JP2000010762A - 浮動小数点演算装置 - Google Patents
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Abstract
を得ることを目的とする。 【解決手段】 浮動小数点データの仮数部データA,B
の算術演算を行う仮数加減算部MAPと、演算結果Dの
MSBがシフトしていないと仮定したときにLSBとな
る演算結果Dのビットに対してインクリメントを行うイ
ンクリメント部INPと、LSBより1つ下位のビット
を切り上げるか否かを判定する丸め判定部RJPと、イ
ンクリメント部INPの演算結果と仮数加減算部MAP
の演算結果Dとのどちらかを選択的に出力するセレクタ
S1とを備える。
Description
の演算を行うための浮動小数点演算装置に関し、特に業
界標準であるIEEE754規格の最近値丸めに関す
る。
に関する事実上の業界標準であり、その大きな特徴の一
つに4つの丸めモードがある。 (1) 最近値丸め (2) +無限大丸め (3) −無限大丸め (4) 切り捨て 浮動小数点演算装置を上記(1)〜(4)の丸めモード
が行えるように浮動小数点演算装置をハードウェアによ
って構成すると、浮動小数点演算装置は、回路構成が複
雑になり、スループットの増大をもたらす。
されているような浮動小数点演算装置において、図15
に丸め処理に関わる部分を示す。仮数加減算部MAP
は、2つの浮動小数点データの仮数部データA,Bを加
算あるいは減算する。ここで、加減算結果は常に絶対
値、すなわち、正の値となるように前後の処理系が構成
されているものとする。LSB判定部BJPは、仮数加
減算部MAPの演算結果Dの上位3ビットが”0”か否
かを判定する。インクリメント信号生成部IPはLSB
判定部BJPの判定結果を用いて切り上げを行うビット
(インクリメントビット位置)を示すためのインクリメ
ント信号を生成する。インクリメンタIMaは演算結果
Dを構成するビットのうち、インクリメント信号が示す
ビットに対してインクリメントを行う。丸め判定部RJ
PaはLSB判定部BJPの判定結果を用いて、丸めを
行うか否かを判定する。セレクタS1は、丸め判定部R
JPaの判定結果が丸めを行うことを示すときはインク
リメンタIMaの演算結果、そうでないときは仮数加減
算部MAPの演算結果Dを選択して出力する。MOはセ
レクタS1の出力結果である。
減算部MAPの演算結果は、例えば仮数部データA,B
の加算の際の最下位ビット側から最上位ビット側の方向
への桁上がりによって、この方向へ順次に値が決定され
る。したがって、インクリメント信号生成部IPは、演
算結果Dの全てのビットが決定されるまで待たないと、
インクリメントビット位置を特定できない。この待ち時
間があるため、スループットが低下するという問題点が
あった。
されたものであり、丸め処理について、スループットが
向上する浮動小数点演算装置を得ることを目的とする。
課題解決手段は、4つの丸めモードのデフォルトである
最近値丸めのみに着目したものであり、第1の浮動小数
点データの仮数部データと、第2の浮動小数点データの
仮数部データとを受けて、これらの算術演算を行う算術
演算部と、前記算術演算部の演算結果を受けて、前記演
算結果のMSBがシフトしていないと仮定したときにL
SBとなる前記演算結果のビットに対してインクリメン
トを行うインクリメント部と、前記算術演算部の演算結
果を受けて、前記演算結果に基づいて前記LSBより1
つ下位のビットを切り上げるか否かを判定する丸め判定
部と、前記算術演算部の演算結果、前記インクリメント
部の演算結果、前記丸め判定部の判定結果を受けて、前
記丸め判定部の判定結果に応じて、前記インクリメント
部の演算結果と前記算術演算部の演算結果とのどちらか
を選択的に出力する第1のセレクタとを備える。
いて、前記インクリメント部は、前記算術演算が実質加
算と実質減算とのどちらであるかの判定を行い、この判
定結果に応じて前記LSBを特定するLSB特定部を含
む。
いて、前記LSB特定部は、前記判定を行う判定部と、
前記判定部の判定結果を受けて、前記判定部の判定結果
に応じて、予め定められた実質加算用データと実質減算
