Устройство селекции двоичных чисел

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в уменьшении аппаратурных затрат при сохранении функциональных возможностей прототипа. Устройство селекции двоичных чисел предназначено для выполнения селекции минимального либо максимального из двух двухразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами. Устройство содержит четыре мажоритарных элемента (1₁, …, 1₄) и элемент НЕ. 1 ил.

 

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

Известны устройства селекции двоичных чисел (патент РФ 2298219, кл. G06F 7/02, 2007 г.; патент РФ 2300133, кл. G06F 7/02, 2007 г.), выполняющие селекцию экстремального из двух двухразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных устройств селекции двоичных чисел, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется селекция второго экстремального из двух двухразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип устройство селекции двоичных чисел (патент РФ 2622841, кл. G06F 7/02, 2017 г.), которое содержит логические элементы и выполняет селекцию минимального либо максимального из двух двухразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся большие аппаратурные затраты, обусловленные тем, что прототип содержит три элемента НЕ и шесть мажоритарных элементов.

Техническим результатом изобретения является уменьшение аппаратурных затрат при сохранении функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве селекции двоичных чисел, содержащем элемент НЕ и четыре мажоритарных элемента, первые входы первого, четвертого мажоритарных элементов соединены с настроечным входом устройства селекции двоичных чисел, особенность заключается в том, что i-е () входы первого и четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом и выходом i-го мажоритарного элемента, третий вход i-го и выход первого мажоритарных элементов подключены соответственно к выходу и входу элемента НЕ, а первый, второй входы i-го и выход четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с (2×i-3)-им, (2×i-2)-ым информационными входами и первым выходом устройства селекции двоичных чисел, второй выход которого подключен к выходу первого мажоритарного элемента.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства селекции двоичных чисел.

Устройство селекции двоичных чисел содержит мажоритарные элементы 1₁, …, 1₄ и элемент НЕ 2, причем i-e () входы элементов 1₁ и 1₄ соединены соответственно с вторым входом и выходом элемента 1_i, третий вход элемента 1_i, и выход элемента 1₁ подключены соответственно к выходу и входу элемента 2, а первый, второй входы элемента 1_i и выход элемента 1₄ соединены соответственно с (2×i-3)-им, (2×i-2)-ым информационными входами и первым выходом устройства селекции двоичных чисел, настроечный вход и второй выход которого подключены соответственно к первым входам элементов 1₁, 1₄ выходу элемента 1₁.

Работа предлагаемого устройства селекции двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первый, второй, третий, четвертый информационные входы подаются соответственно двоичные сигналы x₀, x_l, y₀, y_l∈{0,l}, которые задают подлежащие обработке двухразрядные двоичные числа x₁x₀, у₁у₀, причем х₁,у₁ и х₀,у₀ определяют значения старших и младших разрядов соответственно. На его настроечном входе фиксируется необходимый сигнал ƒ∈{0,l}. Сигнал на выходе трехвходово- го мажоритарного элемента равен 1 (0), если на двух или на трех входах этого элемента действуют сигналы, равные 1 (0). В представленной ниже таблице приведены значения выходных сигналов z₀, z_x предлагаемого устройства, полученные с учетом работы элементов 1₁, …, 1₄, 2 при всех возможных наборах значений сигналов x₀, x_l, y₀, y_l, ƒ.

Согласно представленной таблицы имеем

где z₁z₀ - двухразрядное двоичное число, задаваемое двоичными сигналами z₁z₀∈{0,1} (z₁ и z₀ определяют значения старшего и младшего разрядов соответственно).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство селекции двоичных чисел выполняет селекцию минимального либо максимального из двух двухразрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и обладает меньшими по сравнению с прототипом аппаратурными затратами, поскольку содержит на два элемента НЕ и два мажоритарных элемента меньше чем содержится в прототипе.

Устройство селекции двоичных чисел, содержащее элемент НЕ и четыре мажоритарных элемента, причем первые входы первого, четвертого мажоритарных элементов соединены с настроечным входом устройства селекции двоичных чисел, отличающееся тем, что i-е () входы первого и четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом и выходом i-го мажоритарного элемента, третий вход i-го и выход первого мажоритарных элементов подключены соответственно к выходу и входу элемента НЕ, а первый, второй входы i-го и выход четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с (2×i-3)-ым, (2×i-2)-ым информационными входами и первым выходом устройства селекции двоичных чисел, второй выход которого подключен к выходу первого мажоритарного элемента.