

Заказ 5812/45 . Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина,101 е