用データとのどちらかを選択的に出力する第2のセレク
タとを含み、前記インクリメント部は、前記算術演算部
の演算結果と前記第2セレクタの選択結果とを受けて、
これらを足し合わせることによって、前記インクリメン
トを行うインクリメンタをさらに含む。
いて、前記LSB特定部は、前記判定を行い、この結果
に応じて実質加算用データあるいは実質減算用データの
どちらかを選択的に出力する判定部を含み、前記インク
リメント部は、前記算術演算部の演算結果と前記判定部
の出力とを受けて、これらを足し合わせることによっ
て、前記インクリメントを行うインクリメンタをさらに
含む。
いて、前記LSB特定部は、前記判定を行う判定部と、
前記算術演算部の演算結果と、前記判定部の判定結果と
を受け、前記判定部の判定結果に応じて、前記算術演算
部の演算結果をシフトするビットシフタとを含み、前記
インクリメント部は、前記ビットシフタを介して出力さ
れる前記算術演算部の演算結果を受けて、前記インクリ
メントを行うインクリメンタをさらに含む。
いて、前記LSB特定部は、前記判定を行う判定部と、
前記第1の浮動小数点データの仮数部データと、前記判
定部の判定結果とを受け、前記判定部の判定結果に応じ
て、前記第1の浮動小数点データの仮数部データをシフ
トして前記算術演算部に出力する第1のビットシフタ
と、前記第2の浮動小数点データの仮数部データと、前
記判定部の判定結果とを受け、前記判定部の判定結果に
応じて、前記第2の浮動小数点データの仮数部データを
シフトして前記算術演算部に出力する第2のビットシフ
タとを含み、前記インクリメント部は、前記算術演算部
の演算結果を受けて、前記インクリメントを行うインク
リメンタをさらに含む。
前記判定部が選択的に出力する前記実質加算用データ
は”1”であり、前記判定部が選択的に出力する前記実
質減算用データは”0”であり、前記インクリメンタ
は、前記算術演算部の演算結果の最下位ビットと、前記
判定部の出力と、”1”とを受けて、前記インクリメン
ト部の演算結果の最下位ビットを生成して出力する全加
算器を含む。
いて、前記算術演算部は、前記第1の浮動小数点データ
の仮数部データと前記第2の浮動小数点データの仮数部
データとを、互いに並列に最下位ビット側から最上位ビ
ット側へ順に列べて複数のビット群に分割し、前記複数
のビット群をそれぞれ処理する複数の算術演算分割ブロ
ックを含み、前記インクリメンタは、前記複数の算術演
算分割ブロックの演算結果をそれぞれ処理する複数のイ
ンクリメント分割ブロックを含む。
を図16に示すフォーマットで表すとする。具体的に、
+1.1111010^1101と+1.1011011^1001とを加算して最近値
丸めを行えば、+1.0000100^1110が得られる。
図17に示す。まず、+1.1111010^1101と+1.1011011^10
01との桁合わせを行う。ここでは、+1.1011011^1001を+
0.00011011011^1101に変更する(ステップS11)。
1011とを加算する。この結果、10.00001111011が得られ
る(ステップS12)。なお、ステップS12に示すよ
うに、仮数部データのMSBは、桁上がりによって、小
数点の1つ上位から2つ上位へシフトしている。このよ
うにMSBが上位へシフトすることを桁溢れシフトと称
す。また、ここでは仮数部データは8ビットなので、M
SBから8ビット目が仮数部データのLSBになる。
の1つ下位のビットに対して切り上げが行われる。そし
て、正規化を行って、上記+1.0000100^1110が得られる
(ステップS13)。
シフト有り、かつ、切り上げのケースである。他にも、
表1に示すケースがある。なお、実質加算とは、互いに
同符号の仮数部データ同士の加算もしくは互いに異符号
の仮数部データ同士の減算を意味する。実質減算とは互
いに異符号の仮数部データ同士の加算もしくは互いに同
符号の仮数部データ同士の減算を意味する。また、桁落
ちシフトとは、桁溢れシフトの逆で、MSBが下位へシ
フトすることである。また、表において、四角の枠で囲
っているビットがLSBである。
トはMSBが2ビット以上下位へシフトする場合があ
る。この場合は、LSBより下位のビットは全て”0”
