JP2000056949A - 4−2コンプレッサ回路および乗算器 - Google Patents

4−2コンプレッサ回路および乗算器

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JP2000056949A
JP2000056949A JP10226144A JP22614498A JP2000056949A JP 2000056949 A JP2000056949 A JP 2000056949A JP 10226144 A JP10226144 A JP 10226144A JP 22614498 A JP22614498 A JP 22614498A JP 2000056949 A JP2000056949 A JP 2000056949A
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Yuko Hirase
祐子 平瀬
Katsunori Sawai
克典 澤井
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G06F7/607Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers number-of-ones counters, i.e. devices for counting the number of input lines set to ONE among a plurality of input lines, also called bit counters or parallel counters

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力値の確定時刻のばらつきに起因して計算
速度を高速にすることが困難であった。 【解決手段】 確定時刻の早い入力端子IN3Hを介し
て供給された値が0であり、かつ、確定時刻の早い入力
端子IN4Hを介して供給された値が1である場合、入
力端子IN3H,IN3Lおよび入力端子IN4H,I
N4Lを介して供給された入力の値を入力値変換回路6
により反転させるようにして、4つの入力の値の組合せ
数を減少させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、第1〜第4の入
力である4つの部分積および入力された第1のキャリー
を加算し、その加算の結果とその加算により発生した第
1および第2のキャリーを出力する4−2コンプレッサ
回路およびその4−2コンプレッサ回路を使用した乗算
器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図15は例えば「A 10−ns 54
×54−b Parallel Structured
Full Array Multiplier wi
th0.5−μm CMOS Technology」
(Mori et al.,IEEE J.Solid
−State Circuits,Vol.26,N
o.4,pp.600−605)に記載の従来の4−2
コンプレッサ回路を示す回路図である。このような4−
2コンプレッサ回路は、例えば、乗算器で部分積ごとに
かつ被乗数のビットごとにアレイ状に配置され、部分積
の加算などに使用される。
【0003】なお、「加算」というときは、排他的論理
和を計算することを意味するものとする。
【0004】図において、201は入力X3と入力X4
との排他的論理和を計算する計算回路であり、202は
入力X1と入力X2との排他的論理和を計算する計算回
路であり、203は計算回路201により計算された排
他的論理和と計算回路202により計算された排他的論
理和との排他的論理和を計算する計算回路である。20
4は計算回路203により計算された排他的論理和と、
入力される第1のキャリー(図中のCarry−in)
との排他的論理和を計算し、その計算結果を第1のキャ
リーと4つの入力X1〜X4の5値の加算の結果(図中
のSum)として出力する計算回路である。
【0005】205は、4つの入力X1〜X4の値が
(0,0,0,0)、(0,0,0,1)、(0,0,
1,0)、(0,1,0,0)、(1,0,0,0)、
(1,0,0,1)、(0,1,1,0)、(0,1,
0,1)、および(1,0,1,0)のいずれかである
ときに値1を出力し、それ以外の値のときに値0を出力
する計算回路である。206は、計算回路203の出力
と計算回路205の出力との論理和の反転値を計算する
計算回路である。207は、計算回路203の出力、計
算回路206の出力、および入力される第1のキャリー
の値が(0,0,0)、(0,0,1)および(1,
0,0)のいずれかであるときに値1を出力し、それら
の値が(0,1,0)、(0,1,1)および(1,
0,1)のいずれかであるときに値0を出力する計算回
路である。208は計算回路207の出力の反転値を計
算し、その値を第2のキャリー(図中のCarry−o
ut1)として出力する計算回路である。
【0006】209は、4つの入力X1〜X4の値が
(0,0,0,0)、(0,0,0,1)、(0,0,
1,0)、(0,1,0,0)、(1,0,0,0)、
(0,0,1,1)および(1,1,0,0)のいずれ
かであるときに値1を出力し、それ以外の値のときに値
0を出力する計算回路である。210は計算回路209
の出力の反転値を計算し、その値を第1のキャリー(図
中のCarry−out2)として出力する計算回路で
ある。
【0007】次に動作について説明する。図16は、図
15の4−2コンプレッサ回路の入力の値と出力の値と
の関係を説明する図である。
【0008】計算回路201〜204により、入力X1
〜X4および入力された第1のキャリーが加算され、計
算回路204よりその加算の結果が出力される。一方、
計算回路201〜203,205〜208により、入力
X1〜X4および入力された第1のキャリーに基づいて
第2のキャリーが計算され、計算回路208よりその第
2のキャリーが出力される。また、計算回路209,2
10により、入力X1〜X4に基づいて第1のキャリー
が計算され、出力される。
【0009】このときの入力X1〜X4と出力(加算の
結果Sum、第1のキャリーCarry−out2およ
び第2のキャリーCarry−out1)との関係は、
図16の真理値表に示すようになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来の4−2コンプレ
ッサ回路は以上のように構成されているので、図示せぬ
前段の回路により4つの入力の値が確定されるタイミン
グにばらつきがある場合、計算を開始する前に入力の値
が確定するまで待たなければならず、入力値の確定時刻
のばらつきに起因して計算速度を高くすることが困難で
あるなどの課題があった。
【0011】また、各計算回路が多数のPチャネルトラ
ンジスタおよびNチャネルトランジスタで構成されてい
るので、回路を集積化する場合に回路のレイアウト面積
が大きくなり、4−2コンプレッサ回路および乗算器の
レイアウト面積を小さくすることが困難であるなどの課
題があった。
【0012】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、4つの入力のうち値の確定が早い
第1および第2の入力について、第1の入力の値が0で
あり、かつ第2の入力の値が1である場合に、第1の入
力の値を1に変換するとともに、第2の入力の値を0に
変換することにより4つの入力の値の組合せ数を減少さ
せるようにして、4つの入力と下位ビット側からの第1
のキャリーの5値の加算、およびそれによって生じる第
1および第2のキャリーの計算を簡単な回路構成で実行
し、それらの値の計算を高速に実行することができる4
−2コンプレッサ回路および乗算器を得ることを目的と
する。
【0013】また、この発明は、4つの入力、第1のキ
ャリー、第2のキャリーおよび出力の授受を、相補的な
値を有する2つの信号で行うようにするとともに、排他
的論理和を計算する回路などの各計算回路を少数のNチ
ャネルトランジスタで構成するようにして、集積化した
ときのレイアウト面積の小さい4−2コンプレッサ回路
および乗算器を得ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明に係る4−2コ
ンプレッサ回路は、4つの入力のうちの第1の入力の値
が0であり、かつ第2の入力の値が1である場合に、第
1の入力の値を1に変換するとともに、第2の入力の値
を0に変換する入力値変換手段と、4つの入力および入
力された第1のキャリーのうち、いずれか2つの値の第
1の排他的論理和を計算し、その第1の排他的論理和お
よび残りの3つの値のうちのいずれか2つの値の第2の
排他的論理和を計算し、その第2の排他的論理和および
残りの2つの値のうちのいずれか2つの値の第3の排他
的論理和を計算し、その第3の排他的論理和と残りの1
つの値との排他的論理和を加算の結果として計算する加
算手段と、4つの入力のうちの第3の入力の値、第1の
入力の値および第2の入力の値に基づいて第1のキャリ
ーを計算するキャリー計算手段と、4つの入力のうちの
2つの値の排他的論理和と残りの2つの値の排他的論理
和との排他的論理和の値に応じて、入力された第1のキ
ャリーおよび第4の入力のいずれかを第2のキャリーに
選択し、出力する選択手段とを備えるものである。
【0015】この発明に係る4−2コンプレッサ回路
は、加算手段に、4つの入力のうちの2つの値の排他的
論理和を計算する第1の計算回路と、残りの2つの値の
排他的論理和を計算する第2の計算回路と、第1の計算
回路による計算結果と、第2の計算回路による計算結果
との排他的論理和を計算する第3の計算回路と、第3の
計算回路による計算結果と、入力された第1のキャリー
との排他的論理和を計算する第4の計算回路を有し、さ
らに、第1〜第4の計算回路に、それぞれ、第1および
第2の信号線を介して相補的な値で入力される第1の変
数と、第3および第4の信号線を介して相補的な値で入
力される第2の変数との排他的論理和を計算し、その計
算結果を、第5および第6の信号線を介して相補的な値
で出力する回路であって、ゲート端子が第1の信号線に
接続され、残りのうちの一方の端子が第3の信号線に接
続され、他方の端子が第5の信号線に接続された第1の
Nチャネルトランジスタ、ゲート端子が第1の信号線に
接続され、残りのうちの一方の端子が第4の信号線に接
続され、他方の端子が第6の信号線に接続された第2の
Nチャネルトランジスタ、ゲート端子が第2の信号線に
接続され、残りのうちの一方の端子が第3の信号線に接
続され、他方の端子が第6の信号線に接続された第3の
Nチャネルトランジスタ、および、ゲート端子が第2の
信号線に接続され、残りのうちの一方の端子が第4の信
号線に接続され、他方の端子が第5の信号線に接続され
た第4のNチャネルトランジスタをそれぞれ有し、選択
手段に、ゲート端子が第3の計算回路の第1および第4
のNチャネルトランジスタの他方の端子に接続され、残
りのうちの一方の端子が第4の入力の一方の信号線に接
続され、他方の端子が出力の一方の信号線に接続された
第5のNチャネルトランジスタ、ゲート端子が第3の計
算回路の第1および第4のNチャネルトランジスタの他
方の端子に接続され、残りのうちの一方の端子が第4の
入力の他方の信号線に接続され、他方の端子が出力の他
方の信号線に接続された第6のNチャネルトランジス
タ、ゲート端子が第3の計算回路の第2および第3のN
チャネルトランジスタの他方の端子に接続され、残りの
うちの一方の端子が、入力された第1のキャリーの一方
の信号線に接続され、他方の端子が出力の一方の信号線
に接続された第7のNチャネルトランジスタ、および、
ゲート端子が第3の計算回路の第2および第3のNチャ
ネルトランジスタの他方の端子に接続され、残りのうち
の一方の端子が、入力された第1のキャリーの他方の信
号線に接続され、他方の端子が出力の他方の信号線に接
続された第8のNチャネルトランジスタを有したもので
ある。
【0016】この発明に係る4−2コンプレッサ回路
は、第1のキャリーの値が所定の値である場合、第1の
キャリーの信号を接地電圧で出力し、第1のキャリーの
値が前記所定の値ではない場合、第1のキャリーの信号
を、電源電圧とNチャネルトランジスタのゲート・ソー
ス間しきい電圧との差の電圧で出力するものである。
【0017】この発明に係る4−2コンプレッサ回路
は、第4の計算回路の第1および第2のNチャネルトラ
ンジスタのゲート端子、並びに、第4の計算回路の第3
および第4のNチャネルトランジスタのゲート端子のう
ちの電圧が高い方の電圧を電源電圧に保持し、第7およ
び第8のNチャネルトランジスタに接続された第1のキ
ャリーの信号線のうちの電圧が高い方の電圧を、電源電
圧とNチャネルトランジスタのゲート・ソース間しきい
電圧との差の電圧に保持する電圧保持手段を備えるもの
である。
【0018】この発明に係る4−2コンプレッサ回路
は、選択手段の第5および第6のNチャネルトランジス
タのゲート端子、並びに、選択手段の第7および第8の
Nチャネルトランジスタのゲート端子のうちの電圧が高
い方の電圧を電源電圧に保持し、第4の計算回路の第3
の信号線および第4の信号線のうちの電圧が高い方の電
圧を、電源電圧とNチャネルトランジスタのゲート・ソ
ース間しきい電圧との差の電圧に保持する電圧保持手段
を備えるものである。
【0019】この発明に係る4−2コンプレッサ回路
は、第1〜第4の計算回路および選択手段の入力または
出力の2本の信号線の電圧を電源電圧にプリチャージす
るプリチャージ手段を備えるものである。
【0020】この発明に係る4−2コンプレッサ回路
は、4つの入力のうちの第1の入力の値が0であり、か
つ第2の入力の値が1である場合に、第1の入力の値を
1に変換するとともに、第2の入力の値を0に変換する
入力値変換手段と、第1の入力の値と第2の入力の値と
の排他的論理和を計算し、4つの入力のうちの第3の入
力の値と第4の入力の値との排他的論理和を計算し、そ
れらの排他的論理和の排他的論理和を計算し、その排他
的論理和と入力された第1のキャリーとの排他的論理和
を加算の結果として計算する加算手段と、第2の入力の
値、第3の入力の値および第4の入力の値に基づいて第
1のキャリーを計算するキャリー計算手段と、第3の入
力の値と第4の入力の値との排他的論理和の値に応じ
て、第1の入力、および、第1の入力の値と第2の入力
の値との排他的論理和のいずれかを選択する第1の選択
手段と、第3の入力の値と第4の入力の値との排他的論
理和の値に応じて、第2の入力および所定の固定値のい
ずれかを選択する第2の選択手段と、入力された第1の
キャリーの値に応じて、第1の選択手段により選択され
たもの、および第2の選択手段により選択されたものの
いずれかを第2のキャリーとして出力する第3の選択手
段とを備えるものである。
【0021】この発明に係る4−2コンプレッサ回路
は、4つの入力のうちの第1の入力の値が0であり、か
つ第2の入力の値が1である場合に、第1の入力の値を
1に変換するとともに、第2の入力の値を0に変換する
入力値変換手段と、第1の入力の値と第2の入力の値と
の排他的論理和を計算し、第1の入力の値と第2の入力
の値との排他的論理和と、入力された第1のキャリーと
の排他的論理和を計算し、その排他的論理和と、第3の
入力の値と第4の入力の値との排他的論理和との排他的
論理和を加算の結果として計算する加算手段と、第2の
入力の値、第3の入力の値および第4の入力の値に基づ
いて第1のキャリーを計算するキャリー計算手段と、入
力された第1のキャリーの値に応じて、第1の入力およ
び第2の入力のいずれかを選択する第4の選択手段と、
入力された第1のキャリーの値に応じて、第1の入力の
値と第2の入力の値との排他的論理和、および、所定の
固定値のいずれかを選択する第5の選択手段と、第3の
入力の値と第4の入力の値との排他的論理和の値に応じ
