Вычислитель рангов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных машинах . Цель изобретения - упрощение устройства . Устройство содержит регистр сдвига 1, компараторы 2, 3,4,5, четырехвходовый сумматор 6, элементы НЕ 7, 8, 9, 10, элементы задержки 11,12,13,14,15, компараторы 16, 17, 18, 19, трехвходовые сумматоры 20, 21,22,23. Цель достигается за счет применения приборов с зарядовой связью. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) (51)5 G 06 F 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° »

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4809367/24 (22) 04.04.90 (46) 15.02.93. Бк>л. М 6 (71) Институт физики полупроводников С0

AH СССР (72) А.И. Козлов, Е.И, Черепов и А.Е, Эпов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1287143, кл, 6 06 F 7/06, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N- 1109739, кл. G 06 F 7/08, 1983. (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬ РАНГОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных машинах, Цель изобретения — упрощение устройства. Устройство содержит регистр сдвига 1, компараторы 2, 3, 4, 5, четырехвходовый сумматор 6, элементы НЕ 7, 8, 9, 10, элементы задержки 11, 12, 13, 14, 15, компараторы 16, 17, 18, 19, трехвходовые сумматоры 20, 21, 22, 23. Цель достигается за счет применения приборов с зарядовой связью.

О

Ql

Ф

Д

ОО

1795448

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных машинах и устройствах обработки данных, Известен вычислитель ранга данных числовой последовательности, содержащий два коммутатора, наборы запоминающих конденсаторов, компараторов, логических схем "И", счетчик. тактовый генератор, делитель частоты, сдаиговый регистр с отводамии, де мул ьти плек сор.

Недостатки такого устройства заключаются в том, что оно не обеспечивает высокой скорости вычисления ранга данных внутри окна при скольжении этого окна вдоль числовой последовательности, так как при каждом смещении окна ранги вычисляются занозо без учета предыдущих сравнений, устройство имеет большие габариты, так как каждый его элемент выполняется в виде отдельного узла, Известное устройство для ранжирования чисел, выбранное а качестве прототипа, содержит регистр сдвига с (2К+1) ячейками и отводом от каждой ячейки, где (2N+1)— количество сортируемых чисел (размер окна), 6N компаратороа, один 2N — входоаой сумматор, (2И+1) элементов задержки и 2N трехаходоаых сумматоров. Данное устройство работает следующим образом. При поступлении нового числа в сдаиговый регистр с отводами это число сравнивается первыми 2N компараторами с остальными числами, хранящимися в регистре, и 2N— входовый сумматор вычисляет ранг нового 35 числа, Ранги чисел, уже находящихся а регистре сдвига, модифицируются трехвходовыми сумматорами при помощи вторых и третьих 4N компаратооов, сравнивающих ранги этих чисел с рангами вновь пояаивше- 40 гося в регистре и вышедшего из регистра чисел.

Недостатками этого устройства являются большое число таких сравнительно сло>кных электронных узлов, как компараторы, и 45 большие габариты всего устройства, так как каждый его элемент выполняется в виде отдельного узла.

Цель изобретения — упрощение устройства, 50

Поставленная цель достигается тем, что в вычислитель рангов, содержащий регистр сдвига, дае группы компаратороа, группу элементов задержки, сумматор, группу трехвходовых сумматоров, причем инфор- 55 мационный вход регистра сдвига является информационным входом устройства, Выход первого разряда сдаигового регистра соединен с первыми входами компараторов первой группы, второй вход 1-ro компаратора группы, где I=1...(N 1), N — количество сортируемых чисел, подключен к выходу (i+1)-ro разряда сдвигового регистра, выходы компараторов первой группы подключены к соответствующим входам сумматора, выход первого элемента задержки соединен с первым входом первого компаратора второй группы, выход I-го трехаходового сумматора группы через (i+1)-ый элемент задержки подключен к первому входу (i+1)-го компаратора второй группы, вторь1е входы всех компараторов второй группы подключены к выходу N-ro элемента задержки, выход 1-ro компаратора второй группы соединен с первым входом!-го трехвходового сумматора группы, второй вход которого соединен с выходом i-ro элемента задержки, вход тактовых импульсов устройства соединен с тактовыми входами сдвигового регистра и элементов задержки группы, выходы сумматора и трехвходовых сумматоров группы образу1от выход устройства, введена группа элементов "НЕ", причем выходы компараторов первой группы через соответствующие элементы "HE" соединены с третьими входами соответствующих трехвходовых сумматоров группы.

Введение группы элементов "НЕ" обеспечивает существенное упрощение устройства, в связи с чем заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Изобретение поясняется чертежом, где изображена блок-схема вычислителя ранГов.