となって常に切り捨てられるので、常に切り捨てとして
扱えばよいので詳しい説明を省略する。
小数点データが入力された後(ステップS91)、仮数
加減算部MAPは浮動小数点データの仮数部データA,
Bの加減算を行う(ステップS92)。仮数加減算部M
APの演算結果は、結果的には切り捨ての演算結果とな
る。次に、インクリメントビット位置を特定し(ステッ
プS93)、インクリメンタIMaが切り上げを行った
演算結果を生成し(ステップS94)、最後に、切り捨
ての演算結果と切り上げを行った演算結果とのどちらか
を選択的に出力する(ステップS95)。また、インク
リメントビット位置は、特開平6−59858号公報で
は、表1を用いて説明すれば、D[9]、D[8]、D
[7]を観て、D[2]、D[1]、D[0]のいずれ
かをインクリメントビット位置として特定する。
に、ステップS92とステップS93とを同時に行う。
ステップS92とステップS93とが同時に行うことが
できる理由は次のとおりである。まず、実施の形態1で
は、実質加算のときはD[1],実質減算のときはD
[0]をインクリメントビット位置として特定する。な
ぜ、インクリメントビット位置がD[1]、D[0]の
2箇所で済むかというと、桁溢れシフト有りの切り上げ
のケースと桁溢れシフト無しの切り上げのケースとは、
D[1]に対してインクリメントを行えば、どちらも正
しい結果が得られ、桁落ちシフト有りの切り上げのケー
スと桁落ちシフト無しの切り上げのケースとは、D
[0]に対してインクリメントを行えば、どちらも正し
い結果が得られるからである。
フトが無いと仮定して、D[1]をLSB、つまりイン
クリメントビット位置として特定し、実質減算のとき
は、桁落ちシフトが無いと仮定して、D[0]をLS
B、つまりインクリメントビット位置として特定すれば
よい。しかも、算術演算が実質加算と実質減算とのどち
らであるかは、仮数加減算部MAPに与えられる加算ま
たは減算のどちらを行うかを示す命令信号と、浮動小数
点データの符号とによって判定できるので、ステップS
92より前に知ることができる。これによって、ステッ
プS92とステップS93とを同時に行うことが可能で
ある。以下に、図1に示す処理を実現する浮動小数点演
算装置を説明する。
小数点演算装置の構成を示すブロック図である。図2に
おいて、A,Bはそれぞれ桁合わせ済みの第1,第2の
浮動小数点データの仮数部データ、MAPは仮数部デー
タAと仮数部データBとを受けて、これらの算術演算
(ここでは、実質加算あるいは実質減算)を行う仮数加
減算部、INPは仮数加減算部MAPの演算結果Dを受
けるインクリメント部、RJPはLSBより1つ下位の
ビットを切り上げるか否かを判定する丸め判定部、S1
は仮数加減算部MAPの演算結果D、インクリメント部
INPの演算結果、丸め判定部RJPの判定結果を受け
て、丸め判定部RJPの判定結果が切り上げを示すとき
はインクリメント部INPの演算結果、そうでないとき
は仮数加減算部MAPの演算結果Dを選択して出力する
第1セレクタ、MOはセレクタS1の出力結果である。
Pは、LSB特定部LPとインクリメンタIMとを含
む。LSB特定部LPは、仮数加減算部MAPの算術演
算が実質加算と実質減算とのどちらであるかの判定を行
い、仮数加減算部MAPの算術演算が実質加算のときは
D[1]を桁溢れシフト無しと仮定したときのLSBと
して特定し、仮数加減算部MAPの算術演算が実質減算
のときはD[0]を桁落ちシフト無しと仮定したときの
LSBとして特定する。インクリメンタIMは、演算結
果Dに対してインクリメントを行う。
ト判定部IJPとセレクタS2とを含む。インクリメン
トビット判定部IJPは仮数加減算部MAPの算術演算
が実質加算と実質減算とのどちらであるかの判定を行
う。
部IJPの判定結果を受けて、インクリメントビット判
定部IJPの判定結果が実質加算を示すときは”1
0”、インクリメントビット判定部IJPの判定結果が
実質減算を示すときは”01”を選択して出力する。イ
ンクリメンタIMは仮数加減算部MAPの演算結果Dと
セレクタS2の選択結果を受ける。
算が実質加算と実質減算とのどちらであるかを、仮数加
減算部MAPが算術演算を行う前に知り、実質加算のと