て、第4の選択手段により選択されたもの、および第5
の選択手段により選択されたもののいずれかを第2のキ
ャリーとして出力する第6の選択手段とを備えるもので
ある。
【0022】この発明に係る乗算器は、4つの入力のう
ちの第1の入力の値が0であり、かつ第2の入力の値が
1である場合に、第1の入力の値を1に変換するととも
に、第2の入力の値を0に変換する入力値変換手段と、
4つの入力および下位ビット側から入力される第1のキ
ャリーのうち、いずれか2つの値の第1の排他的論理和
を計算し、その第1の排他的論理和および残りの3つの
値のうちのいずれか2つの値の第2の排他的論理和を計
算し、その第2の排他的論理和および残りの2つの値の
うちのいずれか2つの値の第3の排他的論理和を計算
し、その第3の排他的論理和と残りの1つの値との排他
的論理和を加算の結果として計算する加算手段と、4つ
の入力のうちの第3の入力の値、第1の入力の値および
第2の入力の値に基づいて第1のキャリーを計算するキ
ャリー計算手段と、4つの入力のうちの2つの値の排他
的論理和と残りの2つの値の排他的論理和との排他的論
理和の値に応じて、下位ビット側から入力される第1の
キャリーおよび第4の入力のいずれかを第2のキャリー
に選択し、出力する選択手段とを4−2コンプレッサ回
路に備えるものである。
【0023】この発明に係る乗算器は、4つの入力のう
ちの第1の入力の値が0であり、かつ第2の入力の値が
1である場合に、第1の入力の値を1に変換するととも
に、第2の入力の値を0に変換する入力値変換手段と、
第1の入力の値と第2の入力の値との排他的論理和を計
算し、4つの入力のうちの第3の入力の値と第4の入力
の値との排他的論理和を計算し、それらの排他的論理和
の排他的論理和を計算し、その排他的論理和と下位ビッ
ト側から入力される第1のキャリーとの排他的論理和を
加算の結果として計算する加算手段と、第2の入力の
値、第3の入力の値および第4の入力の値に基づいて第
1のキャリーを計算するキャリー計算手段と、第3の入
力の値と第4の入力の値との排他的論理和の値に応じ
て、第1の入力、および、第1の入力の値と第2の入力
の値との排他的論理和のいずれかを選択する第1の選択
手段と、第3の入力の値と第4の入力の値との排他的論
理和の値に応じて、第2の入力および所定の固定値のい
ずれかを選択する第2の選択手段と、下位ビット側から
入力される第1のキャリーの値に応じて、第1の選択手
段により選択されたもの、および第2の選択手段により
選択されたもののいずれかを第2のキャリーとして出力
する第3の選択手段とを4−2コンプレッサ回路に備え
るものである。
【0024】この発明に係る乗算器は、4つの入力のう
ちの第1の入力の値が0であり、かつ第2の入力の値が
1である場合に、第1の入力の値を1に変換するととも
に、第2の入力の値を0に変換する入力値変換手段と、
第1の入力の値と第2の入力の値との排他的論理和を計
算し、第1の入力の値と第2の入力の値との排他的論理
和と、下位ビット側から入力される第1のキャリーとの
排他的論理和を計算し、その排他的論理和と、第3の入
力の値と第4の入力の値との排他的論理和との排他的論
理和を加算の結果として計算する加算手段と、第2の入
力の値、第3の入力の値および第4の入力の値に基づい
て第1のキャリーを計算するキャリー計算手段と、下位
ビット側から入力される第1のキャリーの値に応じて、
第1の入力および第2の入力のいずれかを選択する第4
の選択手段と、下位ビット側から入力される第1のキャ
リーの値に応じて、第1の入力の値と第2の入力の値と
の排他的論理和、および、所定の固定値のいずれかを選
択する第5の選択手段と、第3の入力の値と第4の入力
の値との排他的論理和の値に応じて、第4の選択手段に
より選択されたもの、および第5の選択手段により選択
されたもののいずれかを第2のキャリーとして出力する
第6の選択手段とを4−2コンプレッサ回路に備えるも
のである。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1による
4−2コンプレッサ回路の構成を示す回路図である。こ
の4−2コンプレッサ回路は、例えば、乗算器において
部分積ごとにかつ被乗数のビットごとにアレイ状に配置
され、4つの入力、および被乗数の下位ビット側の4−
2コンプレッサ回路から入力される第1のキャリーを加
算し、その加算の結果とその加算により発生した第1お
よび第2のキャリーを出力するものである。
【0026】図において、1は、入力端子IN3H,I
N3Lを介して相補的な値の2つの信号として入力値変
換回路6に供給された入力(第2の入力)を、そのまま
の値または入力値変換回路6により変換された値で供給
され、その入力の値と、入力端子IN1H,IN1Lを
介して相補的な値の2信号として供給された入力(第3
の入力)の値との排他的論理和を計算し、その計算結果
を、相補的な値の2信号としてEXOR回路3に出力す
るEXOR回路(加算手段、第1の計算回路)である。
【0027】なお、入力端子IN1L,IN2L,IN
3L,IN4L,CINLを介して入力される信号、お
よび出力端子SOL,COL,COTLを介して出力さ
れる信号は、それぞれ、入力端子IN1H,IN2H,
IN3H,IN4H,CINHを介して入力される信
号、および出力端子SOH,COH,COTHを介して
出力される信号に対して相補的な値を有する信号であ
る。すなわち、一方の信号の値の反転値が他方の信号の
値と同一になっている。
【0028】EXOR回路1において、1Aは、ゲート
端子が入力値変換回路6からの第1の信号線に接続さ
れ、残りのうちの一方の端子が入力端子IN1Hからの
第3の信号線に接続され、他方の端子がEXOR回路3
への第5の信号線に接続された第1のNチャネルトラン
ジスタであり、1Bは、ゲート端子が入力値変換回路6
からの第2の信号線に接続され、残りのうちの一方の端
子が入力端子IN1Hからの第3の信号線に接続され、
他方の端子がEXOR回路3への第6の信号線に接続さ
れた第3のNチャネルトランジスタであり、1Cは、ゲ
ート端子が入力値変換回路6からの第1の信号線に接続
され、残りのうちの一方の端子が入力端子IN1Lから
の第4の信号線に接続され、他方の端子がEXOR回路
3への第6の信号線に接続された第2のNチャネルトラ
ンジスタであり、1Dは、ゲート端子が入力値変換回路
6からの第2の信号線に接続され、残りのうちの一方の
端子が入力端子IN1Lからの第4の信号線に接続さ
れ、他方の端子がEXOR回路3への第5の信号線に接
続された第4のNチャネルトランジスタである。
【0029】2は、EXOR回路1と同様に4つのNチ
ャネルトランジスタ2A〜2Dで構成され、入力端子I
N4H,IN4Lを介して相補的な値の2信号として入
力値変換回路6に供給された入力(第1の入力)を、そ
のままの値または入力値変換回路6により変換された値
で供給され、その入力の値と、入力端子IN2H,IN
2Lを介して相補的な値の2信号として供給された入力
(第4の入力)の値との排他的論理和を計算し、その計
算結果を、相補的な値の2信号としてEXOR回路3に
出力するEXOR回路(加算手段、第2の計算回路)で
ある。
【0030】3は、EXOR回路1と同様に4つのNチ
ャネルトランジスタ3A〜3Dで構成され、相補的な値
の2信号であるEXOR回路1の出力と、相補的な値の
2信号であるEXOR回路2の出力との排他的論理和を
計算し、その計算結果を、相補的な値の2信号としてE
XOR回路4およびセレクタ回路5に出力するEXOR
回路(加算手段、第3の計算回路)である。
【0031】4は、EXOR回路1と同様に4つのNチ
ャネルトランジスタ4A〜4Dで構成され、相補的な値
の2信号であるEXOR回路3の出力と、入力端子CI
NH,CINLを介して相補的な値の2信号として供給
された第1のキャリーとの排他的論理和を計算し、その
計算結果を、相補的な値の2信号としてインバータ回路
15,16に出力するEXOR回路(加算手段、第4の
計算回路)である。
【0032】5は、相補的な値の2信号であるEXOR
回路3の出力の値に応じて、入力端子IN2H,IN2
Lを介して相補的な値の2信号として供給された入力、
および、入力端子CINH,CINLを介して相補的な
値の2信号として供給された第1のキャリーのいずれか
を選択し、選択したものをインバータ回路17,18に
出力するセレクタ回路(選択手段)である。
【0033】セレクタ回路5において、5Aは、ゲート
端子がEXOR回路3の第1のNチャネルトランジスタ
3Aおよび第4のNチャネルトランジスタ3Dに接続さ
れ、残りのうちの一方の端子が入力端子IN2Hからの
信号線に接続され、他方の端子がインバータ回路17へ
の信号線に接続された第5のNチャネルトランジスタで
あり、5Bは、ゲート端子がEXOR回路3の第2のN
チャネルトランジスタ3Cおよび第3のNチャネルトラ
ンジスタ3Bに接続され、残りのうちの一方の端子が、
第1のキャリーを入力される入力端子CINHからの信
号線に接続され、他方の端子がインバータ回路17への
信号線に接続された第7のNチャネルトランジスタであ
り、5Cは、ゲート端子がEXOR回路3の第1のNチ
ャネルトランジスタ3Aおよび第4のNチャネルトラン
ジスタ3Dに接続され、残りのうちの一方の端子が入力
端子IN2Lからの信号線に接続され、他方の端子がイ
ンバータ回路18への信号線に接続された第6のNチャ
ネルトランジスタであり、5Dは、ゲート端子がEXO
R回路3の第2のNチャネルトランジスタ3Cおよび第
3のNチャネルトランジスタ3Bに接続され、残りのう
ちの一方の端子が、第1のキャリーを入力される入力端
子CINLからの信号線に接続され、他方の端子がイン
バータ回路18への信号線に接続された第8のNチャネ
ルトランジスタである。
【0034】6は、入力端子IN3H,IN3Lを介し
て4つの入力のうちの1つを供給され、入力端子IN4
H,IN4Lを介して4つの入力のうちの他の1つを供
給され、入力端子IN3Hを介して供給された値が0で
あり、かつ入力端子IN4Hを介して供給された値が1
である場合、それぞれの入力の値を反転させて、入力端
子IN3H,IN3Lを介して供給された入力の反転後
の値をEXOR回路1およびキャリー生成回路14に出
力し、入力端子IN4H,IN4Lを介して供給された
入力の反転後の値をEXOR回路2およびキャリー生成
回路14に出力し、一方、入力端子IN3Hを介して供
給された値が0ではないか、あるいは入力端子IN4H
を介して供給された値が1ではない場合、入力端子IN
3H,IN3Lを介して供給された入力の値をそのまま
EXOR回路1およびキャリー生成回路14に出力し、
入力端子IN4H,IN4Lを介して供給された入力の
値をそのままEXOR回路2およびキャリー生成回路1
4に出力する入力値変換回路(入力値変換手段)であ
る。
【0035】入力値変換回路6において、6Aは、ゲー
ト端子が入力端子IN4Lに接続され、残りのうちの一
方の端子が入力端子IN3Hに接続され、他方の端子が
EXOR回路1の第1のNチャネルトランジスタ1Aお
よび第2のNチャネルトランジスタ1Cのゲート端子に
接続されたNチャネルトランジスタであり、6Bは、ゲ
ート端子が入力端子IN4Lに接続され、残りのうちの
一方の端子が入力端子IN3Lに接続され、他方の端子
がEXOR回路1の第3のNチャネルトランジスタ1B
および第4のNチャネルトランジスタ1Dのゲート端子
に接続されたNチャネルトランジスタであり、6Cは、
ゲート端子が入力端子IN3Hに接続され、残りのうち
の一方の端子が入力端子IN4Hに接続され、他方の端
子がEXOR回路2のNチャネルトランジスタ2B,2
Dのゲート端子に接続されたNチャネルトランジスタで
あり、6Dは、ゲート端子が入力端子IN3Hに接続さ
れ、残りのうちの一方の端子が入力端子IN4Lに接続
され、他方の端子がEXOR回路2のNチャネルトラン
ジスタ2A,2Cのゲート端子に接続されたNチャネル
トランジスタである。
【0036】また、6Eは、ゲート端子が入力端子IN
4Hに接続され、残りのうちの一方の端子が電源に接続
され、他方の端子がNチャネルトランジスタ6Aの他方
の端子に接続されたNチャネルトランジスタであり、6
Fは、ゲート端子が入力端子IN4Hに接続され、残り
のうちの一方の端子が接地され、他方の端子がNチャネ
ルトランジスタ6Bの他方の端子に接続されたNチャネ
ルトランジスタであり、6Gは、ゲート端子が入力端子
IN3Lに接続され、残りのうちの一方の端子が接地さ
れ、他方の端子がNチャネルトランジスタ6Cの他方の
端子に接続されたNチャネルトランジスタであり、6H
は、ゲート端子が入力端子IN3Lに接続され、残りの
うちの一方の端子が電源に接続され、他方の端子がNチ
ャネルトランジスタ6Dの他方の端子に接続されたNチ
ャネルトランジスタである。
【0037】7は、EXOR回路2の出力である2本の
信号線の間に設けられ、2本の信号線のうち電圧の高い
方の電圧を、電源電圧にプルアップする電圧補償回路で
ある。電圧補償回路7において、7Aは、ゲート端子が
一方の信号線に接続され、ソース端子が電源に接続さ
れ、ドレイン端子が他方の信号線に接続されたPチャネ
ルトランジスタであり、7Bは、ゲート端子がPチャネ
ルトランジスタ7Aのドレイン端子に接続され、ソース
端子が電源に接続され、ドレイン端子がPチャネルトラ
ンジスタ7Aのゲート端子に接続されたPチャネルトラ
ンジスタである。
【0038】8〜13は、電圧補償回路7と同様に構成
され、EXOR回路3、EXOR回路4、入力値変換回
路6、セレクタ回路5、およびキャリー生成回路14の
出力に設けられた電圧補償回路である。
【0039】14は、入力端子IN3H,IN3Lを介
して相補的な値の2つの信号として入力値変換回路6に
供給された入力を、そのままの値または入力値変換回路
6により変換された値で供給されるとともに、入力端子
IN4H,IN4Lを介して相補的な値の2つの信号と
して入力値変換回路6に供給された入力を、そのままの
値または入力値変換回路6により変換された値で供給さ
れ、それらの入力の値、および入力端子IN1H,IN
1Lを介して相補的な値の2信号として供給された入力
の値に基づいて第1のキャリーを計算し、相補的な値の
2信号として出力端子COTH,COTLを介して出力
するキャリー生成回路(キャリー計算手段)である。
【0040】キャリー生成回路14において、14A
は、ゲート端子が入力値変換回路6のNチャネルトラン
ジスタ6Aに接続され、残りのうちの一方の端子が入力
端子IN1Hに接続され、他方の端子がNチャネルトラ
ンジスタ14Bに接続されたNチャネルトランジスタで
あり、14Bは、ゲート端子が入力値変換回路6のNチ
ャネルトランジスタ6Dに接続され、残りのうちの一方
の端子がNチャネルトランジスタ14Aに接続され、他
方の端子が出力端子COTHに接続されたNチャネルト
ランジスタであり、14Cは、ゲート端子が入力値変換
回路6のNチャネルトランジスタ6Dに接続され、残り
のうちの一方の端子がNチャネルトランジスタ14Dに
接続され、他方の端子が出力端子COTHに接続された
Nチャネルトランジスタであり、14Dは、ゲート端子
が入力値変換回路6のNチャネルトランジスタ6Bに接
続され、残りのうちの一方の端子が接地され、他方の端
子がNチャネルトランジスタ14Cに接続されたNチャ
ネルトランジスタである。
【0041】また、14Eは、ゲート端子が入力値変換
回路6のNチャネルトランジスタ6Aに接続され、残り
のうちの一方の端子が入力端子IN1Lに接続され、他
方の端子がNチャネルトランジスタ14Fに接続された
Nチャネルトランジスタであり、14Fは、ゲート端子
が入力値変換回路6のNチャネルトランジスタ6Dに接
続され、残りのうちの一方の端子がNチャネルトランジ
スタ14Eに接続され、他方の端子が出力端子COTL
に接続されたNチャネルトランジスタであり、14G
は、ゲート端子が入力値変換回路6のNチャネルトラン
ジスタ6Cに接続され、残りのうちの一方の端子がNチ
