« poprzedni punkt 


3. Komparatory

Porównywanie dwóch słów dwójkowych jest często wykonywaną operacją w systemach cyfrowych. Porównywane słowa są podawane na wejścia układu komparatora, a na wyjściu otrzymuje się informację o tym, czy słowa te są sobie równe czy nie.

Najprostszy komparator jednobitowy można zrealizować za pomocą bramki XOR. Pamiętamy, że na wyjściu bramki XOR pojawia się jedynka logiczna wtedy, gdy na wejściach są różne sygnały. Komparator słów o długości n można uzyskać za pomocą n układów XOR, których wyjścia są połączone z wejściami układu sumy. Każda bramka XOR porównuje jedną parę bitów słów wejściowych. Na rysunku VI.5 pokazano schemat komparatora słów czterobitowych. W układzie tym Y = 1 wtedy, gdy porównywane słowa nie są sobie równe.

Rys. VI.5. Komparator słów czterobitowych

W rozwiązaniu pokazanym na rysunku VI.5 każda para bitów jest porównywana jednocześnie i wyniki porównania są sumowane. Wystarczy, żeby wynik porównania którejś pary bitów wskazał na nierówność, żeby ogólny wynik porównania brzmiał: porównywane słowa nie są sobie równe.

Układ komparatora można również zrealizować korzystając z innej koncepcji. Najpierw porównujemy pierwszą parę bitów (najmłodsze bity porównywanych słów). Wynik porównania uwzględniamy przy porównywaniu drugiej pary bitów itd. Prowadzi to do rozwiązania o strukturze iteracyjnej. Na rysunku VI.6 pokazano komórkę struktury iteracyjnej. Informacja o równości bitów (Ai, Bi na i-tej pozycji, przy założeniu równości par bitów na wcześniejszej pozycji (sygnał Ei), pojawia się na wyjściu komórki (sygnał Ei+1).

Rys. VI.6. Komórka struktury iteracyjnej komparatora

Łącząc szeregowo n komórek uzyskujemy układ komparatora słów n-bitowych (rysunek VI.7).

Rys. VI.7. Układ komparatora o strukturze iteracyjnej

Produkowane scalone układy komparatorów często obok wyjścia sygnalizującego równość (E) porównywanych słów A i B mają również dodatkowe wyjścia sygnalizujące, że słowo A jest mniejsze od słowa B (wyjście L) albo odwrotnie (wyjście G).


« poprzedni punkt