きは、桁溢れシフトが無いと仮定して、D[1]をイン
クリメントビット位置として特定し、実質減算のとき
は、桁落ちシフトが無いと仮定して、D[0]をインク
リメントビット位置として特定する。
説明する。実施の形態1では、インクリメンタIMの内
部構成は望ましくは図3に示すとおりである。D[i]
(i=0,1,2,……)が仮数加減算部MAPの演算
結果Dを構成するビットである。D[0]が最下位ビッ
トであり、図3では、D[i]は最下位ビット側から最
上位ビット側へ順に列べて描かれている。
の選択結果INを構成するビットである。なお、セレク
タS2の選択結果が”10”のときは、IN[1],I
N[0]はそれぞれ”1”,”0”であり、逆に、セレ
クタS2の選択結果が”01”のときは、IN[1],
IN[0]はそれぞれ”0”,”1”である。
インクリメンタIMの演算結果を構成するビットであ
る。なお、iは例えば、IEEE754の端正度形式の
ときは26、倍精度形式のときは55である。
算器である。なお、図3に示す半加算器HA,全加算器
FAはそれぞれ図4及び図5に対応させて描かれてい
る。なお、図4及び図5に示すキャリー伝播は、全加算
器FAでは加数と被加数との排他的論理和、半加算器H
Aでは被加数である。
け、OUT[i]をそれぞれ出力する複数の加算器が列
べられ、D[1]を受けるのは全加算器FAであり、そ
の他は半加算器HAである。また、演算結果DはD
[0],D[1]〜D[4],D[5]〜D[8],…
…というように複数のビット群に分割される。なお、例
えばD[5]〜D[8]からなるビット群であれば、D
[8:5]と表記する。インクリメンタIMは、演算結
果Dのビット群をそれぞれ処理する複数のインクリメン
ト分割ブロックISBを含み、それぞれのインクリメン
ト分割ブロックISBには、直列に接続された4つの加
算器が含まれる。但し、D[0]を処理するインクリメ
ント分割ブロックISBに含まれる加算器は1つであ
る。複数のインクリメント分割ブロックISBは直列に
接続され、後段のインクリメント分割ブロックISBは
前段のインクリメント分割ブロックISBから桁上げ数
を受ける。インクリメント分割ブロックISB内に複数
の加算器が含まれるものについては、その複数の加算器
をインクリメントブロックIBと称す。全加算器FAに
ついては加数としてIN[1]を受け、D[0]を受け
る半加算器HAについては加数としてIN[0]を受け
る。
て説明する。例えば、ビット群D[8:5]を受けるイ
ンクリメント分割ブロックISBは、ビット群D[8:
5]に前段のインクリメント分割ブロックISBからの
桁上げ数を加算する。したがって、全体として、インク
リメンタIMは演算結果DにIN[0]を加算すること
になる。さらに、IN[0]はD[0]に加算され、I
N[1]はD[1]に加算される。したがって、仮数加
減算部MAPの算術演算が実質減算のときは、IN
[0]が”1”なので、D[0]に対してインクリメン
トが行われることになり、仮数加減算部MAPの算術演
算が実質加算のときは、IN[1]が”1”なので、D
[1]に対してインクリメントが行われることになる。
減算部MAPの演算結果DとセレクタS2の選択結果I
Nとを足し合わせることによって、LSB特定部LPが
特定したインクリメントビット位置に対してインクリメ
ントを行う。
メントブロックIBが含まれるインクリメント分割ブロ
ックISBに含まれ、インクリメンタIMの演算速度を
速める。キャリースキップ回路CS1の内部構成例を図
6に示す。図6において、C1は前段のインクリメント
分割ブロックISBからの桁上げ数、C2はインクリメ
ントブロックIBが出力する桁上げ数、P1〜P4はイ
ンクリメントブロックIBが出力するキャリー伝播、C
3は後段のインクリメント分割ブロックISBへ出力す
る桁上げ数である。例えば、ビット群D[8:5]の全
てが”1”のとき、前段のインクリメント分割ブロック
ISBから”1”の桁上げ数を受けると、キャリースキ
ップ回路CS1及びインクリメントブロックIBはどち
らも”1”の桁上げ数を出力するが、キャリースキップ
回路CS1は、インクリメントブロックIBと比較して
速く”1”の桁上げ数を出力する。これによって、イン