ャネルトランジスタ14Hに接続され、他方の端子が出
力端子COTLに接続されたNチャネルトランジスタで
あり、14Hは、ゲート端子が入力値変換回路6のNチ
ャネルトランジスタ6Aに接続され、残りのうちの一方
の端子が接地され、他方の端子がNチャネルトランジス
タ14Gに接続されたNチャネルトランジスタである。
【0042】15は、EXOR回路4のNチャネルトラ
ンジスタ4B,4Cに接続され、EXOR回路4からの
出力値を反転させた値を、第1のキャリーと4つの入力
の加算の結果である相補的な値の2信号のうちの一方と
して、出力端子SOLを介して出力するインバータ回路
であり、16は、EXOR回路4のNチャネルトランジ
スタ4A,4Dに接続され、EXOR回路4からの出力
値を反転させた値を、第1のキャリーと4つの入力の加
算の結果である相補的な値の2信号のうちの他方とし
て、出力端子SOHを介して出力するインバータ回路で
ある。
【0043】17は、セレクタ回路5の第5のNチャネ
ルトランジスタ5Aおよび第7のNチャネルトランジス
タ5Bに接続され、セレクタ回路5からの出力値を反転
させた値を、第2のキャリーである相補的な値の2信号
のうちの一方として、出力端子COLを介して出力する
インバータ回路であり、18は、セレクタ回路5の第6
のNチャネルトランジスタ5Cおよび第8のNチャネル
トランジスタ5Dに接続され、セレクタ回路5からの出
力値を反転させた値を、第2のキャリーである相補的な
値の2信号のうちの他方として、出力端子COHを介し
て出力するインバータ回路である。
【0044】なお、乗算器において、被乗数のビット方
向に4−2コンプレッサ回路同士が接続される場合、例
えば、出力端子COTHは入力端子CINHに接続さ
れ、出力端子COTLは入力端子CINLに接続され、
乗数のビット方向に4−2コンプレッサ回路同士が接続
される場合、例えば、出力端子SOHは入力端子IN1
Hに接続され、出力端子SOLは入力端子IN1Lに接
続され、出力端子COHは入力端子IN2Hに接続さ
れ、出力端子COLは入力端子IN2Lに接続される。
【0045】次に動作について説明する。図2は、実施
の形態1による4−2コンプレッサ回路の入力の値と出
力の値との関係を説明する図である。
【0046】まず、図2に示すように、相補的な値を有
する2つの信号として入力端子IN3H,IN3Lを介
して供給される入力のうちの入力端子IN3Hを介して
供給された値が0であり、かつ、入力端子IN4H,I
N4Lを介して供給される入力のうちの入力端子IN4
Hを介して供給された値が1である場合、入力値変換回
路6は、それぞれの入力の値を反転させて、入力端子I
N3H,IN3Lを介して供給された入力の反転後の値
(図中のIN3H’)をEXOR回路1およびキャリー
生成回路14に出力し、入力端子IN4H,IN4Lを
介して供給された入力の反転後の値(図中のIN4
H’)をEXOR回路2およびキャリー生成回路14に
出力する。一方、入力端子IN3Hを介して供給された
値が0ではないか、あるいは、入力端子IN4Hを介し
て供給された値が1ではない場合、入力値変換回路6
は、入力端子IN3H,IN3Lを介して供給された入
力の値をそのままEXOR回路1およびキャリー生成回
路14に出力し、入力端子IN4H,IN4Lを介して
供給された入力の値をそのままEXOR回路2およびキ
ャリー生成回路14に出力する。
【0047】なお、ここでは、入力端子IN3Hを介し
て供給される入力の値が0であり、かつ、入力端子IN
4Hを介して供給される入力の値が1である場合、入力
端子IN3H,IN3Lを介して供給される入力および
入力端子IN4H,IN4Lを介して供給される入力の
値が反転されるようにしたが、4つの入力のうちの2つ
の入力の値が0と1である場合に、その2つの入力の値
を反転させても、4つの入力を加算した値は変わらない
ので、特に問題は生じない。
【0048】EXOR回路1は、このようにして値が入
力値変換回路6により適宜変換された、入力端子IN3
H,IN3Lを介して供給される入力を供給され、入力
端子IN1H,IN1Lを介して4つの入力のうちの1
つを供給されるとともに、これらの2つの入力の排他的
論理和を計算し、その計算結果をEXOR回路3に出力
する。EXOR回路2は、同様に、値が入力値変換回路
6より適宜変換された、入力端子IN4H,IN4Lを
介して供給される入力を供給され、入力端子IN2H,
IN2Lを介して4つの入力のうちの1つを供給され、
これらの2つの入力の排他的論理和を計算し、その計算
結果をEXOR回路3に出力する。
【0049】EXOR回路3は、EXOR回路1の出力
とEXOR回路2の出力との排他的論理和を計算し、そ
の計算結果を、EXOR回路4およびセレクタ回路5に
出力する。そして、EXOR回路4は、EXOR回路3
の出力と、入力端子CINH,CINLを介して供給さ
れた第1のキャリーとの排他的論理和を計算し、その計
算結果を、第1のキャリーと4つの入力の5値の加算の
結果としてインバータ回路15,16に出力する。イン
バータ回路15,16は、それらの値を反転させた後、
反転後の値を出力端子SOL,SOHを介して出力す
る。なお、図中のSOHは、出力端子SOHを介して出
力される値を表している。
【0050】なお、インバータ回路15,16により加
算の結果の値が反転されるが、本来、EXOR回路4の
Nチャネルトランジスタ4A,4Dの出力値は、4つの
入力のうちの入力端子IN1H,IN2H,IN3H,
IN4Hを介して供給される入力の値に対応して計算さ
れた値であり、また、EXOR回路4のNチャネルトラ
ンジスタ4B,4Cの出力値は、4つの入力のうちの入
力端子IN1L,IN2L,IN3L,IN4Lを介し
て供給される入力の値に対応して計算された値であるの
で、EXOR回路4のNチャネルトランジスタ4B,4
Cの出力値を、インバータ回路16により反転した後に
出力端子SOHを介して、4つの入力のうちの入力端子
IN1H,IN2H,IN3H,IN4Hを介して供給
される入力の値に対応する値として出力し、EXOR回
路4のNチャネルトランジスタ4A,4Dの出力値を、
インバータ回路15により反転した後に出力端子SOL
を介して、4つの入力のうちの入力端子IN1L,IN
2L,IN3L,IN4Lを介して供給される入力の値
に対応する値として出力しても、EXOR回路4により
計算された値が実質的にはそのまま出力される。したが
って、インバータ回路15,16を取り除き、出力端子
SOLと出力端子SOHとを入れ替えるようにしてもよ
い。
【0051】このようにして、EXOR回路1〜4によ
り、第1のキャリーと4つの入力の5値の加算の結果が
計算され、出力端子SOH,SOLを介して出力され
る。
【0052】一方、セレクタ回路5は、EXOR回路3
の出力の値に応じて、入力端子IN2H,IN2Lを介
して供給された入力、および、入力端子CINH,CI
NLを介して第1のキャリーのいずれかを選択し、選択
したものを第2のキャリーとしてインバータ回路17,
18に出力する。インバータ回路17,18は、それら
の値を反転させた後、反転後の値を出力端子COL,C
OHを介して出力する。なお、図中のCOHは、出力端
子COHを介して出力される値を表している。
【0053】なお、インバータ回路17,18により第
2のキャリーの結果の値が反転されるが、本来、セレク
タ回路5の第5のNチャネルトランジスタ5Aまたは第
7のNチャネルトランジスタ5Bの出力値は、入力端子
IN2Hまたは入力端子CINHを介して供給される入
力の値であり、また、セレクタ回路5の第6のNチャネ
ルトランジスタ5Cまたは第8のNチャネルトランジス
タ5Dの出力値は、入力端子IN2Lまたは入力端子C
INLを介して供給される入力の値であり、さらに、出
力端子COH,COLを介して出力される値が互いに相
補的であるので、セレクタ回路5の第6のNチャネルト
ランジスタ5Cまたは第8のNチャネルトランジスタ5
Dの出力値を、インバータ回路18により反転した後に
出力端子COHを介して、入力端子IN2Lまたは入力
端子CINLを介して供給される入力の値に対応する値
として出力し、セレクタ回路5の第5のNチャネルトラ
ンジスタ5Aおよび第7のNチャネルトランジスタ5B
の出力値を、インバータ回路17により反転した後に出
力端子COLを介して、入力端子IN2Hまたは入力端
子CINHを介して供給される入力の値に対応する値と
して出力しても、セレクタ回路5により選択された値が
実質的にはそのまま出力される。したがって、インバー
タ回路17,18を取り除き、出力端子COLと出力端
子COHとを入れ替えるようにしてもよい。
【0054】このようにして、セレクタ回路5により、
4つの入力のうちの2つの排他的論理和と4つの入力の
うちの残りの2つの排他的論理和との排他的論理和の値
に応じて、入力端子CINH,CINLを介して供給さ
れる第1のキャリーの値または入力端子IN2H,IN
2Lを介して供給される入力の値のいずれかに設定され
た第2のキャリーの値が、出力端子COH,COLを介
して出力される。すなわち、入力端子IN1H,IN2
H,IN3H,IN4Hを介して入力される値の排他的
論理和の値が1である場合、入力端子CINH,CIN
Lを介して供給された第1のキャリーの値が第2のキャ
リーの値に選択され、入力端子IN1H,IN2H,I
N3H,IN4Hを介して入力される値の排他的論理和
の値が0である場合、入力端子IN2H,IN2Lを介
して供給された入力の値が第2のキャリーの値に選択さ
れる。
【0055】また、キャリー生成回路14は、値が入力
値変換回路6より適宜変換された、入力端子IN3H,
IN3Lを介して供給される入力および入力端子IN4
H,IN4Lを介して供給される入力を供給され、それ
らの2つの入力に対する値、および入力端子IN1H,
IN1Lを介して供給された入力に基づいて第1のキャ
リーを計算し、出力端子COTH,COTLを介して出
力する。すなわち、入力端子IN3Hを介して入力され
る値が1であり、入力端子IN4Hを介して入力される
値が1である場合、第1のキャリーの値は1になり、入
力端子IN3Hを介して入力される値が0であり、入力
端子IN4Hを介して入力される値が0である場合、第
1のキャリーの値は0になり、その他の場合、第1のキ
ャリーの値は、入力端子IN1Hを介して入力される値
と同一の値になる。このとき、第1のキャリーの値は、
図2に示すように、入力端子IN2H,IN2Lを介し
て供給される入力に依存しない。なお、図中のCOTH
は、出力端子COTHを介して出力される値を表してい
る。
【0056】このようにして、キャリー生成回路14に
より、第1のキャリーの値が計算され、出力端子COT
H,COTLを介して出力される。
【0057】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、入力端子IN3Hを介して供給された値が0であ
り、かつ、入力端子IN4Hを介して供給された値が1
である場合、入力端子IN3H,IN3Lおよび入力端
子IN4H,IN4Lを介して供給された入力の値を反
転させるようにして、4つの入力の値の組合せ数を減少
させたので、4つの入力と第1のキャリーの5値を加算
する回路、第1のキャリーを計算する回路、および第2
のキャリーを計算する回路の構成を簡単化し、それらの
値の計算を高速に実行することができるという効果が得
られる。
【0058】なお、例えば後述のブースシフタなどによ
り生成され、入力端子IN3H,IN3Lおよび入力端
子IN4H,IN4Lを介して供給される部分積の入力
の値は、前段の4−2コンプレッサ回路より入力端子I
N1H,IN1Lおよび入力端子IN2H,IN2Lを
介して供給される入力の値より早いタイミングで確定す
るので、入力値変換回路6による計算に起因して遅延時
間が発生することはほとんどない。
【0059】実施の形態2.図3は、この発明の実施の
形態2による4−2コンプレッサ回路の構成を示す回路
図である。実施の形態2による4−2コンプレッサ回路
は、実施の形態1による4−2コンプレッサ回路の電圧
補償回路13を取り除くとともに、EXOR回路4をE
XOR回路21に置き換えたものである。
【0060】図において、21は、EXOR回路1と同
様に4つのNチャネルトランジスタ21A〜21Dで構
成され、相補的な値の2信号であるEXOR回路3の出
力を供給され、その値と、入力端子CINH,CINL
を介して相補的な値の2信号として供給された第1のキ
ャリーとの排他的論理和を計算し、その計算結果を、第
1のキャリーと4つの入力の5値の加算の結果としてイ
ンバータ回路15,16に出力するEXOR回路であ
る。
【0061】EXOR回路21において、21Aは、ゲ
ート端子がEXOR回路3からの第1の信号線に接続さ
れ、残りのうちの一方の端子が入力端子CINHからの
第3の信号線に接続され、他方の端子がインバータ回路
16への第5の信号線に接続された第1のNチャネルト
ランジスタであり、21Bは、ゲート端子がEXOR回
路3からの第2の信号線に接続され、残りのうちの一方
の端子が入力端子CINHからの第3の信号線に接続さ
れ、他方の端子がインバータ回路15への第6の信号線
に接続された第3のNチャネルトランジスタであり、2
1Cは、ゲート端子がEXOR回路3からの第1の信号
線に接続され、残りのうちの一方の端子が入力端子CI
NLからの第4の信号線に接続され、他方の端子がイン
バータ回路15への第6の信号線に接続された第2のN
チャネルトランジスタであり、21Dは、ゲート端子が
EXOR回路3からの第2の信号線に接続され、残りの
うちの一方の端子が入力端子CINLからの第4の信号
線に接続され、他方の端子がインバータ回路16への第
5の信号線に接続された第4のNチャネルトランジスタ
である。
【0062】この実施の形態2による4−2コンプレッ
サ回路におけるその他の構成要素については、実施の形
態1のものと同様であるので、その説明を省略する。
【0063】次に動作について説明する。図4は、EX
OR回路21の入力側(すなわちキャリー生成回路14
の出力側)の相補的な信号のうちの一方の信号の高電圧
から低電圧へ変化するときの電圧の変化と、EXOR回
路21の出力側の相補的な信号のうちの一方の信号の高
電圧から低電圧へ変化するときの電圧の変化との関係の
一例を示す図である。図5は、キャリー生成回路14の
出力側に電圧補償回路13が設けられている場合の、E
XOR回路21の入力側(すなわちキャリー生成回路1
4の出力側)の相補的な信号のうちの一方の信号の高電
圧から低電圧へ変化するときの電圧の変化と、EXOR
回路21の出力側の相補的な信号のうちの一方の信号の
高電圧から低電圧へ変化するときの電圧の変化との関係
の一例を示す図である。
【0064】この実施の形態2による4−2コンプレッ
サ回路においては、実施の形態1における電圧補償回路
13が取り除かれているので、出力端子COTH,CO
TLおよび入力端子CINT,CINLに接続される信
号線の電圧のうちの高い方の電圧が電源電圧までプルア
ップされず、例えば図4に示すように、電源電圧からN
チャネルトランジスタ21A,21B,21C,21D
のゲート・ソース間のしきい電圧だけ低い電圧になる。
すなわち、出力端子COTH,COTLが他の4−2コ
ンプレッサ回路の入力端子CINH,CINLに接続さ
れるので、出力端子COTH,COTLおよび入力端子
CINH,CINLを介して授受される第1のキャリー
である相補的な2つの信号のうち電圧の高いものの電圧
値は、電圧補償回路9によりプルアップされた電源電圧
値からNチャネルトランジスタ21A,21B,21
C,21Dのゲート・ソース間のしきい電圧だけ低い電
圧値になる。
【0065】そして、第1のキャリーの値が変化する場
合、第1のキャリーを表す相補的な2つの信号のうち電
圧の高い方の電圧値は、例えば図4に示すように、電源
電圧からNチャネルトランジスタ21A,21B,21
