Компаратор двоичных чисел

Заявленное изобретение относится к области компараторов, а именно к компаратору двоичных чисел, предназначенному для формирования признаков отношений , , где A, B есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами, и может быть использован в системах цифровой вычислительной техники как средство распознавания отношений порядка. Компаратор двоичных чисел содержит два элемента исключающее ИЛИ (1₁, 1₂), два элемента И (2₁, 2₂) и три элемента ИЛИ-НЕ (3₁, 3₂, 3₃). В результате достигнуто его упрощение за счет уменьшения количества типов используемых логических элементов при сохранении цены по Квайну схемы прототипа. 1 ил.

 

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

Известны компараторы двоичных чисел (см., например, патент РФ 2621280, кл. G06F7/02, 2017г.), формирующие признаки отношений , , где A, B есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных компараторов двоичных чисел, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы, в частности, упомянутого аналога равна 18.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип компаратор двоичных чисел (патент РФ 2300131, кл. G06F7/02, 2007г.), который содержит логические элементы и формирует признаки отношений , , где A, B есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами. При этом цена по Квайну схемы прототипа равна 14.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится большое количество типов логических элементов его аппаратурного состава, обусловленное тем, что прототип содержит логические элементы четырех типов.

Техническим результатом изобретения является упрощение компаратора двоичных чисел за счет уменьшения количества типов используемых логических элементов при сохранении цены по Квайну схемы прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в компараторе двоичных чисел, содержащем два элемента исключающее ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ, i-й () вход и выход элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходом i-го элемента исключающее ИЛИ и вторым выходом компаратора двоичных чисел, i-й, ()-й входы которого соединены соответственно с первым, вторым входами i-го элемента исключающее ИЛИ, особенность заключается в том, что в него введены два элемента и и два дополнительных элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй входы i-го элемента И соединены соответственно с первым входом и выходом i-го элемента исключающее ИЛИ, первые входы первого, второго дополнительных элементов ИЛИ-НЕ и выход второго элемента И соединены соответственно с выходами первых элементов исключающее ИЛИ, И и вторым входом первого дополнительного элемента ИЛИ-НЕ, а второй вход и выход второго дополнительного элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходом первого дополнительного элемента ИЛИ-НЕ и первым выходом компаратора двоичных чисел.

На чертеже представлена схема предлагаемого компаратора двоичных чисел.

Компаратор двоичных чисел содержит элементы исключающее ИЛИ 1₁, 1₂, элементы И 2₁, 2₂ и элементы ИЛИ-НЕ 3₁, 3₂, 3₃, причем i-й () вход элемента 3₁, первый вход и выход элемента 1_i соединены соответственно с выходом элемента 1_i, первым и вторым входами элемента 2_i, первый, второй входы элемента 3₂ и первый, второй входы элемента 3₃ соединены соответственно с выходами элементов 1₁, 2₂ и 2₁, 3₂, а первый, второй входы элемента 1_i и выходы элементов 3₃, 3₁ соединены соответственно с i-м, ()-м входами и первым, вторым выходами компаратора двоичных чисел.

Работа предлагаемого компаратора двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первый, второй и третий, четвертый входы подаются соответственно произвольные двоичные сигналы и , которые задают подлежащие сравнению двухразрядные двоичные числа , (, и , определяют значения старших и младших разрядов соответственно). В представленной ниже таблице приведены значения выходных сигналов , предлагаемого компаратора двоичных чисел, полученные с учетом работы его элементов для всех возможных наборов значений сигналов .

00	00	01	10	00	10
00	01	00	10	01	10
00	10	00	10	10	01
00	11	00	10	11	00
01	00	10	11	00	10
01	01	01	11	01	10
01	10	00	11	10	10
01	11	00	11	11	01

Согласно представленной таблице имеем , если , , если .

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый компаратор двоичных чисел формирует признаки отношений , , где A, B есть двухразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами, и содержит логические элементы меньшего по сравнению с прототипом количества типов, при этом цена по Квайну схемы предлагаемого компаратора двоичных чисел такая же, как у схемы прототипа.

Компаратор двоичных чисел, содержащий два элемента исключающее ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ, причем i-й () вход и выход элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходом i-го элемента исключающее ИЛИ и вторым выходом компаратора двоичных чисел, i-й, ()-й входы которого соединены соответственно с первым, вторым входами i-го элемента исключающее ИЛИ, отличающийся тем, что в него введены два элемента и и два дополнительных элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй входы i-го элемента И соединены соответственно с первым входом и выходом i-го элемента исключающее ИЛИ, первые входы первого, второго дополнительных элементов ИЛИ-НЕ и выход второго элемента И соединены соответственно с выходами первых элементов исключающее ИЛИ, И и вторым входом первого дополнительного элемента ИЛИ-НЕ, а второй вход и выход второго дополнительного элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходом первого дополнительного элемента ИЛИ-НЕ и первым выходом компаратора двоичных чисел.