JP2529721B2 - ディジタル信号処理回路 - Google Patents

ディジタル信号処理回路

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JP2529721B2 JP63158316A JP15831688A JP2529721B2 JP 2529721 B2 JP2529721 B2 JP 2529721B2 JP 63158316 A JP63158316 A JP 63158316A JP 15831688 A JP15831688 A JP 15831688A JP 2529721 B2 JP2529721 B2 JP 2529721B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ディジタル化された信号を処理するディジ
タル信号処理プロセッサ(以下、DSPという)、マイク
ロプロセッサ、マイクロコンピュータ等のディジタル信
号処理回路、特に演算器の出力データやメモリ読出しデ
ータ等をシフト回路でシフト制御(桁移動制御)して複
数系統からなるデータバスに出力するマルチバス方式の
ディジタル信号処理回路に関するものである。
(従来の技術) 従来、ディジタル信号処理回路の一つでもDSPでは、
例えば算術論理演算ユニット(以下、ALUという)によ
り演算された16ビット等からなる演算結果は、シフトレ
ジスタに入力され、プログラムにより指定されたビット
数だけシフトされた後、バス駆動回路及びデータバスを
介してメモリや入出力回路(以下、I/O回路という)等
に出力される。このビットシフト動作は、固定小数点演
算において演算データの小数点位置を繰り上げるので、
演算データの桁落ち等が防止され、演算精度を向上させ
る効果がある。
従来、この種のビットシフト機能を有するディジタル
信号処理回路としては、例えば第2図及び第3図のよう
なものがあった。以下、その構成を図を用いて説明す
る。
第2図は、従来のディジタル信号処理回路の要部構成
図である。
このディジタル信号処理回路は、算術演算及び論理演
算を行うALU1を備え、そのALU1の出力側には、シフト回
路2及びバス駆動回路3を介してデータバス4が接続さ
れている。データバス4にはデータの入出力を行うI/O
回路5や、データを記憶するメモリ6等が接続されてい
る。ここで、シフト回路2は、図示しないシーケンス制
御装置(以下、SEQUという)等から出力されるシフト情
報及びセット信号からなるシフト制御信号S1を入力し、
所定のシフト動作を行う回路である。また、バス駆動回
路3は、SEQU等から出力されるバス制御信号S2に基づ
き、シフト回路2の出力シフトデータを駆動してそれを
データバス4へ出力する回路である。
以上の構成において、ALU1から演算結果が出力される
と、シフト回路2はシフト制御信号S1のシフト情報に従
って演算結果をシフト操作し、そのシフトデータをバス
駆動回路3へ出力する。バス駆動回路3はバス制御信号
S2に基づき、シフト回路2の出力シフトデータを駆動し
てデータバス4へ送る。データバス4上のデータは、I/
O回路5を通して外部へ出力されたり、あるいはメモリ
6に格納されたりする。
一方、データバス4は1系統の場合に限らず、2系統
またはそれ以上のこともある。
第3図は、例えば2系統のデータバスを持つ従来のデ
ィジタル信号処理回路の要部構成図である。
このディジタル信号処理回路は、2系統のデータバス
4−1,4−2を有し、それに対応して2個のシフト回路
2−1,2−2及びバス駆動回路3−1,3−2が設けられて
いる。各シフト回路2−1,2−2は、シフト制御信号S1
a,S1bにより、ALU1の出力データに対してシフト操作を
行い、そのシフトデータをバス駆動回路3−1,3−2へ
出力する。各バス駆動回路3−1,3−2は、バス制御信
号S2a,S2bにより、シフト回路2−1,2−2の出力シフト
データを駆動して各データバス4−1,4−2へ送る。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記構成の回路では、各データバス4
−1,4−2に対してシフト回路2−1,2−2を設けている
ので、データバスの系統数が増えれば、それに比例して
シフト回路数が増え、それによって回路規模が大形にな
ると共に電力消費が増大する。その上、シフト回路2−
1,2−2及びバス駆動回路3−1,3−2を各回路毎に信号
S1a,S1b,S2a,S2bで個別に制御しているので、制御信号
線の配線数もデータバスの系統数に比例して増大し、回
路形成面積の増大と、回路形成を複雑化させ、それを解
決することが困難であった。
本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、デ
ータバスの系統数に比例して回路規模が大形化する点、
制御信号線の配線数が増大する点、回路形成が複雑化す
る点、及び消費電力が増える点について解決したディジ
タル信号処理回路を提供するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、前記課題を解決するために、複数ビットの
データを転送する第1のデータバス及び前記第1のデー