C,21Dのゲート・ソース間のしきい電圧だけ低い電
圧値から接地電圧に向けて減少していくので、EXOR
回路21のNチャネルトランジスタ21AおよびNチャ
ネルトランジスタ21Cのうちのいずれかの状態が、第
1のキャリーの値が変化するタイミングから遅延時間が
発生することなく、オフ状態からオン状態へ変化する。
【0066】すなわち、キャリー生成回路14の出力側
に電圧補償回路13が設けられている場合、第1のキャ
リーである相補的な2つの信号のうち電圧の高いものの
電圧値は、例えば図5に示すように、電源電圧から接地
電圧に向けて減少していくので、EXOR回路21のN
チャネルトランジスタ21A,21B,21C,21D
のうちのいずれかの状態がオフ状態からオン状態へ変化
するまでに、第1のキャリーの値が変化したタイミング
から、その電圧値が電源電圧よりNチャネルトランジス
タ21A,21Cのゲート・ソース間のしきい電圧以上
低下するまでの遅延時間が生じてしまう。なお、この遅
延時間は、電圧補償回路13が設けられている場合、第
1のキャリーの値が変化するときには、相補的な2つの
信号のいずれかにおいて常に生じてしまうものである。
【0067】なお、その他の動作については、実施の形
態1のものと同様であり、実施の形態2による4−2コ
ンプレッサ回路の入力の値と出力の値との関係も実施の
形態1のもの(図2)と同様であるので、それらの説明
を省略する。
【0068】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、出力端子COTH,COTLおよび入力端子CIN
T,CINLに接続される信号線の電圧のうちの高い方
の電圧が電源電圧までプルアップされず、電源電圧から
Nチャネルトランジスタ21A,21B,21C,21
Dのゲート・ソース間のしきい電圧だけ低い値になるよ
うにしたので、Nチャネルトランジスタのスイッチング
の遅延時間を減少させ、計算速度を向上させることがで
きるという効果が得られる。
【0069】実施の形態3.図6は、この発明の実施の
形態3による4−2コンプレッサ回路の構成を示す回路
図である。実施の形態3による4−2コンプレッサ回路
は、実施の形態1による4−2コンプレッサ回路の電圧
補償回路8,13を取り除くとともに、電圧分離回路3
1,32を設けたものである。
【0070】図において、31は、入力端子CINH,
CINLとEXOR回路4との間に設けられ、出力側
(EXOR回路4側)の2つの信号線のうちの電圧が高
い方の電圧を電源電圧にプルアップし、入力側(入力端
子CINH,CINL側)の信号線のうち、電圧が高い
方の電圧をプルアップしない電圧分離回路(電圧保持手
段)である。
【0071】電圧分離回路31において、31Aは、ゲ
ート端子が電源に接続され、残りのうちの一方の端子が
入力端子CINHに接続され、他方の端子がEXOR回
路4のNチャネルトランジスタ4B,4Dのゲート端子
に接続されたNチャネルトランジスタであり、31B
は、ゲート端子が電源に接続され、残りのうちの一方の
端子が入力端子CINLに接続され、他方の端子がEX
OR回路4のNチャネルトランジスタ4A,4Cのゲー
ト端子に接続されたNチャネルトランジスタであり、3
1Cは、ゲート端子がNチャネルトランジスタ31Bの
他方の端子に接続され、ソース端子が電源に接続され、
ドレイン端子がNチャネルトランジスタ31Aの他方の
端子に接続されたPチャネルトランジスタであり、31
Dは、ゲート端子がPチャネルトランジスタ31Cのド
レイン端子に接続され、ソース端子が電源に接続され、
ドレイン端子がPチャネルトランジスタ31Cのゲート
端子に接続されたPチャネルトランジスタである。な
お、Pチャネルトランジスタ31C,31Dは、電圧補
償回路7などと同様の電圧補償回路を構成している。
【0072】32は、電圧分離回路31と同様に構成さ
れ、EXOR回路3とセレクタ回路5との間に設けら
れ、出力側(セレクタ回路5側)の2つの信号線のうち
の電圧が高い方の電圧を電源電圧にプルアップし、入力
側(EXOR回路3側)の信号線のうち、電圧が高い方
の電圧をプルアップしない電圧分離回路(電圧保持手
段)である。
【0073】なお、セレクタ回路5の第5のNチャネル
トランジスタ5Aおよび第6のNチャネルトランジスタ
5Cのゲート端子並びに第7のNチャネルトランジスタ
5Bおよび第8のNチャネルトランジスタ5Dのゲート
端子は電圧分離回路32の出力側に接続され、第7のN
チャネルトランジスタ5Bの残りのうちの一方の端子は
入力端子CINHに接続され、第8のNチャネルトラン
ジスタ5Dの残りのうちの一方の端子は入力端子CIN
Lに接続されている。
【0074】この実施の形態3による4−2コンプレッ
サ回路におけるその他の構成要素については、実施の形
態1のものと同様であるので、その説明を省略する。
【0075】次に動作について説明する。この実施の形
態3による4−2コンプレッサ回路においては、実施の
形態1における電圧補償回路8,13が取り除かれてい
るとともに、電圧分離回路31,32が設けられている
ので、EXOR回路3からEXOR回路4への2本の信
号のうちの電圧の高い方の電圧、および、入力端子CI
NH,CINLからセレクタ回路5への2本の信号線の
うちの電圧の高い方の電圧は電源電圧にプルアップされ
ない。したがって、実施の形態2において説明したよう
に、EXOR回路3からEXOR回路4への出力の値が
変化するときに発生する遅延時間、およびセレクタ回路
5への第1のキャリーの値が変化するときに発生する遅
延時間が抑制される。
【0076】なお、その他の動作については、実施の形
態1のものと同様であり、実施の形態3による4−2コ
ンプレッサ回路の入力の値と出力の値との関係も実施の
形態1のもの(図2)と同様であるので、それらの説明
を省略する。
【0077】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、入力側の信号をプルアップせずに、出力側の信号線
のうちの電圧の高い方の電圧のみを電源電圧にプルアッ
プする電圧分離回路をEXOR回路4およびセレクタ回
路5のゲート入力(Nチャネルトランジスタのゲートに
供給される入力)に設けたので、ゲート入力以外の入力
の2本の信号線のうちの電圧の高い方の電圧は電源電圧
にプルアップされず、実施の形態2と同様に、Nチャネ
ルトランジスタのスイッチングの遅延時間を減少させ、
計算速度を向上させることができるという効果が得られ
る。
【0078】実施の形態4.図7は、この発明の実施の
形態4による4−2コンプレッサ回路の構成を示す回路
図である。実施の形態4による4−2コンプレッサ回路
は、実施の形態1による4−2コンプレッサ回路に、プ
リチャージ回路41〜45およびNチャネルトランジス
タ46〜49を設けたものである。
【0079】図において、41は、EXOR回路2の出
力の2本の信号線の間に設けられ、プリチャージ入力端
子EQUを介して入力されるプリチャージ入力の値が0
である場合に、EXOR回路2の出力の2本の信号線の
電圧を電源電圧にプリジャージするプリチャージ回路
(プリチャージ手段)である。プリチャージ回路41に
おいて、41Aおよび41Bは、ゲート端子がプリチャ
ージ入力端子EQUに接続され、残りのうちの一方の端
子が電源に接続され、他方の端子がいずれかの信号線に
それぞれ接続されたPチャネルトランジスタである。
【0080】42は、プリチャージ回路41と同様に2
つのPチャネルトランジスタ42A,42Bで構成さ
れ、EXOR回路3の出力の2本の信号線の間の設けら
れ、プリチャージ入力端子EQUを介して入力されるプ
リチャージ入力の値が0である場合に、その2本の信号
線の電圧を電源電圧にプリジャージするプリチャージ回
路(プリチャージ手段)であり、43は、プリチャージ
回路41と同様に2つのPチャネルトランジスタ43
A,43Bで構成され、入力端子CINH,CINLか
らEXOR回路4への2本の信号線の間の設けられ、プ
リチャージ入力端子EQUを介して入力されるプリチャ
ージ入力の値が0である場合に、その2本の信号線の電
圧を電源電圧にプリジャージするプリチャージ回路(プ
リチャージ手段)である。
【0081】44は、プリチャージ回路41と同様に2
つのPチャネルトランジスタ44A,44Bで構成さ
れ、EXOR回路4の出力の2本の信号線の間の設けら
れ、プリチャージ入力端子EQUを介して入力されるプ
リチャージ入力の値が0である場合に、その2本の信号
線の電圧を電源電圧にプリジャージするプリチャージ回
路(プリチャージ手段)であり、45は、プリチャージ
回路41と同様に2つのPチャネルトランジスタ45
A,45Bで構成され、セレクタ回路5の出力の2本の
信号線の間の設けられ、プリチャージ入力端子EQUを
介して入力されるプリチャージ入力の値が0である場合
に、その2本の信号線の電圧を電源電圧にプリジャージ
するプリチャージ回路(プリチャージ手段)である。
【0082】46は、ゲート端子がプリチャージ入力端
子EQUに接続され、残りのうちの一方の端子が入力端
子IN1Hに接続され、他方の端子がEXOR回路1の
第1のNチャネルトランジスタ1A、第3のNチャネル
トランジスタ1B、およびキャリー生成回路14のNチ
ャネルトランジスタ14Aに接続されたNチャネルトラ
ンジスタであり、47は、ゲート端子がプリチャージ入
力端子EQUに接続され、残りのうちの一方の端子が入
力端子IN1Lに接続され、他方の端子がEXOR回路
1の第2のNチャネルトランジスタ1C、第4のNチャ
ネルトランジスタ1D、およびキャリー生成回路14の
Nチャネルトランジスタ14Eに接続されたNチャネル
トランジスタである。
【0083】48は、ゲート端子がプリチャージ入力端
子EQUに接続され、残りのうちの一方の端子が入力端
子IN2Hに接続され、他方の端子がEXOR回路2の
Nチャネルトランジスタ2A,2Bおよびセレクタ回路
5の第5のNチャネルトランジスタ5Aに接続されたN
チャネルトランジスタであり、49は、ゲート端子がプ
リチャージ入力端子EQUに接続され、残りのうちの一
方の端子が入力端子IN2Lに接続され、他方の端子が
EXOR回路2のNチャネルトランジスタ2C,2Dお
よびセレクタ回路5の第6のNチャネルトランジスタ5
Cに接続されたNチャネルトランジスタである。
【0084】この実施の形態4による4−2コンプレッ
サ回路におけるその他の構成要素については、実施の形
態1のものと同様であるので、その説明を省略する。
【0085】次に動作について説明する。初期状態にお
いては、値が0のプリチャージ入力がプリチャージ入力
端子EQUを介して、プリチャージ回路41〜45およ
びNチャネルトランジスタ46〜49に供給される。こ
の状態では、EXOR回路2〜4、セレクタ回路5の出
力、および入力端子CINH,CINLからEXOR回
路4への第1のキャリーの入力の2本の信号線の電圧が
電源電圧にプリチャージされる。このとき出力端子SO
H,SOLを介して値がともに0である2つの信号が4
つの入力の加算の結果として他の4−2コンプレッサ回
路の入力端子IN1H,IN1Lに対して出力されると
ともに、出力端子COH,COLを介して値がともに0
である2つの信号が第2のキャリーとして他の4−2コ
ンプレッサ回路の入力端子IN2H,IN2Lに対して
出力されるが、Nチャネルトランジスタ46〜49はオ
フ状態であり、それらの値は、EXOR回路1,2、セ
レクタ回路5およびキャリー生成回路14に伝達されな
いので、特に問題は生じない。
【0086】そして、入力端子IN1H,IN1L,I
N2H,IN2Lを介して入力が供給される直前に、プ
リチャージ入力の値を0から1へ変化させる。例えば、
図示せぬ所定の回路を設けて、入力端子IN1H,IN
1Lまたは入力端子IN2H,IN2Lに接続された前
段の4−2コンプレッサ回路による計算が開始されたタ
イミングでプリチャージ入力の値を0から1へ変化させ
る。そして、入力が供給されると、その値に応じて、プ
リチャージされていた2本の信号線のうちの1本の電圧
が電源電圧から接地電圧へ変化する。
【0087】その後の動作については、実施の形態1の
ものと同様であり、実施の形態4による4−2コンプレ
ッサ回路の入力の値と出力の値との関係も実施の形態1
のもの(図2)と同様であるので、それらの説明を省略
する。
【0088】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、入力端子IN1H,IN1L,IN2H,IN2L
を介して入力が供給される直前まで2本の信号線の電圧
が電源電圧にプルアップされ、入力の供給に伴い、2本
の信号線のうちの1本の電圧が電源電圧から接地電圧へ
変化するようにしたので、比較的に時間を要する接地電
圧から電源電圧への変化が起こらず、各回路の出力の値
が確定するまでの時間を短縮することができるという効
果が得られる。
【0089】なお、プリチャージする電圧は電源電圧に
限定されず、例えば、電源電圧と接地電圧との中間電圧
に信号線をプリチャージするようにしてもよい。その場
合、一方の信号線の電圧が中間電圧から電源電圧に変化
し、他方の信号線の電圧が中間電圧から接地電圧に変化
するので、中間電圧にプリチャージするようにしても、
各回路の出力の値が確定するまでの時間を短縮すること
ができるという効果が得られる。
【0090】実施の形態5.図8は、この発明の実施の
形態5による4−2コンプレッサ回路の構成を示す回路
図である。図において、51は、入力値変換回路6と同
様に、8つのNチャネルトランジスタ51A〜51Hで
構成され、入力端子IN3H,IN3Lを介して4つの
入力のうちの1つを供給され、入力端子IN4H,IN
4Lを介して4つの入力のうちの他の1つを供給され、
入力端子IN3Hを介して供給された値が0であり、か
つ入力端子IN4Hを介して供給された値が1である場
合、それぞれの入力の値を反転させて、入力端子IN3
H,IN3Lを介して供給された入力の反転後の値をE
XOR回路54およびセレクタ回路61に出力し、入力
端子IN4H,IN4Lを介して供給された入力の反転
後の値をEXOR回路54、キャリー生成回路57およ
びセレクタ回路60に出力し、一方、入力端子IN3H
を介して供給された値が0ではないか、あるいは入力端
子IN4Hを介して供給された値が1ではない場合、入
力端子IN3H,IN3Lを介して供給された入力の値
をそのままEXOR回路54およびセレクタ回路61に
出力し、入力端子IN4H,IN4Lを介して供給され
た入力の値をそのままEXOR回路54、キャリー生成
回路57およびセレクタ回路60に出力する入力値変換
回路(入力値変換手段)である。
【0091】54は、EXOR回路1と同様に4つのN
チャネルトランジスタ54A〜54Dで構成され、入力
端子IN3H,IN3Lを介して相補的な値の2つの信
号として入力値変換回路51に供給された入力を、その
ままの値または入力値変換回路51により変換された値
で供給されるとともに、入力端子IN4H,IN4Lを
介して相補的な値の2つの信号として入力値変換回路5
1に供給された入力を、そのままの値または入力値変換
回路51により変換された値で供給され、それらの値の
排他的論理和を計算し、その計算結果を、相補的な値の
2信号としてEXOR回路59およびセレクタ回路60
に出力するEXOR回路(加算手段)である。
【0092】55は、EXOR回路1と同様に4つのN
チャネルトランジスタ55A〜55Dで構成され、入力
端子IN1H,IN1Lを介して相補的な値の2信号と
して供給された入力と、入力端子IN2H,IN2Lを
介して相補的な値の2信号として供給された入力との排
他的論理和を計算し、その計算結果を、相補的な値の2
信号として、キャリー生成回路57、EXOR回路5
9、セレクタ回路60およびセレクタ回路61に出力す
るEXOR回路(加算手段)である。
【0093】59は、EXOR回路1と同様に4つのN
チャネルトランジスタ59A〜59Dで構成され、相補
的な値の2信号であるEXOR回路54の出力と、相補