クリメンタIMの演算速度は速くなる。
位で伝達する方式をキャリースキップ方式と呼ばれる。
インクリメンタIMのように、桁上げ数が下位から上位
に向かって伝達するような回路構成にキャリースキップ
方式を適用すれば、演算速度の改善に効果的である。
詳しく説明する。仮数加減算部MAP及びインクリメン
タIMの望ましい構成を図7に示す。図7に示す構成に
は、キャリースキップ方式が適用されている。実施の形
態1では、仮数加減算部MAPの内部構成はブロック図
で表せば、インクリメンタIMと同様になる。A
[0],A[4:1],A[8:5],……は仮数部デ
ータAを構成するビット群であり、B[0],B[4:
1],B[8:5],……は仮数部データBを構成する
ビット群であり、図7では、仮数部データAと仮数部デ
ータBとは互いに並列に最下位ビット側から最上位ビッ
ト側へ順に列べて描かれている。また、PP[1],P
P[2],……はキャリースキップ回路CS1のキャリ
ー伝播、PI[4:1],PI[8:5],……はイン
クリメントブロックIBのキャリー伝播である。
を行うかを示す命令信号である。
び仮数部データBのビット群をそれぞれ処理する複数の
算術演算分割ブロックASBを含み、それぞれの算術演
算分割ブロックASBには、仮数部データA及び仮数部
データBのビット群を受け、命令信号Sub/Addに
応じて仮数部データAのビット群と仮数部データBのビ
ット群とを減算あるいは加算を行う加減算ブロックAB
が含まれる。なお、図7に示す加減算ブロックABは図
8に対応させて描かれている。複数の算術演算分割ブロ
ックASBは直列に接続され、後段の算術演算分割ブロ
ックASBは前段の算術演算分割ブロックASBから桁
上げ数を受ける。
て加算を行う場合を説明する。例えば、ビット群A
[8:5]及びB[8:5]を受ける算術演算分割ブロ
ックASBは、ビット群B[8:5]にビット群A
[8:5]を加算し、さらに前段の算術演算分割ブロッ
クASBからの桁上げ数を加算する。したがって、全体
として、仮数加減算部MAPは仮数部データAに仮数部
データBを加算することになる。
A[0]及びB[0]を処理するもの以外の算術演算分
割ブロックASBに含まれ、仮数加減算部MAPの演算
速度を速める。また、仮数加減算部MAPは、4つの算
術演算分割ブロックASB毎にキャリースキップ回路C
S2を設けることによって、さらに演算速度を速める。
て、ビット群A[4:1]を処理する算術演算分割ブロ
ックASBから、ビット群A[12:9]を処理する算
術演算分割ブロックASBへビット群A[8:5]を処
理する算術演算分割ブロックASBのキャリースキップ
回路CS1を介して桁上げ数が伝搬する場合を考える。
ビット群A[4:1]を処理する算術演算分割ブロック
ASBはビット群D[4:1]をインクリメントブロッ
クISBに出力し、ビット群A[12:9]を処理する
算術演算分割ブロックASBはビット群D[12:9]
をインクリメントブロックISBに出力する。その後、
ビット群D[4:1]を処理するインクリメント分割ブ
ロックISBから、ビット群D[12:9]を処理する
インクリメント分割ブロックISBへビット群D[8:
5]を処理するインクリメント分割ブロックISBのキ
ャリースキップ回路CS1を介して桁上げ数が伝搬す
る。このようにして、仮数加減算部MAPの演算処理と
インクリメンタIMの演算処理とをほぼ同時に終わらす
ことができる。
クリメンタIMとは、ブロック構成がそろっていること
が望ましく、キャリースキップ方式を仮数加減算部MA
PとインクリメンタIMとの両方に適用することによっ
て、演算速度をより効果的に改善できる。
うにして、LSBより1つ下位のビットを切り上げるか
否かを判定することができる。切り上げのケースと、切
り捨ての切り捨てのケースとを表2に示す。
生するケースは、LSBにかかわらず、切り捨て部の最
上位ビットが”1”であり、切り捨てのケースでは、L
SBにかかわらず、切り捨て部の最上位ビットが”0”
であるか、又は、LSBが”0”であり、切り捨て部の
最上位ビットが”1”、かつ、切り捨て部のその他のビ
ットが全て”0”の場合であればよい。
ト、桁落ちシフト、シフトが無い場合のパターンを表3
に示す。
