Устройство селекции большего из двух двоичных чисел

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения селекции большего из двух n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами. Устройство селекции большего из двух двоичных чисел содержит элемент ИЛИ, 2(n-2) элементов И, 3(n-1) элементов И-НЕ и 2(n-1) импликаторов. Все импликаторы и элементы И, И-НЕ, ИЛИ сгруппированы в n групп так. k-я и r-я группы содержат соответственно два импликатора и три элемента И-НЕ. Первая и m-я группы дополнительно содержат соответственно элемент ИЛИ и два элемента И. В r-й группе выход i-го элемента И-НЕ соединен с i-м входом третьего элемента И-НЕ. В m-й группе выход i-го элемента И-НЕ, подключенного вторым входом к первому входу i-го элемента И, и выход i-го элемента И, подключенного вторым входом к выходу (3-i)-го элемента И-НЕ, соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами i-го импликатора. В первой группе инвертирующий и неинвертирующий входы первого импликатора подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам второго импликатора, первому и второму входам элемента ИЛИ. Выход i-го импликатора k-й группы соединен с вторым входом i-го элемента И-НЕ (k+1)-й группы, а первые входы первого, второго элементов И-НЕ r-й группы, первый, второй входы элемента ИЛИ и выход третьего элемента И-НЕ r-й группы, выход элемента ИЛИ образуют соответственно r-й, (n+r)-й, (n+1)-й, первый входы и r-й, первый выходы устройства селекции большего из двух двоичных чисел. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны устройства селекции большего из двух двоичных чисел (см., например, нижний 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 импликатор и выполняющие операцию , где х1, х2∈{0,1} - одноразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств селекции большего из двух двоичных чисел, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип устройство селекции большего из двух двоичных чисел (рис.4 на стр.24 в книге Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В.Якубовский, Л.И.Ниссельсон, В.И.Кулешова и др. Под ред. С.В.Якубовского. М.: Радио и связь, 1989 г.), которое содержит элемент ИЛИ и выполняет операцию y=max(x1,x2), где x1, x2∈{0,1} - одноразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения селекции большего из двух n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве селекции большего из двух двоичных чисел, содержащем элемент ИЛИ, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены 2(n-2) элементов И, 3(n-1) элементов И-НЕ и 2(n-1) импликаторов, причем все импликаторы и элементы И, И-НЕ, ИЛИ сгруппированы в n групп так, что k-я и r-я группы содержат соответственно два импликатора и три элемента И-НЕ, а первая и m-я группы дополнительно содержат соответственно элемент ИЛИ и два элемента И, в r-й группе выход i-го элемента И-НЕ соединен с i-м входом третьего элемента И-НЕ, в m-й группе выход i-го элемента И-НЕ, подключенного вторым входом к первому входу i-го элемента И, и выход i-го элемента И, подключенного вторым входом к выходу (3-i)-го элемента И-НЕ, соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами i-го импликатора, в первой группе инвертирующий и неинвертирующий входы первого импликатора подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам второго импликатора, первому и второму входам элемента ИЛИ, выход i-го импликатора k-й группы соединен с вторым входом i-го элемента И-НЕ (k+1)-й группы, а первые входы первого, второго элементов И-НЕ r-й группы, первый, второй входы элемента ИЛИ и выход третьего элемента И-НЕ r-й группы, выход элемента ИЛИ образуют соответственно r-й, (n+r)-й, (n+1)-й, первый входы и r-й, первый выходы устройства селекции большего из двух двоичных чисел.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства селекции большего из двух двоичных чисел.

Устройство селекции большего из двух двоичных чисел содержит импликаторы 111, ..., 12(n-1), элементы И-НЕ 212, ..., 23n, элементы И 312, ..., 32(n-1), элемент ИЛИ 4, причем все импликаторы и элементы И-НЕ, И, ИЛИ сгруппированы в n групп так, что k-я и r-я группы содержат соответственно импликаторы 11k, 12k и элементы 21r, 22r, 23r, а первая и m-я группы дополнительно содержат соответственно элемент 4 и элементы 31m, 32m, выход элемента 2ir соединен с i-м входом элемента 23r, выход элемента 2im, подключенного вторым входом к первому входу элемента 3im, и выход элемента 3im, подключенного вторым входом к выходу элемента 2(3-i)m, соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами импликатора 1im, инвертирующий и неинвертирующий входы импликатора 111 подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам импликатора 121, первому и второму входам элемента 4, выход импликатора 1ik соединен с вторым входом элемента 2i(k+1), а первые входы элементов 21r, 22r, первый, второй входы элемента 4 и выходы элементов 23r, 4 образуют соответственно r-й, (n+r)-й, (n+1)-й, первый входы и r-й, первый выходы устройства селекции большего из двух двоичных чисел.