的な値の2信号であるEXOR回路55の出力との排他
的論理和を計算し、その計算結果を、相補的な値の2信
号としてEXOR回路62に出力するEXOR回路(加
算手段)である。
【0094】62は、EXOR回路1と同様に4つのN
チャネルトランジスタ62A〜62Dで構成され、相補
的な値の2信号であるEXOR回路59の出力と、入力
端子CINH,CINLを介して相補的な値の2信号と
して供給された第1のキャリーとの排他的論理和を計算
し、その計算結果を、相補的な値の2信号としてインバ
ータ回路66,67に出力するEXOR回路(加算手
段)である。
【0095】57は、入力端子IN4H,IN4Lを介
して相補的な値の2つの信号として入力値変換回路51
に供給された入力を、そのままの値または入力値変換回
路51により変換された値で供給されるとともに、EX
OR回路55の出力を供給され、それらの値、並びに、
入力端子IN1H,IN1Lを介して相補的な値の2信
号として供給された入力、および入力端子IN2H,I
N2Lを介して相補的な値の2信号として供給された入
力に基づいて第1のキャリーを計算し、相補的な値の2
信号として出力端子COTH,COTLを介して出力す
るキャリー生成回路(キャリー計算手段)である。
【0096】キャリー生成回路57においては、57A
は、ゲート端子がEXOR回路55のNチャネルトラン
ジスタ55A,55Dに接続され、残りのうちの一方の
端子が入力値変換回路51のNチャネルトランジスタ5
1Cに接続され、他方の端子が出力端子COTHに接続
されたNチャネルトランジスタであり、57Bは、ゲー
ト端子が入力端子IN2Lに接続され、残りのうちの一
方の端子がNチャネルトランジスタ57Cに接続され、
他方の端子が出力端子COTHに接続されたNチャネル
トランジスタであり、57Cは、ゲート端子が入力端子
IN1Lに接続され、残りのうちの一方の端子が接地さ
れ、他方の端子がNチャネルトランジスタ57Bに接続
されたNチャネルトランジスタである。
【0097】57Dは、ゲート端子がEXOR回路55
のNチャネルトランジスタ55A,55Dに接続され、
残りのうちの一方の端子が入力値変換回路51のNチャ
ネルトランジスタ51Dに接続され、他方の端子が出力
端子COTLに接続されたNチャネルトランジスタであ
り、57Eは、ゲート端子が入力端子IN2Hに接続さ
れ、残りのうちの一方の端子がNチャネルトランジスタ
57Fに接続され、他方の端子が出力端子COTLに接
続されたNチャネルトランジスタであり、57Fは、ゲ
ート端子が入力端子IN1Hに接続され、残りのうちの
一方の端子が接地され、他方の端子がNチャネルトラン
ジスタ57Eに接続されたNチャネルトランジスタであ
る。
【0098】60は、セレクタ回路5と同様に4つのN
チャネルトランジスタ60A〜60Dで構成され、入力
端子IN4H,IN4Lを介して相補的な値の2つの信
号として入力値変換回路51に供給された入力を、その
ままの値または入力値変換回路51により変換された値
で供給され、その入力の値、およびEXOR回路54の
相補的な値の2信号である出力のいずれかを、相補的な
値の2信号であるEXOR回路55の出力の値に応じて
選択し、選択したものをセレクタ回路63に出力するセ
レクタ回路(第1の選択手段)である。
【0099】61は、セレクタ回路5と同様に4つのN
チャネルトランジスタ61A〜61Dで構成され、入力
端子IN3H,IN3Lを介して相補的な値の2つの信
号として入力値変換回路51に供給された入力を、その
ままの値または入力値変換回路51により変換された値
で供給され、その入力の値、および所定の固定値のいず
れかを、相補的な値の2信号であるEXOR回路55の
出力の値に応じて選択し、選択したものをセレクタ回路
63に出力するセレクタ回路(第2の選択手段)であ
る。
【0100】63は、セレクタ回路5と同様に4つのN
チャネルトランジスタ63A〜63Dで構成され、セレ
クタ回路60からの相補的な値の2つの信号およびセレ
クタ回路61からの相補的な値の2つの信号のいずれか
を、入力端子CINH,CINLを介して相補的な値の
2つの信号として入力される第1のキャリーの値に応じ
て選択し、選択したものをインバータ回路68,69に
出力するセレクタ回路(第3の選択手段)である。
【0101】52,53,58,64および65は、電
圧補償回路7と同様に構成され、入力値変換回路51、
キャリー生成回路57、EXOR回路62、およびセレ
クタ回路63の出力に設けられた電圧補償回路である。
【0102】66は、EXOR回路62のNチャネルト
ランジスタ62B,62Cに接続され、EXOR回路6
2からの出力値を反転させた値を、4つの入力と第1の
キャリーの加算の結果である相補的な値の2信号のうち
の一方として、出力端子SOLを介して出力するインバ
ータ回路であり、67は、EXOR回路62のNチャネ
ルトランジス62A,62Dに接続され、EXOR回路
62からの出力値を反転させた値を、4つの入力と第1
のキャリーの加算の結果である相補的な値の2信号のう
ちの他方として、出力端子SOHを介して出力するイン
バータ回路である。
【0103】68は、セレクタ回路63のNチャネルト
ランジスタ63A,63Bに接続され、セレクタ回路6
3からの出力値を反転させた値を、第2のキャリーであ
る相補的な値の2信号のうちの一方として、出力端子C
OHを介して出力するインバータ回路であり、69は、
セレクタ回路63のNチャネルトランジスタ63C,6
3Dに接続され、セレクタ回路63からの出力値を反転
させた値を、第2のキャリーである相補的な値の2信号
のうちの他方として、出力端子COLを介して出力する
インバータ回路である。
【0104】なお、乗算器において、被乗数のビット方
向に4−2コンプレッサ回路同士が接続される場合、例
えば、出力端子COTHは入力端子CINHに接続さ
れ、出力端子COTLは入力端子CINLに接続され、
乗数のビット方向に4−2コンプレッサ回路同士が接続
される場合、例えば、出力端子SOHは入力端子IN1
Hに接続され、出力端子SOLは入力端子IN1Lに接
続され、出力端子COHは入力端子IN2Hに接続さ
れ、出力端子COLは入力端子IN2Lに接続される。
【0105】次に動作について説明する。図9は、実施
の形態5による4−2コンプレッサ回路の入力の値と出
力の値との関係を説明する図である。
【0106】まず、図9に示すように、相補的な値を有
する2つの信号として入力端子IN3H,IN3Lを介
して供給される入力のうちの入力端子IN3Hを介して
供給された値が0であり、かつ、入力端子IN4H,I
N4Lを介して供給される入力のうちの入力端子IN4
Hを介して供給された値が1である場合、入力値変換回
路51は、それぞれの入力の値を反転させて、入力端子
IN3H,IN3Lを介して供給された入力の反転後の
値(図中のIN3H’)をEXOR回路54およびセレ
クタ回路61に出力し、入力端子IN4H,IN4Lを
介して供給された入力の反転後の値(図中のIN4
H’)をEXOR回路54、キャリー生成回路57およ
びセレクタ回路60に出力する。一方、入力端子IN3
Hを介して供給された値が0ではないか、あるいは、入
力端子IN4Hを介して供給された値が1ではない場
合、入力値変換回路51は、入力端子IN3H,IN3
Lを介して供給された入力の値をそのままEXOR回路
54およびセレクタ回路61に出力し、入力端子IN4
H,IN4Lを介して供給された入力の値をそのままE
XOR回路54、キャリー生成回路57およびセレクタ
回路60に出力する。
【0107】EXOR回路54は、このようにして値が
入力値変換回路51より適宜変換された、入力端子IN
3H,IN3Lを介して供給される入力、および入力端
子IN4H,IN4Lを介して供給される入力を供給さ
れ、これらの2つの入力の排他的論理和を計算し、その
計算結果をEXOR回路59およびセレクタ回路60に
出力する。なお、図中のAは、その計算結果のうちのN
チャネルトランジスタ54C,54Bの出力値を表して
いる。
【0108】一方、EXOR回路55は、入力端子IN
1H,IN1Lを介して供給される入力と、入力端子I
N2H,IN2Lを介して供給される入力との排他的論
理和を計算し、その計算結果をキャリー生成回路57、
EXOR回路59、セレクタ回路60およびセレクタ回
路61に出力する。
【0109】そして、EXOR回路59は、EXOR回
路54の出力とEXOR回路55の出力との排他的論理
和を計算し、その計算結果を、EXOR回路62に出力
する。EXOR回路62は、EXOR回路59の出力
と、入力端子CINH,CINLを介して供給された第
1のキャリーとの排他的論理和を計算し、その計算結果
を、第1のキャリーと4つの入力の5値の加算の結果と
して、相補的な値の2信号としてインバータ回路66,
67に出力する。インバータ回路66,67は、それら
の値を反転させた後、反転後の値を出力端子SOL,S
OHを介して出力する。なお、図中のSOHは、出力端
子SOHを介して出力される値を表している。
【0110】なお、インバータ回路66,67により加
算の結果の値が反転されるが、本来、EXOR回路62
のNチャネルトランジスタ62B,62Cの出力値は、
4つの入力のうちの入力端子IN1H,IN2H,IN
3H,IN4Hを介して供給される入力の値に対応して
計算された値であり、また、EXOR回路62のNチャ
ネルトランジスタ62A,62Dの出力値は、4つの入
力のうちの入力端子IN1L,IN2L,IN3L,I
N4Lを介して供給される入力の値に対応して計算され
た値であるので、EXOR回路62のNチャネルトラン
ジスタ62A,62Dの出力値を、インバータ回路67
により反転した後に出力端子SOHを介して、4つの入
力のうちの入力端子IN1H,IN2H,IN3H,I
N4Hを介して供給される入力の値に対応する値として
出力し、EXOR回路62のNチャネルトランジスタ6
2B,62Cの出力値を、インバータ回路66により反
転した後に出力端子SOLを介して、4つの入力のうち
の入力端子IN1L,IN2L,IN3L,IN4Lを
介して供給される入力の値に対応する値として出力して
も、EXOR回路62により計算された値が実質的には
そのまま出力される。したがって、インバータ回路6
6,67を取り除き、出力端子SOLと出力端子SOH
とを入れ替えるようにしてもよい。
【0111】このようにして、EXOR回路54,5
5,59,62により、第1のキャリーと4つの入力の
5値の加算の結果が計算され、出力端子SOH,SOL
を介して出力される。
【0112】一方、セレクタ回路60は、値が入力値変
換回路51により適宜変換された、入力端子IN4H,
IN4Lを介して供給される入力を供給され、その入力
の値、およびEXOR回路54の出力のいずれかを、E
XOR回路55の出力の値に応じて選択し、選択したも
のをセレクタ回路63に出力する。なお、図中のC0
は、Nチャネルトランジスタ60A,60Bの出力の値
を表している。
【0113】セレクタ回路61は、値が入力値変換回路
51により適宜変換された、入力端子IN3H,IN3
Lを介して供給される入力を供給され、その入力の値、
および、所定の固定値のいずれかを、EXOR回路55
の出力の値に応じて選択し、選択したものをセレクタ回
路63に出力する。なお、図中のC1は、Nチャネルト
ランジスタ61A,61Bの出力の値を表している。
【0114】セレクタ回路63は、セレクタ回路60か
らの値およびセレクタ回路61からの値のいずれかを、
入力端子CINH,CINLを介して入力される第1の
キャリーの値に応じて選択し、選択したものを第2のキ
ャリーとしてインバータ回路68,69に出力する。イ
ンバータ回路68,69は、それらの値を反転させた
後、反転後の値を第2のキャリーとして出力端子CO
L,COHを介して出力する。
【0115】なお、インバータ回路68,69によりセ
レクタ回路63の出力値が反転されるが、本来、セレク
タ回路63のNチャネルトランジスタ63C,63Dの
出力値は、4つの入力のうちの入力端子IN1H,IN
2H,IN3H,IN4Hを介して供給される入力の値
に対応して計算された値であり、また、セレクタ回路6
3のNチャネルトランジスタ63A,63Bの出力値
は、4つの入力のうちの入力端子IN1L,IN2L,
IN3L,IN4Lを介して供給される入力の値に対応
して計算された値であるので、セレクタ回路63のNチ
ャネルトランジスタ63A,63Bの出力値を、インバ
ータ回路68により反転した後に出力端子COHを介し
て、4つの入力のうちの入力端子IN1H,IN2H,
IN3H,IN4Hを介して供給される入力の値に対応
する値として出力し、セレクタ回路63のNチャネルト
ランジスタ63C,63Dの出力値を、インバータ回路
69により反転した後に出力端子COLを介して、4つ
の入力のうちの入力端子IN1L,IN2L,IN3
L,IN4Lを介して供給される入力の値に対応する値
として出力しても、セレクタ回路63により選択された
値が実質的にはそのまま出力される。したがって、イン
バータ回路68,69を取り除き、出力端子COLと出
力端子COHとを入れ替えるようにしてもよい。
【0116】このようにして、セレクタ回路60,6
1,63により、第2のキャリーの値が設定され、出力
端子COH,COLを介して出力される。
【0117】また、キャリー生成回路57は、値が入力
値変換回路51より適宜変換された、入力端子IN4
H,IN4Lを介して供給される入力、EXOR回路5
5の出力、入力端子IN1H,IN1Lを介して供給さ
れた入力、および入力端子IN2H,IN2Lを介して
入力に基づいて第1のキャリーを計算し、出力端子CO
TH,COTLを介して出力する。すなわち、入力端子
IN1Hを介して入力される値が1であり、入力端子I
N2Hを介して入力される値が1である場合、第1のキ
ャリーの値は1になり、入力端子IN1Hを介して入力
される値が0であり、入力端子IN2Hを介して入力さ
れる値が0である場合、第1のキャリーの値は0にな
り、その他の場合、第1のキャリーの値は、入力端子I
N4Hを介して入力される値と同一の値になる。このと
き、第1のキャリーの値は、図9に示すように、入力端
子IN3H,IN3Lを介して供給される入力に依存し
ない。なお、図中のCOTHは、出力端子COTHを介
して出力される値を表している。
【0118】このようにして、キャリー生成回路57に
より、第1のキャリーの値が計算され、出力端子COT
H,COTLを介して出力される。
【0119】以上のように、この実施の形態5によれ
ば、実施の形態1による効果と同様の効果が得られると
ともに、入力端子IN3H,IN3Lを介して供給され
た入力と入力端子IN4H,IN4Lを介して供給され
た入力との排他的論理和を計算した後に、その排他的論
理和EXOR1と、入力端子IN1H,IN1Lを介し
て供給された入力と入力端子IN2H,IN2Lを介し
て供給された入力との排他的論理和EXOR2との排他
的論理和EXOR3を計算するとともに、その排他的論
理和EXOR2の値に応じてセレクタ回路60,61の
出力の値が確定され、その後に、第1のキャリーの値と
その排他的論理和EXOR3との排他的論理和を、第1
のキャリーと4つの入力の5値を加算した結果として出
力するとともに、その第1のキャリーの値に応じてセレ
クタ回路60の出力またはセレクタ回路61の出力を第
2のキャリーとして出力するようにしたので、入力端子
IN3H,IN3Lおよび入力端子IN4H,IN4L
を介して供給された入力、入力端子IN1H,IN1L
および入力端子IN2H,IN2Lを介して供給された
入力、第1のキャリーの順番で値が確定する場合、値が
確定するタイミングが早い入力に関する計算を先に実行
することができ、入力の値の確定時刻のばらつきに起因
する遅延時間を低減して計算速度を向上することができ
るという効果が得られる。
【0120】なお、この実施の形態5による4−2コン