うケースは、D[9]及びD[1]が共に”1”、ある
いはD[9]が”0”かつD[8]及びD[0]が共
に”1”、あるいはD[9]及びD[8]が共に”0”
かつD[−1]が”0”のときを含めばよい。
果Dを用いて、LSBより1つ下位のビットを切り上げ
るか否かを判定することができる。
加減算部MAPの演算結果Dを用いてインクリメントビ
ット位置を特定するのではなく、インクリメント部IN
Pが、仮数加減算部MAPの演算結果DのMSBがシフ
トしていないと仮定したときにLSBとなるビットに対
してインクリメントを行うことで、丸め処理について、
スループットが向上する。
を必要とする数値演算をも含めた汎用的な規格として規
定されたものであるが、現在では、3Dグラフィックス
などの利用も増え、丸めモードについてもデフォルトと
して規定される最近値丸めのみで充分なケースが多い。
したがって、3Dグラフィックスなどの特定用途につい
て特に有効である。
2における浮動小数点演算装置の構成を示すブロック図
である。図9に示す構成は、図2からセレクタS2を省
略したものである。
判定部IJPは、仮数加減算部MAPの算術演算が実質
加算とであると判定したときは、実質加算用データとし
て”1”の判定結果JRを出力し、仮数加減算部MAP
の算術演算が実質減算とであると判定したときは、実質
減算用データとして”0”の判定結果JRを出力する。
IMの内部構成は望ましくは図10に示すとおりであ
る。D[0],D[1]を処理する加算器はそれぞれ全
加算器FA,半加算器HAである。全加算器FAの加数
は”1”であり、桁上げ数入力は判定結果JRである。
その他の構成は、図3と同様である。
1”であり、仮数が判定結果JRであってもよい。
算が実質加算のときは、D[1]を処理する半加算器H
Aは”1”の桁上げ数入力を受け、実質減算のときは、
D[0]を処理する全加算器FAはD[0]に”1”が
加えられる。一方、図3では、仮数加減算部MAPの算
術演算が実質加算のときは、D[1]を処理する全加算
器FAは”1”の桁上げ数入力を受け、実質減算のとき
は、D[0]を処理する半加算器HAはD[0]に”
1”が加えられる。このように、図10に示すインクリ
メンタIMは、図3に示すインクリメンタIMと等価的
に同じ動作をする。
LSB特定部LPの構成が簡単になる。また、例えば、
全加算器FAは、図10ではインクリメンタIMの最も
端に位置し、図3ではインクリメンタIMの途中に位置
するので、図10のインクリメンタIMは構成が規則的
であり、回路設計が容易である。
態3における浮動小数点演算装置の構成を示すブロック
図である。図11において、BSは仮数加減算部MAP
の演算結果Dと、インクリメントビット判定部IJPの
判定結果JRを受け、インクリメントビット判定部IJ
Pの判定結果JRが実質加算を示すときは、演算結果D
を1ビットだけシフトし、そうでなければシフトせずに
そのままインクリメンタIM及びセレクタS1へ出力す
る1ビットシフタ、その他の符号は上述したとおりであ
る。
IMの内部構成は図12に示すとおりである。インクリ
メンタIMは、インクリメントビット位置が常に最下位
ビットD[0]、つまり、周知のインクリメンタであ
る。
結果JRが実質加算を示すときについては、1ビットシ
フタBSは演算結果Dの最上位ビット側から最下位ビッ
ト側へ1ビットだけシフトして、インクリメンタIMは
D[0]に対してインクリメントを行い、図示しない手
段によって指数部データに1を加える。あるいは、イン
クリメントビット判定部IJPの判定結果JRが実質減
算を示すときは、1ビットシフタBSは演算結果Dの最
下位ビット側から最上位ビット側へ1ビットだけシフト
して、インクリメンタIMはD[0]に対してインクリ
メントを行い、図示しない手段によって指数部データか
ら1を引いてもよい。この結果、2つの浮動小数点デー
タの算術演算の演算結果は、実施の形態1と実質的に同
様になる。
ンタを適用できるので、例えば、ICの設計において、
インクリメンタの標準的に用意されている汎用回路部品
(ビルディングブロック)を用いることができる。
態4における浮動小数点演算装置の構成を示すブロック
図である。図13において、BS1,BS2は仮数加減