タバスとは系統が異なり、複数ビットのデータを転送す
る第2のデータバスを有するマルチバス方式のディジタ
ル信号処理回路において、バス制御信号を解読して選択
信号及びバス駆動制御信号を出力するデコード回路と、
演算結果等の出力データを出力するデータ出力部と、前
記選択信号に基づいて複数のシフト制御信号のうちの一
つを選択し、その選択されたシフト制御信号に応答して
前記出力データのシフトを行いシフトデータとして出力
するシフト回路と、各々前記シフトデータが入力され、
前記第1及び第2のデータバスに対応して設けられた第
1及び第2のバス駆動回路とを、備えている。前記第1
及び第2のバス駆動回路は、前記バス駆動制御信号に応
答して前記入力されたシフトデータをそれぞれ対応する
前記第1及び第2のデータバスへ与える回路である。
また、前記シフト回路にオーバフロー検出手段を付加
すると共に、前記オーバフロー検出手段によるオーバフ
ロー検出時には前記シフト回路から出力されるシフトデ
ータを設定値に固定するリミット回路を、前記シフト回
路の出力側と前記第1及び第2のバス駆動回路の入力側
との間に接続してもよい。
(作 用) 本発明によれば、以上のようにディジタル信号処理回
路を構成したので、シフト回路は、デコード回路から出
力される選択信号に基づき、複数のシフト制御信号の一
つを選択し、その選択したシフト制御信号に応答して出
力データのシフトを行い、シフトデータを出力して第1
及び第2のバス駆動回路へ与える。第1及び第2のバス
駆動回路は、デコード回路から出力されるバス駆動制御
信号に応答して、入力されたシフトデータをそれぞれ対
応する第1及び第2のデータバスへ与える。これによ
り、シフトデータが所望のデータバスに与えられる。
また、オーバフロー検出手段及びリミット回路は、オ
ーバフローを抑制して演算精度の低下を防止する。
(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例を示すもので、2系統
のデータバスを有するディジタル信号処理回路の要部構
成図である。
このディジタル信号処理回路は、デコード回路10及び
シフト回路11を備え、そのシフト回路11には第1及び第
2のバス駆動回路12−1,12−2を介して2系統の第1及
び第2のデータバス13−1,13−2が接続されている。
デコード回路10は、SEQU等から出力されるコード化さ
れたバス制御信号S10を解読し、バス駆動回路12−1,12
−2の動作の組合せに対応した選択信号S11を出力する
と共に、そのバス駆動回路12−1,12−2を動作させるた
めのバス駆動制御信号S12,S13を出力する機能を有し、
ゲート回路等で構成されている。シフト回路11は、シフ
ト量及びシフト方向の情報をそれぞれ含んだ2本のシフ
ト制御信号S21,S21のうちのいずれか一方を選択信号S11
で選択し、選択したシフト制御信号S21またはS21に従っ
て入力データ(即ち、図示しないデータ出力部から出力
される出力データ)Diをシフト操作し、シフトデータを
バス駆動回路12−1,12−2へ出力する回路である。シフ
ト制御信号S21,S22はSEQU等から供給され、必要に応じ
て他のシフト回路へも供給される。バス駆動回路12−1,
12−2は、バス駆動制御信号S12,S13により動作し、シ
フト回路11から出力されるシフトデータを対応するデー
タバス13−1,13−2へ与える回路である。
第4図は、第1図中のシフト回路11の一例を示す構成
図である。
このシフト回路11は、選択信号S11によりシフト制御
信号S21,S22のいずれか一方を選択するトランスファゲ
ート等で構成されたセレクタ20を備え、そのセレクタ20
の出力側にレジスタ21及びバレルシフタ22が接続されて
いる。レジスタ21は、SEQU等から供給されるセット信号
STにより、セレクタ20の出力信号を一時記憶する回路で
あり、フリップフロップ等で構成されている。バレルシ
フタ22は、レジスタ21の出力信号に基づき入力データDi
のシフトを行ってシフトデータを出力する回路で、複数
のトランスファゲート等で構成されている。
次の表1はデコード回路10の機能の一例を示すもの
で、この表を参照しつつ第1図及び第4図の動作を説明
する。
バス制御信号S10がデコード回路10に、シフト制御信
号S21,S22がシフト回路11にそれぞれ供給されると共
に、ALU等による演算実行、あるいはメモリ読出し等に
よって得られた出力データが入力データDiとしてシフト
回路11に供給されると、先ずデコード回路10ではバス制
御信号S10の解読を行う。
例えば、表1に示すように、データバス13−1にシフ
トデータを出力する場合、デコード回路10は、バス制御
信号S10に基づき選択信号S11を低レベル(以下、“L"と
いう)にすると共に、バス駆動制御信号S12,S13のうち
のS12を高レベル(以下、“H"という)、S13を“L"にす
る。データバス13−2にシフトデータを出力する場合
は、選択信号S11を“H"、バス駆動制御信号S12を“L"、
S13を“H"にし、データバス13−1及び13−2にシフト
データを出力する場合は、選択信号S11を“L"、バス駆
動制御信号S12及びS13を“H"にする。