Работа предлагаемого устройства селекции большего из двух двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первый, ..., n-й и (n+1)-й, ..., (2n)-й входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы xn-1, ..., x0∈{0,1} и yn-1, ..., y0∈{0,1}, которые задают подлежащие обработке n-разрядные двоичные числа xn-1...x0 и yn-1...y0 (xn-1, yn-1 и x0, y0 определяют значения старших и младших разрядов соответственно). Тогда сигнал на j-м выходе предлагаемого устройства будет определяться выражением

где

В представленной ниже таблице приведены значения реализуемых выражениями (2), (3) функций на всех возможных наборах значений их аргументов. Жирным в таблице выделены значения функций и их аргументов при j=2.

Анализ данных, приведенных в таблице, позволяет при j>2 заключить, что z1(j-1)=0 (z2(j-1)=0), когда z1(j-2)=0 (z2(j-2)=0) или хn-j+1<yn-j+1 (yn-j+1<xn-j+1) и что z1(j-1)=1 (z2(j-1)=1), когда z1(j-2)=1 и z2(j-2)=0 (z2(j-2)=1 и z1(j-2)=0) или z1(j-2)=z2(j-2)=1 и xn-j+1≥yn-j+1 (z1(j-2)=z2(j-2)=1 и yn-j+1≥xn-j+1). При j=2 имеем z11=0 (z21=0), когда хn-1<yn-1 (yn-1<xn-1) и z11=1 (z21=1), когда хn-1≥yn-1 (yn-1≥xn-1). Таким образом, на первом и r-м выходах предлагаемого устройства согласно (1) соответственно получим

и

где xn-1...xn-r+1 и yn-1...yn-r+1 - фрагменты n-разрядных двоичных чисел xn-1...x0 и yn-1...y0. Следовательно, с учетом (4), (5) имеем wn-1...w0=max(xn-1...x0, yn-1...y0), где wn-1...w0 - n-разрядное двоичное число, задаваемое двоичными сигналами w0, ..., wn-1∈{0,1} (wn-1 и w0 определяют значения старшего и младшего разрядов соответственно).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает селекцию большего из двух n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

Устройство селекции большего из двух двоичных чисел, содержащее элемент ИЛИ, отличающееся тем, что в него дополнительно введены 2(n-1) элементов И, 3(n-1) элементов И-НЕ и 2(n-1) импликаторов, причем все импликаторы и элементы И, И-НЕ, ИЛИ сгруппированы в n групп так, что k-я и r-я группы содержат соответственно два импликатора и три элемента И-НЕ, а первая и m-я группы дополнительно содержат соответственно элемент ИЛИ и два элемента И, в r-й группе выход i-го элемента И-НЕ соединен с i-м входом третьего элемента И-НЕ, в m-й группе выход i-го элемента И-НЕ, подключенного вторым входом к первому входу i-го элемента И, и выход i-го элемента И, подключенного вторым входом к выходу (3-i)-го элемента И-НЕ, соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим входами i-го импликатора, в первой группе инвертирующий и неинвертирующий входы первого импликатора подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам второго импликатора, первому и второму входам элемента ИЛИ, выход i-го импликатора k-й группы соединен с вторым входом i-го элемента И-НЕ (k+1)-й группы, а первые входы первого, второго элементов И-НЕ r-й группы, первый, второй входы элемента ИЛИ и выход третьего элемента И-НЕ r-й группы, выход элемента ИЛИ образуют соответственно r-й, (n+r)-й, (n+1)-й, первый входы и r-й, первый выходы устройства селекции большего из двух двоичных чисел.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении соответствующих конечных автоматов. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. .

Изобретение относится к вычислительной технике для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. .

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке узлов микропроцессора, в частности арифметических устройств, устройств приоритета и тому подобного.

Изобретение относится к области специализированной вычислительной техники, а именно - к устройствам для выбора оптимальных решений, и может найти применение при выборе оптимальных решений из ряда возможных вариантов как при проектировании, так и в процессе эксплуатации различных больших и сложных систем.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в вычислительных структурах для контроля достоверности выполнения арифметических операций.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в интегральных схемах в качестве устройства логической обработки многоразрядных двоичных данных

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых компараторах, ассоциативных процессорах и машинах баз данных

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для оценки и сравнивания эффективности функционирования однотипных организаций с целью выработки рекомендаций по улучшению качества их работы

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в системах, в которых требуется аппаратная реализация алгоритмов цифровой фильтрации сигналов

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых компараторах, ассоциативных процессорах и машинах баз данных

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых компараторах, ассоциативных процессорах и машинах баз данных

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых компараторах, ассоциативных процессорах и машинах баз данных
Наверх