Устройство содер>кит регистр сдвига 1 с отводами от каждой ячейки, первую группу компараторов 2, 3, 4 и 5, сумматор 6, элементы "НЕ" 7, 8, 9, 10, группу элементов задержки 11, 12, 13, 14 и 15, вторую группу компаратороа 16, 17, 18 и 19, трехвходовые сумматоры 20, 21, 22, 23, причем информационный вход регистра сдвига является информационным входом устройства, Устройство работает следующим о6разом, Выход первого разряда сдвигового регистра 1 соединен с первыми входами компараторов 2, 3, 4 и 5 первой группы, второй вход I-го компаратора группы, где i=1...(N1), N — количество сортируемых чисел, подключен к выходу (1+1)-го разряда сдвигового регистра, выходы компараторов 2, 3, 4 и 5 первой группы подключены к соответствующим входам сумматора 6 и через элементы

"HE" 7, 8, 9, 10 группы соединены с третьими входами соответствующих трехвходовых сумматоров 20, 21, 22, 23 группы, Выход первого элемента задержки 11 соединен с первым входом первого компаратора 16

1795448 подсчитывает ранг этого нового числа, а элементы "НЕ" 7 — 10 формируют сигналы для модификации рангов старых чисел с помощью сумматоров 20-23, Группы компараторов 2-5 и 16 — 19 работают независимо друг от друга. поэтому они могут работать одновременно, то есть вычислять ранг всех чисел в течение одного такта.

Сдвиговый регистр с отводами, блок сумматоров и элементов задержки легко ре5

После окончания предыдущего цикла вычисления ранги чисел, остающихся в сдвигавом регистре 1, сравниваются с рангом, находящимся в сумматоре 23, и передаются в следующий сумматор (из 22 в 23, из 21 в 22 и т.д.). Новое число, поступившее в регистр сдвига 1, сравнивается компараторами 2 — 5 с числами, уже находящимися в этом регистре; многовходовый сумматор 6

С оста вител ь А. Э по в

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор Л,Филь

Заказ 430 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 второй группы. Выход I-го трехвходового сумматора группы через (1+1)-ый элемент задер>кки подключен к первому входу (i+1)-го компаратора второй группы. Вторые входы всех компараторов второй группы 16, 17, 18 и 19 подключены к выходу N-ro элемента задержки, выход 1-го компаратора второй группы 16, 17, 18, 19 соединен с первым входом 1-го трехвходового сумматора группы (20, 21, 22, 23), второй вход которого соединен с выходом i-го элемента задержки. Вход 24 тактовых импульсов устройства соединен с тактовыми входами сдвигового регистра 1 и элементов задержки 11, 12, 13, 14, 15 группы, Выходы сумматора 6 и трехвходовых сумматоров 20, 21, 22, 23 группы образуют выход устройства, Формула изобретения

Вычислитель рангов, содержащий регистр сдвига, две группы компараторов, группу элементов задержки, сумматор, группу трехвходовых сумматоров, причем информационный вход регистра сдвига является информационным входом вычислителя, выход первого разряда сдвигового регистра соединен с первыми входами компараторов первой группы, второй вход I-го компаратора группы, где i=1,...,N-1; N — количество сортируемых чисел, подключен к выходу ((+1)-го разряда сдвигового регистра, выходы компараторов первой группы подключены к соответствующим входам сумматора, выход первого элемента задержки соединен с первым входом первого компаратора второй группы, выход i-го трехвходового сумматора группы через (i+1)-й элемент задержки подключен к пер15

50 ализуются в микроэлектронном выполнении на приборах с зарядовой связью, а компараторы — на МОП-транзисторах, при этом блок сумматоров и элементов задержки представляет из себя сдвиговый регистр с дополнительными электродами для сложения и вычитания содержимого ячеек регистра с единичным зарядовым пакетом.

По сравнению с прототипом предложенный вычислитель рангов, в который введена группа элементов "НЕ", является более простым устройством, так как в нем простые электронные узлы, осуществляющие функцию "НЕ" (замену 0 на 1 и наоборот), заменяют имеющиеся в прототипе такие сравнительно сложные электронные узлы, как компараторы. вому входу (i+1)-го компаратора второй группы, вторые входы всех компараторов второй группы подключены к выходу N-го элемента задержки, выход i-го компаратора второй группы соединен с первым входом

I-го трехвходового сумматора группы, второй вход которого соединен с выходом 1-го элемента задержки, вход тактовых импульсов вычислителя соединен с тактовыми входами сдвигового регистра и элементов задержки группы, выходы сумматора и трехвходовых сумматоров группы образуют выход вычислителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, он содержит группу элементов ХЕ, причем выходы компараторов первой группы через соответствующие элементы НЕ группы соединены с третьими входами соответствующих трехвходовых сумматоров группы.