算部MAPに仮数部データA,Bが入力される前に、仮
数部データA,Bと、インクリメントビット判定部IJ
Pの判定結果JRを受け、インクリメントビット判定部
IJPの判定結果JRが実質加算を示すときは、仮数部
データA,Bを1ビットだけシフトし、そうでなければ
そのままシフトして仮数加減算部MAPへ出力する1ビ
ットシフタ、その他の符号は上述したとおりである。
IMの内部構成は図12に示すとおりである。
結果JRが実質加算を示すときについては、実施の形態
3と同様に考えることができる。すなわち、1ビットシ
フタBS1,BS2は仮数部データA,Bの最上位ビッ
ト側から最下位ビット側へ1ビットだけシフトして、イ
ンクリメンタIMはD[0]に対してインクリメントを
行い、図示しない手段によって指数部データに1を加え
る。あるいは、インクリメントビット判定部IJPの判
定結果JRが実質減算を示すときは、1ビットシフタB
S1,BS2は仮数部データA,Bの最下位ビット側か
ら最上位ビット側へ1ビットだけシフトして、インクリ
メンタIMはD[0]に対してインクリメントを行い、
指数部データから1を引いてもよい。この結果、2つの
浮動小数点データの算術演算の演算結果は、実施の形態
1と実質的に同様になる。
様に、周知のインクリメンタを適用できるので、例え
ば、ICの設計において、インクリメンタの標準的に用
意されている汎用回路部品(ビルディングブロック)を
用いることができる。
限らず、乗算でもよい。図14は、本発明の実施の形態
5における浮動小数点演算装置の構成を示すブロック図
である。図14において、MMは仮数部データA,Bを
受けて、これらを乗算する仮数乗算部、その他の符号は
説明したとおりである。
フトが有る場合と無い場合とがあるので、以上の実施の
形態で説明した考え方、つまり、仮数乗算部MMの演算
結果DのMSBがシフトしていないと仮定したときにL
SBとなる演算結果Dのビットに対してインクリメント
を行うことを適用できる。図14では、演算タイプは乗
算のみであり、桁溢れが有るか無いかの2つのケースし
かない。したがって、図2のLSB特定部LPは必要な
く、またインクリメンタIMとしては例えば図12に示
すようなインクリメントビット位置が1つだけのインク
リメンタが適用できる。
リメント部が、とりあえず、算術演算部の演算結果のM
SBがシフトしていないと仮定したときにLSBとなる
ビットに対してインクリメントを行うことで、丸め処理
について、スループットが向上する。
が実質加算と実質減算とのどちらであるかの判定によっ
て、LSBを特定することができる。
用データあるいは実質減算用データのどちらかである判
定部の判定結果と、算術演算部の演算結果とを足し合わ
せることによって、インクリメントを実現できる。
に記載の発明と比較して、構成が簡単になる。
メンタに算術演算部の演算結果が入力される前に、ビッ
トシフタが当該演算結果のLSBをシフトするので、周
知のインクリメンタを適用できる。
部に仮数部データが入力される前に、ビットシフタが当
該仮数部データのLSBをシフトするので、周知のイン
クリメンタを適用できる。
全加算器はインクリメンタの最も端に位置するので、イ
ンクリメンタの構成を規則的にすることができ、回路設
計が容易になる。
部の演算処理とインクリメンタの演算処理とをほぼ同時
に終わらすことができるので、スループットがさらに向
上する。
算装置の動作概念を示すフローチャートである。
算装置の例を示すブロック図である。
タの内部構成例を示すブロック図である。
す図である。
す図である。
ップ回路の内部構成例を示すブロック図である。
及びインクリメンタの例を示すブロック図である。
クを示す図である。
算装置の例を示すブロック図である。
タの内部構成例を示すブロック図である。
演算装置の例を示すブロック図である。
ンタの内部構成例を示すブロック図である。
演算装置の例を示すブロック図である。
演算装置の例を示すブロック図である。
図である。
である。
めのフローチャートである。
すフローチャートである。
インクリメント部、ISB インクリメント分割ブロッ
ク、ASB 算術演算分割ブロック。
Claims (8)
- 【請求項1】 第1の浮動小数点データの仮数部データ
