Устройство селекции двоичных чисел



Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел
Устройство селекции двоичных чисел

Владельцы патента RU 2703352:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение предназначено для выполнения селекции и идентификации меньшего, либо селекции и идентификации большего, либо селекции произвольно назначенного из двух n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Техническим результатом является уменьшение аппаратурных затрат. Устройство содержит n групп элементов, каждая из которых содержит пять мажоритарных элементов и элемент НЕ. 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 двоичных чисел (см., например, патент РФ 2300135, кл. G06F 7/02, 2007 г.), выполняющие селекцию большего из двух n-разрядных 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 идентификация большего, либо селекция и идентификация меньшего, либо селекция произвольно назначенного из двух 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 двоичных чисел (патент РФ 2363038, кл. G06F 7/02, 2009 г.), которое содержит мажоритарные элементы, элементы НЕ и выполняет селекцию и идентификацию меньшего, либо селекцию и идентификацию большего, либо селекцию произвольно назначенного из двух n-разрядных 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 7×n мажоритарных элементов и 2×n элементов НЕ.

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 n групп элементов, каждая из которых содержит пять мажоритарных элементов и элемент НЕ, причем в j-й группе первый вход пятого и третий вход i-го мажоритарных элементов соединены соответственно с выходом первого и первым входом (i+2)-го мажоритарных элементов, а третий вход i-го мажоритарного элемента первой группы и второй вход i-го мажоритарного элемента j-й группы подключены соответственно к i-му и третьему настроечным входам устройства селекции двоичных чисел, j-й и (n+j)-й входы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго мажоритарных элементов j-й группы, особенность заключается в том, что в j-й группе выход второго и третий вход (i+2)-го, выход пятого и второй вход (i+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом пятого и выходом i-го мажоритарных элементов, входом и выходом элемента НЕ, выход (i+2)-го мажоритарного элемента предыдущей группы подключен к третьему входу i-го мажоритарного элемента последующей группы, а третий вход и выход пятого мажоритарного элемента j-й группы соединены соответственно с четвертым настроечным входом и j-ым выходом устройства селекции двоичных чисел.

На фиг. представлена схема предлагаемого устройства селекции двоичных чисел.

Устройство селекции двоичных чисел содержит мажоритарные элементы 111, …, 15n и элементы НЕ 21, …, 2n, которые сгруппированы в n групп так, что j-я группа содержит элементы 11j, …, 15j, 2j, причем третий вход элемента 1ij подключенного выходом к i-му входу элемента 15j, третьему входу элемента 1(i+2)j, выход и вход элемента 2j соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 1(i+2)j и выходом элемента 15j, выход элемента 1(i+2)k подключен к третьему входу элемента 1i(k+1), а третий вход элемента 1i1, второй вход элемента 1ij, третий вход и выход элемента 15j соединены соответственно с i-ым, третьим, четвертым настроечными входами и j-ым выходом устройства селекции двоичных чисел, j-й и (n+j)-й входы которого подключены соответственно к первым входам элементов 11j и 12j.

Работа предлагаемого устройства селекции двоичных чисел осуществляется следующим образом. На его первом, …, четвертом настроечных входах фиксируются соответственно необходимые двоичные сигналы ƒ1, …, ƒ4 ∈ {0,1}. На его первый, …, n-й и (n+1)-й, …, (n+n)-й входы подаются соответственно двоичные сигналы xn-1, …, x0 ∈ {0,1} и yn-1, …, y0 ∈ {0,1}, которые задают подлежащие обработке n-разрядные двоичные числа xn-1…х0 и yn-1…y0 (xn-1, yn-1 и х0, y0 определяют значения старших и младших разрядов соответственно). Сигнал на выходе мажоритарного элемента равен 1 (0) только тогда, когда на двух или на трех входах этого элемента действуют сигналы, равные 1 (0). Следовательно, если на одном из трех входов мажоритарного элемента фиксируется 1 (0), то этот элемент будет выполнять операцию ИЛИ(И) над сигналами, действующими на двух других его входах. На основании изложенного сигналы на выходах элементов 13j, 14j и j-ом выходе предлагаемого устройства будут определяться выражениями

и

где ∨, ⋅, # есть символы операций ИЛИ, И, НЕ, Maj; z101; z202. В представленной ниже таблице приведены значения реализуемых выражениями (1), (2) функций на всех возможных наборах значений их аргументов.