プレッサ回路に、実施の形態3と同様に電圧分離回路を
設けたり、実施の形態4と同様にプリチャージ回路を設
けるようにしてもよい。このようにすることにより、実
施の形態3や実施の形態4と同様の効果を得ることがで
きる。
【0121】実施の形態6.図10は、この発明の実施
の形態6による4−2コンプレッサ回路の構成を示す回
路図である。図において、71は、EXOR回路1と同
様に4つのNチャネルトランジスタ71A〜71Dで構
成され、相補的な値の2信号であるEXOR回路54の
出力と、入力端子CINH,CINLを介して相補的な
値の2信号として供給された第1のキャリーとの排他的
論理和を計算し、その計算結果を、相補的な値の2信号
としてEXOR回路74に出力するEXOR回路(加算
手段)であり、74は、EXOR回路1と同様に4つの
Nチャネルトランジスタ74A〜74Dで構成され、相
補的な値の2信号であるEXOR回路71の出力と、相
補的な値の2信号であるEXOR回路55の出力との排
他的論理和を計算し、その計算結果を、相補的な値の2
信号としてインバータ回路66,67に出力するEXO
R回路(加算手段)である。
【0122】72は、セレクタ回路5と同様に4つのN
チャネルトランジスタ72A〜72Dで構成され、相補
的な値の2つの信号であるEXOR回路54の出力、お
よび所定の固定値のいずれかを、入力端子CINH,C
INLを介して相補的な値の2信号として供給された第
1のキャリーの値に応じて選択し、選択したものをセレ
クタ回路75に出力するセレクタ回路(第5の選択手
段)である。
【0123】73は、セレクタ回路5と同様に4つのN
チャネルトランジスタ73A〜73Dで構成され、入力
端子IN3H,IN3Lを介して相補的な値の2つの信
号として入力値変換回路51に供給された入力を、その
ままの値または入力値変換回路51により変換された値
で供給されるとともに、入力端子IN4H,IN4Lを
介して相補的な値の2つの信号として入力値変換回路5
1に供給された入力を、そのままの値または入力値変換
回路51により変換された値で供給され、それらの値の
いずれかを、入力端子CINH,CINLを介して相補
的な値の2信号として入力された第1のキャリーの値に
応じて選択したものをセレクタ回路75に出力するセレ
クタ回路(第4の選択手段)である。
【0124】75は、セレクタ回路5と同様に4つのN
チャネルトランジスタ75A〜75Dで構成され、セレ
クタ回路72からの相補的な値の2つの信号およびセレ
クタ回路73からの相補的な値の2つの信号のいずれか
を、相補的な値の2信号であるEXOR回路55の出力
の値に応じて選択し、選択したものをインバータ回路6
8,69に出力するセレクタ回路(第6の選択手段)で
ある。
【0125】この実施の形態6による4−2コンプレッ
サ回路におけるその他の構成要素については、実施の形
態5のものと同様であるので、その説明を省略する。
【0126】次に動作について説明する。まず、相補的
な値を有する2つの信号として入力端子IN3H,IN
3Lを介して供給される入力のうちの入力端子IN3H
を介して供給された値が0であり、かつ、入力端子IN
4H,IN4Lを介して供給される入力のうちの入力端
子IN4Hを介して供給された値が1である場合、入力
値変換回路51は、それぞれの入力の値を反転させて、
入力端子IN3H,IN3Lを介して供給された入力の
反転後の値をEXOR回路54およびセレクタ回路73
に出力し、入力端子IN4H,IN4Lを介して供給さ
れた入力の反転後の値をEXOR回路54、キャリー生
成回路57およびセレクタ回路73に出力する。一方、
入力端子IN3Hを介して供給された値が0ではない
か、あるいは、入力端子IN4Hを介して供給された値
が1ではない場合、入力値変換回路51は、入力端子I
N3H,IN3Lを介して供給された入力の値をそのま
まEXOR回路54およびセレクタ回路73に出力し、
入力端子IN4H,IN4Lを介して供給された入力の
値をそのままEXOR回路54、キャリー生成回路57
およびセレクタ回路73に出力する。
【0127】EXOR回路54は、このようにして値が
入力値変換回路51より適宜変換された、入力端子IN
3H,IN3Lを介して供給される入力を供給されると
ともに、入力端子IN4H,IN4Lを介して供給され
る入力を供給され、これらの2つの入力の排他的論理和
を計算し、その計算結果をEXOR回路71およびセレ
クタ回路72に出力する。
【0128】一方、EXOR回路55は、入力端子IN
1H,IN1Lを介して供給される入力と、入力端子I
N2H,IN2Lを介して供給される入力との排他的論
理和を計算し、その計算結果をキャリー生成回路57、
EXOR回路74、セレクタ回路75に出力する。
【0129】そして、EXOR回路71は、EXOR回
路54の出力と、入力端子CINH,CINLを介して
入力された第1のキャリーとの排他的論理和を計算し、
その計算結果を、EXOR回路74に出力する。EXO
R回路74は、EXOR回路71の出力と、EXOR回
路55の出力との排他的論理和を計算し、その計算結果
を、第1のキャリーと4つの入力の5値の加算の結果と
して、かつ相補的な値の2信号としてインバータ回路6
6,67に出力する。インバータ回路66,67は、実
施の形態5と同様に、それらの値を反転させた後、反転
後の値を出力端子SOL,SOHを介して出力する。
【0130】このようにして、EXOR回路54,5
5,71,74により、第1のキャリーと4つの入力の
5値の加算の結果が計算され、出力端子SOH,SOL
を介して出力される。
【0131】一方、セレクタ回路73は、値が入力値変
換回路51により適宜変換された、入力端子IN3H,
IN3Lを介して供給される入力、および入力端子IN
4H,IN4Lを介して供給される入力を供給され、そ
れらの入力のいずれかを、入力端子CINH,CINL
を介して供給される第1のキャリーの値に応じて選択
し、選択したものをセレクタ回路75に出力する。
【0132】セレクタ回路72は、EXOR回路54の
出力、および、所定の固定値のいずれかを、入力端子C
INH,CINLを介して供給される第1のキャリーの
値に応じて選択し、選択したものをセレクタ回路75に
出力する。
【0133】セレクタ回路75は、セレクタ回路72か
らの値およびセレクタ回路73からの値のいずれかをE
XOR回路55の出力の値に応じて選択し、選択したも
のを第2のキャリーとしてインバータ回路68,69に
出力する。インバータ回路68,69は、実施の形態5
と同様に、それらの値を反転させた後、反転後の値を第
2のキャリーとして出力端子COL,COHを介して出
力する。
【0134】このようにして、セレクタ回路72,7
3,75により、第2のキャリーの値が設定され、出力
端子COH,COLを介して出力される。
【0135】また、キャリー生成回路57は、値が入力
値変換回路51より適宜変換された、入力端子IN4
H,IN4Lを介して供給される入力、EXOR回路5
5の出力、入力端子IN1H,IN1Lを介して供給さ
れた入力、および入力端子IN2H,IN2Lを介して
入力に基づいて第1のキャリーを計算し、出力端子CO
TH,COTLを介して出力する。なお、図中のCOT
Hは、出力端子COTHを介して出力される値を表して
いる。
【0136】このようにして、キャリー生成回路57に
より、第1のキャリーの値が計算され、出力端子COT
H,COTLを介して出力される。
【0137】なお、その他の動作については、実施の形
態5のものと同様であり、実施の形態6による4−2コ
ンプレッサ回路の入力の値と出力の値との関係も実施の
形態5のもの(図9)と同様であるので、それらの説明
を省略する。
【0138】以上のように、この実施の形態6によれ
ば、実施の形態1による効果と同様の効果が得られると
ともに、入力端子IN3H,IN3Lを介して供給され
た入力と入力端子IN4H,IN4Lを介して供給され
た入力との排他的論理和を計算した後に、その排他的論
理和EXOR1と入力された第1のキャリーの値との排
他的論理和EXOR2を計算するとともに、第1のキャ
リーの値に応じてセレクタ回路72,73の出力の値を
確定し、その後に、その排他的論理和EXOR2と、入
力端子IN1H,IN1Lを介して供給された入力と入
力端子IN2H,IN2Lを介して供給された入力との
排他的論理和EXOR3との排他的論理和を、第1のキ
ャリーと4つの入力の5値を加算した結果として出力す
るとともに、排他的論理和EXOR3の値に応じて、セ
レクタ回路72の出力またはセレクタ回路73の出力を
第2のキャリーとして出力するようにしたので、入力端
子IN3H,IN3Lおよび入力端子IN4H,IN4
Lを介して供給された入力、第1のキャリー、入力端子
IN1H,IN1Lおよび入力端子IN2H,IN2L
を介して供給された入力の順番で値が確定する場合、値
が確定するタイミングが早い入力に関する計算を先に実
行することができ、入力の値の確定時刻のばらつきに起
因する遅延時間を低減して計算速度を向上することがで
きるという効果が得られる。
【0139】なお、この実施の形態6による4−2コン
プレッサ回路に、実施の形態3と同様に電圧分離回路を
設けたり、実施の形態4と同様にプリチャージ回路を設
けるようにしてもよい。このようにすることにより、実
施の形態3や実施の形態4と同様の効果を得ることがで
きる。
【0140】実施の形態7.図11は、この発明の実施
の形態7による乗算器の構成を示す回路図である。実施
の形態7による乗算器は、上記実施の形態1から実施の
形態6のいずれかによる4−2コンプレッサ回路を使用
した乗算器である。
【0141】図11において、101は、乗数Yを供給
され、その乗数に対してブースエンコーディングを実行
し、乗数の各ビット毎にブースエンコーディング後の信
号を部分積生成部102に供給するブースエンコーダで
ある。なお、例えば2次のブースアルゴリズムに従って
エンコーディングを実行する場合、乗数をnビットとす
ると、([n/2]+1)個の信号からなるブースエン
コーディング信号が生成される。ただし、[]はガウス記
号である。102は、被乗数Xを供給されるとともに、
ブースエンコーダ101から乗数のブースエンコーディ
ング後の信号を供給され、それらに基づいて被乗数をシ
フタでシフトして部分積を生成し、その部分積を部分積
加算部103に出力する部分積生成部である。103
は、部分積生成部102より供給される部分積を加算し
て、被乗数Xと乗数Yとの積Z(=X×Y)を出力する
部分積加算部である。
【0142】図12は、ブースエンコーダに入力される
乗数のうちの隣接する3ビットに対してそれぞれ設けら
れているエンコーダ回路の一例を示す回路図である。第
iビットに対するブースエンコーダ回路101Aにおい
て、111は、入力端子ADHに供給される乗数の第
(i−1)ビットの値を反転し、反転した値をトランス
ミッションゲート114,116、OR回路120およ
びAND回路122に出力するインバータ回路であり、
112は、入力端子ANHに供給される乗数の第iビッ
トの値を反転し、反転した値をトランスミッションゲー
ト114〜117、OR回路120およびAND回路1
22に出力するインバータ回路であり、113は、入力
端子AUHに供給される乗数の第(i+1)ビットの値
を反転し、反転した値をNAND回路119およびAN
D回路122に出力するインバータ回路である。なお、
第(i−1)ビットは、第iビットより1ビットだけ下
位側のビットであり、第(i+1)ビットは、第iビッ
トより1ビットだけ上位側のビットである。
【0143】114は、入力端子ANHを介して供給さ
れる第iビットの値が0である場合にオン状態になり、
入力端子ADHを介して供給される第(i−1)ビット
の値のインバータ回路111による反転値をインバータ
回路125を出力し、第iビットの値が1である場合に
オフ状態になるトランスミッションゲートであり、11
5は、入力端子ANHを介して供給される第iビットの
値が1である場合にオン状態になり、入力端子ADHを
介して供給される第(i−1)ビットの値をインバータ
回路125を出力し、第iビットの値が0である場合に
オフ状態になるトランスミッションゲートである。
【0144】116は、入力端子ANHを介して供給さ
れる第iビットの値が1である場合にオン状態になり、
入力端子ADHを介して供給される第(i−1)ビット
の値のインバータ回路111による反転値をインバータ
回路126を出力し、第iビットの値が0である場合に
オフ状態になるトランスミッションゲートであり、11
7は、入力端子ANHを介して供給される第iビットの
値が0である場合にオン状態になり、入力端子ADHを
介して供給される第(i−1)ビットの値をインバータ
回路126を出力し、第iビットの値が1である場合に
オフ状態になるトランスミッションゲートである。
【0145】118は、入力端子ADHを介して供給さ
れる第(i−1)ビットの値と入力端子ANHを介して
供給される第iビットの値との論理和を計算し、NAN
D回路119に出力するOR回路であり、119は、入
力端子AUHを介して供給される第(i+1)ビットの
値のインバータ回路113による反転値と、OR回路1
18の出力との論理積の反転値を計算し、インバータ回
路127に出力するNAND回路である。
【0146】120は、入力端子ADHを介して供給さ
れる第(i−1)ビットの値のインバータ回路111に
よる反転値と、入力端子ANHを介して供給される第i
ビットの値のインバータ回路112による反転値との論
理和を計算し、NAND回路121に出力するOR回路
であり、121は、入力端子AUHを介して供給される
第(i+1)ビットの値と、OR回路120の出力との
論理積の反転値を計算し、インバータ回路128に出力
するNAND回路である。
【0147】122は、入力端子ADHを介して供給さ
れる第(i−1)ビットの値のインバータ回路111に
よる反転値と、入力端子ANHを介して供給される第i
ビットの値のインバータ回路112による反転値と、入
力端子AUHを介して供給される第(i+1)ビットの
値のインバータ回路113による反転値との論理積を計
算し、NOR回路124に出力するAND回路であり、
123は、入力端子ADHを介して供給される第(i−
1)ビットの値と、入力端子ANHを介して供給される
第iビットの値と、入力端子AUHを介して供給される
第(i+1)ビットの値との論理積を計算し、NOR回
路124に出力するAND回路であり、124は、AN
D回路122の出力とAND回路123の出力との論理
和の反転値を計算し、インバータ回路129に出力する
NOR回路である。
【0148】126は、トランスミッションゲート11
6またはトランスミッションゲート117を介して供給
される第(i−1)ビットの値またはその反転値の反転
値を計算し、乗数の第iビットの値との部分積を生成す
るときに被乗数の各ビットの値を1ビットだけ上位側に
シフトさせるか否かを示す信号として、出力端子X2を
介して出力するインバータ回路であり、125は、トラ
ンスミッションゲート114またはトランスミッション
ゲート115を介して供給される第(i−1)ビットの
値またはその反転値の反転値を計算し、インバータ回路
126から出力される信号に対して相補な値を有する信
号として、出力端子NX2を介して出力するインバータ
回路である。
【0149】128は、NAND回路121の出力の反
転値を計算し、乗数の第iビットの値との部分積を生成
するときに被乗数の各ビットの値を反転されるか否かを
示す信号として、出力端子NEGを介して出力するイン
バータ回路であり、127は、NAND回路119の出
力の反転値を計算し、インバータ回路128から出力さ
れる信号に対して相補的な値を有する信号として、出力
端子POSを介して出力するインバータ回路である。
【0150】129は、NOR回路124の出力の反転
値を計算し、乗数の第iビットの値との部分積を生成す
るときに被乗数の各ビットの値を0にするか否かを示す