と、第2の浮動小数点データの仮数部データとを受け
て、これらの算術演算を行う算術演算部と、 前記算術演算部の演算結果を受けて、前記演算結果のM
SBがシフトしていないと仮定したときにLSBとなる
前記演算結果のビットに対してインクリメントを行うイ
ンクリメント部と、 前記算術演算部の演算結果を受けて、前記演算結果に基
づいて前記LSBより1つ下位のビットを切り上げるか
否かを判定する丸め判定部と、 前記算術演算部の演算結果、前記インクリメント部の演
算結果、前記丸め判定部の判定結果を受けて、前記丸め
判定部の判定結果に応じて、前記インクリメント部の演
算結果と前記算術演算部の演算結果とのどちらかを選択
的に出力する第1のセレクタと、を備えた浮動小数点演
算装置。 - 【請求項2】 前記インクリメント部は、 前記算術演算が実質加算と実質減算とのどちらであるか
の判定を行い、この判定結果に応じて前記LSBを特定
するLSB特定部を含む請求項1記載の浮動小数点演算
装置。 - 【請求項3】 前記LSB特定部は、 前記判定を行う判定部と、 前記判定部の判定結果を受けて、前記判定部の判定結果
に応じて、予め定められた実質加算用データと実質減算
用データとのどちらかを選択的に出力する第2のセレク
タと、を含み、 前記インクリメント部は、 前記算術演算部の演算結果と前記第2セレクタの選択結
果とを受けて、これらを足し合わせることによって、前
記インクリメントを行うインクリメンタをさらに含む請
求項2記載の浮動小数点演算装置。 - 【請求項4】 前記LSB特定部は、 前記判定を行い、この結果に応じて実質加算用データあ
るいは実質減算用データのどちらかを選択的に出力する
判定部を含み、 前記インクリメント部は、 前記算術演算部の演算結果と前記判定部の出力とを受け
て、これらを足し合わせることによって、前記インクリ
メントを行うインクリメンタをさらに含む請求項2記載
の浮動小数点演算装置。 - 【請求項5】 前記LSB特定部は、 前記判定を行う判定部と、 前記算術演算部の演算結果と、前記判定部の判定結果と
を受け、前記判定部の判定結果に応じて、前記算術演算
部の演算結果をシフトするビットシフタと、を含み、 前記インクリメント部は、 前記ビットシフタを介して出力される前記算術演算部の
演算結果を受けて、前記インクリメントを行うインクリ
メンタをさらに含む請求項2記載の浮動小数点演算装
置。 - 【請求項6】 前記LSB特定部は、 前記判定を行う判定部と、 前記第1の浮動小数点データの仮数部データと、前記判
定部の判定結果とを受け、前記判定部の判定結果に応じ
て、前記第1の浮動小数点データの仮数部データをシフ
トして前記算術演算部に出力する第1のビットシフタ
と、 前記第2の浮動小数点データの仮数部データと、前記判
定部の判定結果とを受け、前記判定部の判定結果に応じ
て、前記第2の浮動小数点データの仮数部データをシフ
トして前記算術演算部に出力する第2のビットシフタ
と、を含み、 前記インクリメント部は、 前記算術演算部の演算結果を受けて、前記インクリメン
トを行うインクリメンタをさらに含む請求項2記載の浮
動小数点演算装置。 - 【請求項7】 前記判定部が選択的に出力する前記実質
加算用データは”1”であり、 前記判定部が選択的に出力する前記実質減算用データ
は”0”であり、 前記インクリメンタは、前記算術演算部の演算結果の最
下位ビットと、前記判定部の出力と、”1”とを受け
て、前記インクリメント部の演算結果の最下位ビットを
生成して出力する全加算器を含む請求項4記載の浮動小
数点演算装置。 - 【請求項8】 前記算術演算部は、 前記第1の浮動小数点データの仮数部データと前記第2
の浮動小数点データの仮数部データとを、互いに並列に
最下位ビット側から最上位ビット側へ順に列べて複数の
ビット群に分割し、前記複数のビット群をそれぞれ処理
する複数の算術演算分割ブロックを含み、 前記インクリメンタは、 前記複数の算術演算分割ブロックの演算結果をそれぞれ
処理する複数のインクリメント分割ブロックを含む請求
項3〜7のいずれかに記載の浮動小数点演算装置。
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