Полная версия

Главная arrow Информатика arrow Вычислительная техника

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Двоичный компаратор величин

Компараторы величин в отличие от компараторов чисел обеспечивают полное сравнение двоичных чисел (кодов) А и В, т.е. выдают информацию для 3-х случаев:

Поэтому их схемы значительно сложнее. Рассмотрим принцип построения и логику работы компаратора величин, обеспечивающего сравнения 2-х двухразрядных чисел (п=2):

Как следует из вышеприведенного, такое ЦУ должно иметь 2" входов и 3 выхода:

Очевидно, А > В, если aj>bi или ао>Ь0 при ai=bj.

Аналогично, А < В, если ai0 при ai=bi.

Если же а| = Ь], ао = Ь0, то А=В. Эти правила сведены в таблицу. В ней 16 наборов, так как переменных 4 (abao,bi,bo):

Таблица 4.10

Номер набора

ai

ао

Ь,

Ьо

Fa=b

Fa>

Fa

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

2

0

0

1

0

0

0

1

3

0

0

1

1

0

0

1

4

0

1

0

0

0

1

0

5

0

1

0

1

1

0

0

6

0

1

1

0

0

0

1

7

0

1

1

1

0

0

1

8

1

0

0

0

0

1

0

9

1

0

0

1

0

1

0

10

1

0

1

0

1

0

0

11

1

0

1

1

0

0

1

12

1

1

0

0

0

1

0

13

1

1

0

1

0

1

0

14

1

1

1

0

0

1

0

15

1

1

1

1

1

0

0

Для каждой функции Fj заполним карты Карно, выполним минимизацию (при возможности) и преобразуем полученную тупиковую форму к виду, удобному для реализации в минимальном базисе И-НЕ.

Преобразуем выражение для FA=B:

Такое преобразование выполнено на основании того, что выражение (aibi v ajbj) соответствует узлу равнозначности, а инверсия от него дает узел неравнозначности (М2).

Таким образом, схема реализации по выходу Fa=b включает два узла М2, объединенных ЛЭ ИЛИ-НЕ.

Для функции Fa> и Fa подучим:

На основании выражений 4.8, 4.9, 4.10 строим схему узла сравнения (рис. 4.27); при построении схемы предполагалось, что имеется возможность подавать на входы как прямые, так и инверсные значения разрядов сравниваемых двоичных чисел. Задавая соответствующие значения (наборы) двоичных чисел, можно проверить логику работы компаратора величин.

Схема компаратора величин

Рис. 4.27 Схема компаратора величин

Можно заметить, что один из выходов этой схемы может быть образован как функция двух других. Например, А>В не может иметь места, если выполняется хотя бы одно соотношение: А<В или А=В. Поэтому, объединив выходы

107

Faи Fa=b через элемент ИЛИ-HE, можно получить выход Fa>. Действительно, Fa>=1 лишь в том случае, когда FA=0 и FA=B=0.

При этом сокращается общее число элементов в схеме. Однако увеличивается глубина схемы и общая временная задержка. С повышением разрядности сравниваемых чисел сложность схемы резко возрастает. Требуется применение большего количества элементов и с большим числом входов, возрастает и глубина схемы.

Схемы сравнения выполняются в виде отдельных ИМС. Например, микросхема 564ИП2 (рис. 4.28) обеспечивает возможность сравнения двух четырехразрядных чисел с определением знака неравенства.

У ГО компаратора величин

Рис. 4.28 У ГО компаратора величин

Схемы сравнения обладают свойством наращиваемости. Например, для сравнения восьмиразрядных чисел можно применить две четырех разрядные схемы. Для этой цели в ИМС 564ИП2 предусмотрены три дополнительных входа: «А>В», «А=В» и «А<В», к которым подводятся выходы микросхем младших разрядов.

Рассмотренные разновидности компараторов относятся к устройствам сравнения кодов, которые находят широкое применение в аппаратуре передачи данных, в технике автоматического засекречивания информации и в ЭВМ различных классов. Компараторы по своим функциональным свойствам и логике работы относятся к узлам комбинационного типа. Они могут быть реализованы в любом базисе элементов, однако в интересах обеспечения высокого быстродействия чаще всего строятся на КМОП элементах.

Рассмотренные типовые функциональные узлы широко используются в цифровых системах передачи информации, изучение которых проводится в рамках специально-технических дисциплин. К таким системам следует отнести аппаратуру ЦСПИ П-333 «Импульс-ПС», засекречивающую аппаратуру, аппаратуру регистрации и отображения информации в интересах управления линиями связи, узлами связи, коммутационными системами.

В курсах специально-технических дисциплин могут встречаться разновидности рассмотренных устройств. Знание принципов построения и логики работы изученных функциональных узлов составляют основу для освоения любых цифровых устройств данного класса.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>