信号として、出力端子ZEROを介して出力するインバ
ータ回路である。
【0151】図13は、乗算器の部分積生成部の構成例
を示すブロック図である。図13において、131は、
ブースエンコーダ101から乗数の第iビットに対応す
るブースエンコーディング後の信号を信号線134を介
して供給されるとともに、被乗数Xの第jビットの値を
信号線135を介して供給され、さらに、被乗数の隣接
下位ビット側のブースシフタ131で生成した隣接下位
ビットの被乗数の反転値と反転前の値との相補信号を信
号線133を介して供給され、それらの値に基づいて部
分積を計算するブースシフタである。ブースシフタ13
1は、乗数の各ビットについて被乗数のビット数だけア
レイ状に設けられている。なお、図中、信号線134
は、1本で描かれているが、実際にはエンコード後の5
つの信号を伝送するために5本設けられている。
【0152】132は、上記実施の形態1から実施の形
態6のいずれかによる4−2コンプレッサ回路であり、
各ブースシフタ131に対応してアレイ状に配置され、
ブースシフタ131から第1および第2の入力を、入力
端子IN4H,IN4L,IN3H,IN3Lを介して
供給され、乗数の下位ビット側の4−2コンプレッサ回
路132から第3および第4の入力を、入力端子IN1
H,IN1L,IN2H,IN2Lを介して供給され、
さらに、被乗数の下位ビット側の4−2コンプレッサ回
路132から入力される第1のキャリーを、入力端子C
INH,CINLを介して供給され、それらを加算し、
その加算の結果とその加算により発生した第2のキャリ
ーを乗数の上位ビット側へ出力端子SOH,SOL,C
OH,COLを介して出力するとともに、その加算によ
り発生した第1のキャリーを被乗数の上位ビット側へ出
力端子COTH,COTLを介して出力する。
【0153】図14は、図13の部分積生成部のブース
シフタの構成例を示す回路図である。図14において、
141は、入力端子BDを介して供給される被乗数の第
jビットの値を反転し、反転した値を、出力端子BDL
を介して上位側のブースシフタ131に出力するととも
に、インバータ回路142およびNチャネルトランジス
タ146に供給するインバータ回路であり、142は、
インバータ回路141の出力の値を反転し、反転した
値、すなわち被乗数の第jビットの値を、出力端子BD
Hを介して上位ビット側のブースシフタ131に出力す
るとともに、Nチャネルトランジスタ144に供給する
インバータ回路である。
【0154】143〜146は、ブースエンコーダ10
1のエンコーダ回路101Aの出力端子X2,NX2に
それぞれ接続された入力端子X2,NX2を介して供給
される信号に応じて、下位ビット側のブースシフタ13
1の出力端子BDH,BDLにそれぞれ接続された入力
端子BNH,BNLを介して供給される被乗数の第(j
−1)ビットの値、およびインバータ回路141,14
2の出力である被乗数の第jビットの値のいずれかを選
択し、選択したものを相補的な値の2信号として出力す
るセレクタ回路を構成するNチャネルトランジスタであ
る。
【0155】147〜150は、ブースエンコーダ10
1のエンコーダ回路101Aの出力端子NEG,POS
にそれぞれ接続された入力端子NEG,POSを介して
供給される信号に応じて、Nチャネルトランジスタ14
3〜146で構成されるセレクタ回路の出力の値を反転
させるEXOR回路を構成するNチャネルトランジスタ
である。
【0156】151および152は、ブースエンコーダ
101のエンコーダ回路101Aの出力端子ZEROに
接続された入力端子ZEROを介して供給される信号に
応じて、このブースシフタ131の出力値(出力端子B
Hを介して出力される値)を強制的に0に設定するNチ
ャネルトランジスタである。
【0157】153および154は、上述の電圧補償回
路と同様の電圧補償回路を構成するPチャネルトランジ
スタである。156および157は、Nチャネルトラン
ジスタ147〜150で構成されるEXOR回路の出力
である相補的な値を反転させ、反転した値を出力端子B
H,BLを介して4−2コンプレッサ132に出力する
インバータ回路である。
【0158】次に動作について説明する。まず、乗数Y
がブースエンコーダ101に供給されるとともに、被乗
数Xが部分積生成部102に供給される。ブースエンコ
ーダ101は、供給された乗数に対してブースエンコー
ディングを実行し、乗数の各ビット毎に、ブースエンコ
ーディング後の信号を部分積生成部102のブースシフ
タ131に供給する。
【0159】部分積生成部102において、被乗数の第
jビットのブースシフタ131は、被乗数の第jビット
の値に対して、ブースエンコーダ101からのブースエ
ンコーディング後の信号に基づいた処理(1ビットだけ
上位側にシフトする処理、値を反転する処理、または値
を0に設定する処理)を実行して部分積を生成し、その
部分積を4−2コンプレッサ回路132に供給する。
【0160】4−2コンプレッサ回路132は、上述の
ようにして、ブースシフタ131からの2入力および他
の4−2コンプレッサ回路132からの2入力を加算
し、その結果を次の4−2コンプレッサ回路132に出
力する。
【0161】このようにして、ブースシフタ131およ
び4−2コンプレッサ回路132により部分積が生成さ
れていき、最終段の4−2コンプレッサ回路132の出
力が部分積加算部103に出力される。このとき、1つ
の4−2コンプレッサ回路に入力される4つの値につい
て、回路の構成上、前段の4−2コンプレッサ回路13
2からの入力の2値よりブースシフタ131からの入力
の2値の方が早く確定する。
【0162】そして、部分積加算部103は、最終段の
4−2コンプレッサ回路132からの部分積を加算して
被乗数と乗数との積を計算し、出力する。
【0163】以上のように、この実施の形態7によれ
ば、乗算器の4−2コンプレッサ回路に、上記実施の形
態1〜6による4−2コンプレッサ回路を使用したの
で、計算速度の高い乗算器を実現することができるとい
う効果が得られる。
【0164】なお、本発明による4−2コンプレッサ回
路を使用した乗算器は、実施の形態7による乗算器に限
られるものではない。
【0165】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、4−
2コンプレッサ回路に、4つの入力のうちの第1の入力
の値が0であり、かつ第2の入力の値が1である場合
に、第1の入力の値を1に変換するとともに、第2の入
力の値を0に変換する入力値変換手段と、4つの入力お
よび入力された第1のキャリーのうち、いずれか2つの
値の第1の排他的論理和を計算し、その第1の排他的論
理和および残りの3つの値のうちのいずれか2つの値の
第2の排他的論理和を計算し、その第2の排他的論理和
および残りの2つの値のうちのいずれか2つの値の第3
の排他的論理和を計算し、その第3の排他的論理和と残
りの1つの値との排他的論理和を加算の結果として計算
する加算手段と、4つの入力のうちの第3の入力の値、
第1の入力の値および第2の入力の値に基づいて第1の
キャリーを計算するキャリー計算手段と、4つの入力の
うちの2つの値の排他的論理和と残りの2つの値の排他
的論理和との排他的論理和の値に応じて、入力された第
1のキャリーおよび第4の入力のいずれかを第2のキャ
リーに選択し、出力する選択手段とを備えるように構成
したので、4つの入力の値の組合せ数が減少し、4つの
入力と入力された第1のキャリーを加算する回路、第1
のキャリーを計算する回路、および第2のキャリーを計
算する回路の構成を簡単化し、それらの値の計算を高速
に実行することができるという効果があり、ひいては、
計算速度の高い乗算器を実現することができるという効
果がある。
【0166】この発明によれば、第1のキャリーの値が
所定の値である場合、キャリー計算手段が、第1のキャ
リーの信号を接地電圧で出力し、第1のキャリーの値が
前記所定の値ではない場合、第1のキャリーの信号を、
電源電圧とNチャネルトランジスタのゲート・ソース間
しきい電圧との差の電圧で出力するように構成したの
で、Nチャネルトランジスタのスイッチングの遅延時間
を減少させ、計算速度を向上させることができるという
効果がある。
【0167】この発明によれば、4−2コンプレッサ回
路に、第4の計算回路の第1および第2のNチャネルト
ランジスタのゲート端子、並びに、第4の計算回路の第
3および第4のNチャネルトランジスタのゲート端子の
うちの電圧が高い方の電圧を電源電圧に保持し、第7お
よび第8のNチャネルトランジスタに接続された第1の
キャリーの信号線のうちの電圧が高い方の電圧を、電源
電圧とNチャネルトランジスタのゲート・ソース間しき
い電圧との差の電圧に保持する電圧保持手段を備えるよ
うに構成したので、Nチャネルトランジスタのスイッチ
ングの遅延時間を減少させ、計算速度を向上させること
ができるという効果がある。
【0168】この発明によれば、4−2コンプレッサ回
路に、選択手段の第5および第6のNチャネルトランジ
スタのゲート端子、並びに、選択手段の第7および第8
のNチャネルトランジスタのゲート端子のうちの電圧が
高い方の電圧を電源電圧に保持し、第4の計算回路の第
3の信号線および第4の信号線のうちの電圧が高い方の
電圧を、電源電圧とNチャネルトランジスタのゲート・
ソース間しきい電圧との差の電圧に保持する電圧保持手
段を備えるように構成したので、Nチャネルトランジス
タのスイッチングの遅延時間を減少させ、計算速度を向
上させることができるという効果がある。
【0169】この発明によれば、4−2コンプレッサ回
路に、第1〜第4の計算回路および選択手段の入力また
は出力の2本の信号線の電圧を電源電圧にプリチャージ
するプリチャージ手段を備えるように構成したので、接
地電圧から電源電圧への変化が起こらず、各回路の出力
の値が確定するまでの時間を短縮することができるとい
う効果がある。
【0170】この発明によれば、4−2コンプレッサ回
路に、4つの入力のうちの第1の入力の値が0であり、
かつ第2の入力の値が1である場合に、第1の入力の値
を1に変換するとともに、第2の入力の値を0に変換す
る入力値変換手段と、第1の入力の値と第2の入力の値
との排他的論理和を計算し、4つの入力のうちの第3の
入力の値と第4の入力の値との排他的論理和を計算し、
それらの排他的論理和の排他的論理和を計算し、その排
他的論理和と入力された第1のキャリーとの排他的論理
和を加算の結果として計算する加算手段と、第2の入力
の値、第3の入力の値および第4の入力の値に基づいて
第1のキャリーを計算するキャリー計算手段と、第3の
入力の値と第4の入力の値との排他的論理和の値に応じ
て、第1の入力、および、第1の入力の値と第2の入力
の値との排他的論理和のいずれかを選択する第1の選択
手段と、第3の入力の値と第4の入力の値との排他的論
理和の値に応じて、第2の入力および所定の固定値のい
ずれかを選択する第2の選択手段と、入力された第1の
キャリーの値に応じて、第1の選択手段により選択され
たもの、および第2の選択手段により選択されたものの
いずれかを第2のキャリーとして出力する第3の選択手
段とを備えるように構成したので、第1および第2の入
力、第3および第4の入力、第1のキャリーの順番で、
入力される値が確定する場合、値が確定するタイミング
が早い入力に関する計算を先に実行することができ、入
力の値の確定時刻のばらつきに起因する遅延時間を低減
して計算速度を向上することができるという効果があ
り、ひいては、計算速度の高い乗算器を実現することが
できるという効果がある。
【0171】この発明によれば、4−2コンプレッサ回
路に、4つの入力のうちの第1の入力の値が0であり、
かつ第2の入力の値が1である場合に、第1の入力の値
を1に変換するとともに、第2の入力の値を0に変換す
る入力値変換手段と、第1の入力の値と第2の入力の値
との排他的論理和を計算し、第1の入力の値と第2の入
力の値との排他的論理和と、入力された第1のキャリー
との排他的論理和を計算し、その排他的論理和と、第3
の入力の値と第4の入力の値との排他的論理和との排他
的論理和を加算の結果として計算する加算手段と、第2
の入力の値、第3の入力の値および第4の入力の値に基
づいて第1のキャリーを計算するキャリー計算手段と、
入力された第1のキャリーの値に応じて、第1の入力お
よび第2の入力のいずれかを選択する第4の選択手段
と、入力された第1のキャリーの値に応じて、第1の入
力の値と第2の入力の値との排他的論理和、および、所
定の固定値のいずれかを選択する第5の選択手段と、第
3の入力の値と第4の入力の値との排他的論理和の値に
応じて、第4の選択手段により選択されたもの、および
第5の選択手段により選択されたもののいずれかを第2
のキャリーとして出力する第6の選択手段とを備えるよ
うに構成したので、第1および第2の入力、第1のキャ
リー、第3および第4の入力の順番で、入力される値が
確定する場合、値が確定するタイミングが早い入力に関
する計算を先に実行することができ、入力の値の確定時
刻のばらつきに起因する遅延時間を低減して計算速度を
向上することができるという効果があり、ひいては、計
算速度の高い乗算器を実現することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による4−2コンプ
レッサ回路の構成を示す回路図である。
【図2】 実施の形態1による4−2コンプレッサ回路
の入力の値と出力の値との関係を説明する図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による4−2コンプ
レッサ回路の構成を示す回路図である。
【図4】 実施の形態2におけるEXOR回路の入力側
(すなわちキャリー生成回路の出力側)の相補的な信号
のうちの一方の信号の高電圧から低電圧へ変化するとき
の電圧の変化と、EXOR回路の出力側の相補的な信号
のうちの一方の信号の高電圧から低電圧へ変化するとき
の電圧の変化との関係の一例を示す図である。
【図5】 実施の形態2におけるキャリー生成回路の出
力側に電圧補償回路が設けられている場合の、EXOR
回路の入力側(すなわちキャリー生成回路の出力側)の
相補的な信号のうちの一方の信号の高電圧から低電圧へ
変化するときの電圧の変化と、EXOR回路の出力側の
相補的な信号のうちの一方の信号の高電圧から低電圧へ
変化するときの電圧の変化との関係の一例を示す図であ
る。
【図6】 この発明の実施の形態3による4−2コンプ
レッサ回路の構成を示す回路図である。
【図7】 この発明の実施の形態4による4−2コンプ
レッサ回路の構成を示す回路図である。
【図8】 この発明の実施の形態5による4−2コンプ
レッサ回路の構成を示す回路図である。
【図9】 実施の形態5による4−2コンプレッサ回路
の入力の値と出力の値との関係を説明する図である。
【図10】 この発明の実施の形態6による4−2コン
プレッサ回路の構成を示す回路図である。
【図11】 この発明の実施の形態7による乗算器の構
成を示す回路図である。
【図12】 ブースエンコーダに入力される乗数のうち
の隣接する3ビットに対して設けられているエンコーダ
回路の一例を示す回路図である。
【図13】 乗算器の部分積生成部の構成例を示すブロ
ック図である。
【図14】 図13の部分積生成部のブースシフタの構
成例を示す回路図である。
【図15】 従来の4−2コンプレッサ回路を示す回路
図である。
【図16】 図15の4−2コンプレッサ回路の入力の
値と出力の値との関係を説明する図である。
【符号の説明】
1 EXOR回路(加算手段、第1の計算回路)、2
EXOR回路(加算手段、第2の計算回路)、3 EX
OR回路(加算手段、第3の計算回路)、4EXOR回
路(加算手段、第4の計算回路)、5 セレクタ回路
(選択手段)、6,51 入力値変換回路(入力値変換
手段)、14,57 キャリー生成回路(キャリー計算
手段)、31,32 電圧分離回路(電圧保持手段)、
41〜45 プリチャージ回路(プリチャージ手段)、