Анализ данных, приведенных в таблице, позволяет заключить, что при ƒ3=0, ƒ4=1:1) z1j=0 (z2j=0) когда z1(j-1)=0 (z2(j-1)=0) или z1(j-1)=z2(j-1)=1 и xn-j<yn-j (z1(j-1)=z2(j-1)=1 и yn-j<xn-j); 2) z1j=1 (z2j=1) когда z1(j-1)=1 и z2(j-1)=0 (z2(j-1)=1 и z1(j-1)=0) или z1(j-1)=z2(j-1)=1 и xn-j≥yn-j (z1(j-1)=z2(j-1)=1 и yn-j≥xn-j); a также, что при ƒ3=1, ƒ4=0: 1) z1j=1 (z2j=1) когда z1(j-1)=1 (z2(j-1)=1) или z1(j-1)=z2(j-1)=0 и xn-j>yn-j (z1(j-1)=z2(j-1)=0 и yn-j>xn-j); 2) z1j=0 (z2j=0) когда z1(j-1)=0 и z2(j-1)=1 (z2(j-1)=0 и z1(j-1)=1) или z1(j-1)=z2(j-1)=0 и xn-j≤yn-j (z1(j-1)=z2(j-1)=0 и yn-j≤xn-j). Таким образом, при ƒ124=1, ƒ3=0 на первом и r-ом выходах предлагаемого устройства с учетом (3) соответственно получим

и

Здесь и далее xn-1…xn-r+1 и yn-1…yn-r+1 - фрагменты n-разрядных двоичных чисел xn-1…х0 и yn-1…y0. Согласно (4), (5) предлагаемое устройство реализует операцию wn-1…w0=max(xn-1…х0, yn-1…у0) селекции большего из чисел xn-1…х0, yn-1…у0. При этом z1n=1 (z2n=1) когда xn-1…х0=max(xn-1…х0, yn-1…у0) (yn-1…у0=max(xn-1…х0, yn-1…у0)), то есть предлагаемое устройство одновременно с селекцией выполняет идентификацию селектируемого числа. Если ƒ3=0, ƒ4=1 и ƒ1≠ƒ2, то согласно (3) и данных таблицы предлагаемое устройство воспроизводит операцию

селекции числа, назначенного сигналами ƒ1, ƒ2 (операцию мультиплексирования). Отметим, что 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). При ƒ124=0, ƒ3=1 с учетом (3) имеем

Согласно (6), (7) предлагаемое устройство реализует операцию wn-1…w0=min(xn-1…х0, yn-1…у0) селекции меньшего из чисел xn-1…х0, yn-1…y0. При этом выполняется идентификация селектируемого числа, поскольку z1n=0 (z2n=0) когда xn-1…х0=min(xn-1…х0, yn-1…у0) (yn-1…у0=min(xn-1…x0, yn-1…y0)). Если ƒ3=1, ƒ4=0 и ƒ1≠ƒ2, то согласно (3) и данных таблицы предлагаемое устройство воспроизводит следующую операцию мультиплексирования:

Отметим, что указанное устройство содержит 5×n мажоритарных элементов и n элементов НЕ.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое устройство выполняет селекцию и идентификацию меньшего, либо селекцию и идентификацию большего, либо селекцию произвольно назначенного из двух n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и обладает меньшими по сравнению с прототипом аппаратурными затратами.

Устройство селекции двоичных чисел, содержащее n групп элементов, каждая из которых содержит пять мажоритарных элементов и элемент НЕ, причем в j-й группе первый вход пятого и третий вход i-го мажоритарных элементов соединены соответственно с выходом первого и первым входом (i+2)-го мажоритарных элементов, а третий вход i-го мажоритарного элемента первой группы и второй вход i-го мажоритарного элемента j-й группы подключены соответственно к i-му и третьему настроечным входам устройства селекции двоичных чисел, j-й и (n+j)-й, входы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго мажоритарных элементов j-й группы, отличающееся тем, что в j-й группе выход второго и третий вход (i+2)-го, выход пятого и второй вход (i+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом пятого и выходом i-го мажоритарных элементов, входом и выходом элемента НЕ, выход (i+2)-го мажоритарного элемента предыдущей группы подключен к третьему входу i-го мажоритарного элемента последующей группы, а третий вход и выход пятого мажоритарного элемента j-й группы соединены соответственно с четвертым настроечным входом и j-м выходом устройства селекции двоичных чисел.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вычислительной техники. Мажоритарный модуль предназначен для реализации мажоритарной функции пяти аргументов - входных двоичных сигналов и может быть использован в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения реализации с помощью константной настройки любой из простых симметричных булевых функций.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении параллельной реализации простых симметричных булевых функций.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения реализации мажоритарной функции n аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкции (конъюнкции) тех же n аргументов, где n есть нечетное число, которое больше или равно пяти.

Изобретение относится к вычислительной технике. Мажоритарный модуль предназначен для реализации мажоритарной функции семи аргументов - входных двоичных сигналов и может быть использован в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации.

Изобретение относится к вычислительной технике. Мажоритарный модуль предназначен для реализации мажоритарной функции пяти аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкции (конъюнкции) тех же пяти аргументов и может быть использован в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации.

Изобретение относится к вычислительной технике. Мажоритарный модуль предназначен для реализации мажоритарной функции семи аргументов - входных двоичных сигналов - и может быть использован в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат: уменьшение аппаратных затрат при сохранении элементного базиса.

Устройство относится к вычислительной технике, предназначено для реализации простых симметричных булевых функций и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство преобразования кодов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано как средство преобразования кодов. Техническим результатом является уменьшение аппаратурных затрат.

Устройство предназначено для обработки двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство арифметической обработки дискретной информации.

Устройство предназначено для выполнения операции (X+Y) mod 5, где X,Y∈{000, …, 100} есть трехразрядные двоичные числа, задаваемые двоичными сигналами, и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство арифметической обработки дискретной информации.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. Техническим результатом является обеспечение формирования признаков соотношений X>Y и X=Y.

Устройство относится к вычислительной технике, предназначено для реализации простых симметричных булевых функций и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство преобразования кодов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано как средство преобразования кодов. Техническим результатом является уменьшение аппаратурных затрат.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых компараторах, ассоциативных процессорах и машинах баз данных. Техническим результатом является упрощение распознавания отношений А>В, А=В, А<В, где А, В есть четырехразрядные двоичные числа, и уменьшение количества элементов аппаратурного состава.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для селекции большего из n-разрядных двоичных чисел. Техническим результатом является обеспечение обработки трех n-разрядных двоичных чисел.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство преобразования кодов. Техническим результатом является обеспечение реализации любой из шести простых симметричных булевых функций, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для выполнения селекции и идентификации меньшего, либо селекции и идентификации большего, либо селекции произвольно назначенного из двух n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами.

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении самосинхронных комбинационных и вычислительных устройств, систем цифровой обработки информации, в первую очередь - в качестве элементов первого каскада дерева Уоллеса умножителей.

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике, предназначено для ранговой обработки аналоговых сигналов и может быть использовано в системах аналоговой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации.

Изобретение предназначено для выполнения селекции и идентификации меньшего, либо селекции и идентификации большего, либо селекции произвольно назначенного из двух n-разрядных двоичных чисел, задаваемых двоичными сигналами, и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Техническим результатом является уменьшение аппаратурных затрат. Устройство содержит n групп элементов, каждая из которых содержит пять мажоритарных элементов и элемент НЕ. 1 ил., 1 табл.

Наверх