54,55,59,62,71,74 EXOR回路
(加算手段)、60 セレクタ回路(第1の選択手
段)、61 セレクタ回路(第2の選択手段)、63
セレクタ回路(第3の選択手段)、72 セレクタ回路
(第5の選択手段)、73 セレクタ回路(第4の選択
手段)、75 セレクタ回路(第6の選択手段)、13
2 4−2コンプレッサ回路。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1〜第4の4つの入力および入力され
    た第1のキャリーを加算し、その加算の結果とその加算
    により発生した第1および第2のキャリーを出力する4
    −2コンプレッサ回路において、 前記4つの入力のうちの第1の入力の値が0であり、か
    つ第2の入力の値が1である場合に、前記第1の入力の
    値を1に変換するとともに、前記第2の入力の値を0に
    変換する入力値変換手段と、 前記4つの入力および前記入力された第1のキャリーの
    うち、いずれか2つの値の第1の排他的論理和を計算
    し、その第1の排他的論理和および残りの3つの値のう
    ちのいずれか2つの値の第2の排他的論理和を計算し、
    その第2の排他的論理和および残りの2つの値のうちの
    いずれか2つの値の第3の排他的論理和を計算し、その
    第3の排他的論理和と残りの1つの値との排他的論理和
    を前記加算の結果として計算する加算手段と、 前記4つの入力のうちの第3の入力の値、前記第1の入
    力の値および前記第2の入力の値に基づいて前記第1の
    キャリーを計算するキャリー計算手段と、 前記4つの入力のうちの2つの値の排他的論理和と残り
    の2つの値の排他的論理和との排他的論理和の値に応じ
    て、前記入力された第1のキャリーおよび前記第4の入
    力のいずれかを前記第2のキャリーに選択し、出力する
    選択手段とを備えることを特徴とする4−2コンプレッ
    サ回路。
  2. 【請求項2】 4つの入力および第1のキャリーは、そ
    れぞれ2本の信号線を介して相補的な値を有する2つの
    信号として入力され、 加算の結果、第1のキャリーおよび第2のキャリーは、
    それぞれ2本の信号線を介して相補的な値を有する2つ
    の信号として出力され、 加算手段は、前記4つの入力のうちの2つの値の排他的
    論理和を計算する第1の計算回路と、残りの2つの値の
    排他的論理和を計算する第2の計算回路と、前記第1の
    計算回路による計算結果と、前記第2の計算回路による
    計算結果との排他的論理和を計算する第3の計算回路
    と、前記第3の計算回路による計算結果と、前記入力さ
    れた第1のキャリーとの排他的論理和を計算する第4の
    計算回路を有し、 前記第1〜第4の計算回路は、それぞれ、第1および第
    2の信号線を介して相補的な値で入力される第1の変数
    と、第3および第4の信号線を介して相補的な値で入力
    される第2の変数との排他的論理和を計算し、その計算
    結果を、第5および第6の信号線を介して相補的な値で
    出力する回路であって、ゲート端子が前記第1の信号線
    に接続され、残りのうちの一方の端子が前記第3の信号
    線に接続され、他方の端子が前記第5の信号線に接続さ
    れた第1のNチャネルトランジスタ、ゲート端子が前記
    第1の信号線に接続され、残りのうちの一方の端子が前
    記第4の信号線に接続され、他方の端子が前記第6の信
    号線に接続された第2のNチャネルトランジスタ、ゲー
    ト端子が前記第2の信号線に接続され、残りのうちの一
    方の端子が前記第3の信号線に接続され、他方の端子が
    前記第6の信号線に接続された第3のNチャネルトラン
    ジスタ、および、ゲート端子が前記第2の信号線に接続
    され、残りのうちの一方の端子が前記第4の信号線に接
    続され、他方の端子が前記第5の信号線に接続された第
    4のNチャネルトランジスタでそれぞれ構成され、 選択手段は、ゲート端子が前記第3の計算回路の前記第
    1および第4のNチャネルトランジスタの前記他方の端
    子に接続され、残りのうちの一方の端子が前記第4の入
    力の一方の信号線に接続され、他方の端子が出力の一方
    の信号線に接続された第5のNチャネルトランジスタ、
    ゲート端子が前記第3の計算回路の前記第1および第4
    のNチャネルトランジスタの前記他方の端子に接続さ
    れ、残りのうちの一方の端子が前記第4の入力の他方の
    信号線に接続され、他方の端子が出力の他方の信号線に
    接続された第6のNチャネルトランジスタ、ゲート端子
    が前記第3の計算回路の前記第2および第3のNチャネ
    ルトランジスタの前記他方の端子に接続され、残りのう
    ちの一方の端子が前記入力された第1のキャリーの一方
    の信号線に接続され、他方の端子が出力の一方の信号線
    に接続された第7のNチャネルトランジスタ、および、
    ゲート端子が前記第3の計算回路の前記第2および第3
    のNチャネルトランジスタの前記他方の端子に接続さ
    れ、残りのうちの一方の端子が前記入力された第1のキ
    ャリーの他方の信号線に接続され、他方の端子が出力の
    他方の信号線に接続された第8のNチャネルトランジス
    タで構成されたことを特徴とする請求項1記載の4−2
    コンプレッサ回路。
  3. 【請求項3】 キャリー計算手段は、第1のキャリーの
    値が所定の値である場合、前記第1のキャリーの信号を
    接地電圧で出力し、前記第1のキャリーの値が前記所定
    の値ではない場合、前記第1のキャリーの信号を、電源
    電圧とNチャネルトランジスタのゲート・ソース間しき
    い電圧との差の電圧で出力することを特徴とする請求項
    2記載の4−2コンプレッサ回路。
  4. 【請求項4】 第4の計算回路の第1および第2のNチ
    ャネルトランジスタのゲート端子、並びに、前記第4の
    計算回路の第3および第4のNチャネルトランジスタの
    ゲート端子のうちの電圧が高い方の電圧を電源電圧に保
    持し、第7および第8のNチャネルトランジスタに接続
    された第1のキャリーの信号線のうちの電圧が高い方の
    電圧を、電源電圧とNチャネルトランジスタのゲート・
    ソース間しきい電圧との差の電圧に保持する電圧保持手
    段を備えることを特徴とする請求項2記載の4−2コン
    プレッサ回路。
  5. 【請求項5】 選択手段の第5および第6のNチャネル
    トランジスタのゲート端子、並びに、前記選択手段の第
    7および第8のNチャネルトランジスタのゲート端子の
    うちの電圧が高い方の電圧を電源電圧に保持し、第4の
    計算回路の第3の信号線および第4の信号線のうちの電
    圧が高い方の電圧を、電源電圧とNチャネルトランジス
    タのゲート・ソース間しきい電圧との差の電圧に保持す
    る電圧保持手段を備えることを特徴とする請求項2記載
    の4−2コンプレッサ回路。
  6. 【請求項6】 第1〜第4の計算回路および選択手段の
    入力または出力の2本の信号線の電圧を電源電圧にプリ
    チャージするプリチャージ手段を備えることを特徴とす
    る請求項2記載の4−2コンプレッサ回路。
  7. 【請求項7】 第1〜第4の4つの入力および入力され
    た第1のキャリーを加算し、その加算の結果とその加算
    により発生した第1および第2のキャリーを出力する4
    −2コンプレッサ回路において、 前記4つの入力のうちの第1の入力の値が0であり、か
    つ第2の入力の値が1である場合に、前記第1の入力の
    値を1に変換するとともに、前記第2の入力の値を0に
    変換する入力値変換手段と、 前記第1の入力の値と前記第2の入力の値との排他的論
    理和を計算し、前記4つの入力のうちの第3の入力の値
    と第4の入力の値との排他的論理和を計算し、それらの
    排他的論理和の排他的論理和を計算し、その排他的論理
    和と前記入力された第1のキャリーとの排他的論理和を
    前記加算の結果として計算する加算手段と、 前記第2の入力の値、前記第3の入力の値および前記第
    4の入力の値に基づいて前記第1のキャリーを計算する
    キャリー計算手段と、 前記第3の入力の値と第4の入力の値との排他的論理和
    の値に応じて、前記第1の入力、および、前記第1の入
    力の値と前記第2の入力の値との排他的論理和のいずれ
    かを選択する第1の選択手段と、 前記第3の入力の値と前記第4の入力の値との排他的論
    理和の値に応じて、前記第2の入力および所定の固定値
    のいずれかを選択する第2の選択手段と、 前記入力された第1のキャリーの値に応じて、前記第1
    の選択手段により選択されたもの、および前記第2の選
    択手段により選択されたもののいずれかを前記第2のキ
    ャリーとして出力する第3の選択手段とを備えることを
    特徴とする4−2コンプレッサ回路。
  8. 【請求項8】 第1〜第4の4つの入力および入力され
    た第1のキャリーを加算し、その加算の結果とその加算
    により発生した第1および第2のキャリーを出力する4
    −2コンプレッサ回路において、 前記4つの入力のうちの第1の入力の値が0であり、か
    つ第2の入力の値が1である場合に、前記第1の入力の
    値を1に変換するとともに、前記第2の入力の値を0に
    変換する入力値変換手段と、 前記第1の入力の値と前記第2の入力の値との排他的論
    理和を計算し、前記第1の入力の値と前記第2の入力の
    値との排他的論理和と、前記入力された第1のキャリー
    との排他的論理和を計算し、その排他的論理和と、第3
    の入力の値と第4の入力の値との排他的論理和との排他
    的論理和を前記加算の結果として計算する加算手段と、 前記第2の入力の値、前記第3の入力の値および前記第
    4の入力の値に基づいて前記第1のキャリーを計算する
    キャリー計算手段と、 前記入力された第1のキャリーの値に応じて、前記第1
    の入力および前記第2の入力のいずれかを選択する第4
    の選択手段と、 前記入力された第1のキャリーの値に応じて、前記第1
    の入力の値と前記第2の入力の値との排他的論理和、お
    よび、所定の固定値のいずれかを選択する第5の選択手
    段と、 前記第3の入力の値と第4の入力の値との排他的論理和
    の値に応じて、前記第4の選択手段により選択されたも
    の、および前記第5の選択手段により選択されたものの
    いずれかを前記第2のキャリーとして出力する第6の選
    択手段とを備えることを特徴とする4−2コンプレッサ
    回路。
  9. 【請求項9】 4−2コンプレッサ回路を使用して部分
    積の和を計算する乗算器において、 前記4−2コンプレッサ回路は、4つの入力のうちの第
    1の入力の値が0であり、かつ第2の入力の値が1であ
    る場合に、前記第1の入力の値を1に変換するととも
    に、前記第2の入力の値を0に変換する入力値変換手段
    と、 前記4つの入力および下位ビット側から入力される第1
    のキャリーのうち、いずれか2つの値の第1の排他的論
    理和を計算し、その第1の排他的論理和および残りの3
    つの値のうちのいずれか2つの値の第2の排他的論理和
    を計算し、その第2の排他的論理和および残りの2つの
    値のうちのいずれか2つの値の第3の排他的論理和を計
    算し、その第3の排他的論理和と残りの1つの値との排
    他的論理和を前記加算の結果として計算する加算手段
    と、 前記4つの入力のうちの第3の入力の値、前記第1の入
    力の値および前記第2の入力の値に基づいて前記第1の
    キャリーを計算するキャリー計算手段と、 前記4つの入力のうちの2つの値の排他的論理和と残り
    の2つの値の排他的論理和との排他的論理和の値に応じ
    て、前記下位ビット側から入力される第1のキャリーお
    よび前記第4の入力のいずれかを前記第2のキャリーに
    選択し、出力する選択手段とを備えることを特徴とする
    乗算器。
  10. 【請求項10】 4−2コンプレッサ回路を使用して部
    分積の和を計算する乗算器において、 前記4−2コンプレッサ回路は、4つの入力のうちの第
    1の入力の値が0であり、かつ第2の入力の値が1であ
    る場合に、前記第1の入力の値を1に変換するととも
    に、前記第2の入力の値を0に変換する入力値変換手段
    と、 前記第1の入力の値と前記第2の入力の値との排他的論
    理和を計算し、前記4つの入力のうちの第3の入力の値
    と第4の入力の値との排他的論理和を計算し、それらの
    排他的論理和の排他的論理和を計算し、その排他的論理
    和と下位ビット側から入力される第1のキャリーとの排
    他的論理和を前記加算の結果として計算する加算手段
    と、 前記第2の入力の値、前記第3の入力の値および前記第
    4の入力の値に基づいて前記第1のキャリーを計算する
    キャリー計算手段と、 前記第3の入力の値と第4の入力の値との排他的論理和
    の値に応じて、前記第1の入力、および、前記第1の入
    力の値と前記第2の入力の値との排他的論理和のいずれ
    かを選択する第1の選択手段と、 前記第3の入力の値と前記第4の入力の値との排他的論
    理和の値に応じて、前記第2の入力および所定の固定値
    のいずれかを選択する第2の選択手段と、 前記下位ビット側から入力される第1のキャリーの値に
    応じて、前記第1の選択手段により選択されたもの、お
    よび前記第2の選択手段により選択されたもののいずれ
    かを前記第2のキャリーとして出力する第3の選択手段
    とを備えることを特徴とする乗算器。
  11. 【請求項11】 4−2コンプレッサ回路を使用して部
    分積の和を計算する乗算器において、 前記4−2コンプレッサ回路は、4つの入力のうちの第
    1の入力の値が0であり、かつ第2の入力の値が1であ
    る場合に、前記第1の入力の値を1に変換するととも
    に、前記第2の入力の値を0に変換する入力値変換手段
    と、 前記第1の入力の値と前記第2の入力の値との排他的論
    理和を計算し、前記第1の入力の値と前記第2の入力の
    値との排他的論理和と、下位ビット側から入力される第
    1のキャリーとの排他的論理和を計算し、その排他的論
    理和と、第3の入力の値と第4の入力の値との排他的論
    理和との排他的論理和を前記加算の結果として計算する
    加算手段と、 前記第2の入力の値、前記第3の入力の値および前記第
    4の入力の値に基づいて前記第1のキャリーを計算する
    キャリー計算手段と、 前記下位ビット側から入力される第1のキャリーの値に
    応じて、前記第1の入力および前記第2の入力のいずれ
    かを選択する第4の選択手段と、 前記下位ビット側から入力される第1のキャリーの値に
    応じて、前記第1の入力の値と前記第2の入力の値との
    排他的論理和、および、所定の固定値のいずれかを選択
    する第5の選択手段と、 前記第3の入力の値と第4の入力の値との排他的論理和
    の値に応じて、前記第4の選択手段により選択されたも
    の、および前記第5の選択手段により選択されたものの
    いずれかを前記第2のキャリーとして出力する第6の選
    択手段とを備えることを特徴とする乗算器。
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