デコード回路10から出力される信号S11が“L"、S12が
“H"、S13が“L"の時、シフト回路11内のセレクタ20
は、シフト制御信号S21,S22のうちのS21を選択し、それ
をレジスタ21に供給する。レジスタ21は、セット信号ST
に基づき、シフト制御信号S21に含まれるシフト量及び
シフト方向の情報を一時記憶する。するとバレルシフタ
22は、レジスタ21内のシフト量及びシフト方向に基づ
き、入力データDiに対してシフト処理を行い、シフトデ
ータをバス駆動回路12−1及び12−2へ出力する。バス
駆動回路12−1,12−2のうち、12−1がバス駆動制御信
号S12の“H"で活性状態、12−2がバス駆動制御信号S13
の“L"で不活性状態になっているため、バス駆動回路12
−1は、シフト回路11から出力されるシフトデータを駆
動してデータバス13−1へ送出する。データバス13−1
上のデータは、図示しないI/O回路を通して外部へ出力
されたり、あるいはメモリに格納されたりする。
同様に、デコード回路10から出力される信号S11,S12,
S13が“H",“L",“H"の時、シフト回路11はシフト制御
信号S22を選択し、その信号S22に含まれるシフト量及び
シフト方向の情報に従って入力データDiのシフト操作を
行う。シフト回路11から出力されるシフトデータは、バ
ス駆動制御信号S13により活性化されたバス駆動回路12
−2で駆動され、データバス13−2へ出力される。
また、デコード回路10から出力される信号S11,S12,S1
3が“L",“H",“H"の時、シフト回路11はシフト制御信
号S1を選択し、その信号S21に含まれるシフト量及びシ
フト方向の情報に従って入力データDiのシフト操作を行
う。シフト回路11から出力されるシフトデータは、バス
駆動制御信号S12,S13により活性化されたバス駆動回路1
2−1,12−2でそれぞれ駆動された後、各データバス13
−1,13−2へ出力される。
本実施例では、次のような利点を有している。
(a) シフト回路11は、バス駆動回路12−1,12−2に
対して共用する構成であるため、従来に比べてシフト回
路11の数が少なくなり、回路規模の小形化と、低消費電
力化が可能となる。
(b) デコード回路10により、バス制御信号S10を解
読してバス駆動制御信号S12,S13を生成しているため、
バス駆動回路12−1,12−2のとりうる状態数を表わせる
ビット数分のバス制御信号S10を該デコード回路10に供
給すればよい。例えば、バス駆動回路12−1と12−2が
常にいずれか一方だけが動作する状態しかないとすれ
ば、1ビット分のバス制御信号S10をデコード回路10に
供給すればよい。そのため、従来の第3図のバス制御信
号S2a,S2bの半分で足り、制御信号線の配線数の削減
と、それによる回路形成面積の縮小化及び回路形成の容
易化が可能となる。
第5図は本発明の第2の実施例を示すもので、2系統
のデータバスを有するディジタル信号処理回路の要部構
成図であり、第1図及び第4図中の要素と共通の要素に
同一の符号が付されている。
このディジタル信号処理回路が第1図の回路と異なる
点は、第1図のシフト回路11を、オーバフロー検出機能
を有するシフト回路11Aに置き換えると共に、そのシフ
ト回路11Aの出力側とバス駆動回路12−1,12−2の入力
側との間にリミット回路30を付加したことである。
シフト回路11Aは、その構成図が第6図に示されるよ
うに、選択信号S11によりシフト制御信号S21またはS22
を選択するセレクタ20を備え、そのセレクタ20の出力側
には、セット信号STによりセレクタ20の出力信号を一時
記憶するレジスタ21、及び該レジスタ21の出力信号によ
り入力データDiのシフト操作を行うバレルシフタ22が接
続されている。さらに、バレルシフタ22の出力側には、
オーバフロー検出手段としての機能を有するオーバフロ
ー検出回路23が接続されている。オーバフロー検出回路
23は、バレルシフタ22のシフト処理に対するオーバフロ
ーの有無を検出し、その検出信号S30をリミット回路30
へ出力する機能を有し、排他的論理和ゲート(以下、Ex
ORという)等で構成されている。検出信号S30は、例え
ばオーバフロー有の時に“H"、オーバフロー無しの時に
“L"となる。
リミット回路30は、その構成図が第7図に示されるよ
うに、検出信号S30に基づき、バレルシフタ22から出力
されるシフトデータを通過または最大値に固定する機能
を有し、例えばセレクタ31で構成されている。セレクタ
31は、例えば検出信号S30が“H"の時は正または負の最
大値Bを、検出信号S30が“L"の時はバレルシフタ22の
出力シフトデータを、それぞれ選択する機能を有し、ト
ランスファゲート等で構成されている。
次に、動作を説明する。
シフト回路11A内のバレルシフタ22が、レジスタ21の
出力信号に基づき入力データDiに対してシフト操作を行
うと、オーバフロー検出回路23はシフト操作に対するオ
ーバフローの有無を検出し、オーバフロー無しの時は検
出信号S30を“L"、オーバフロー有の時は検出信号S30を
“H"にする。リミット回路30は、検出信号S30が“L"の
時はバレルシフタ22の出力シフトデータをそのままバス
駆動回路12−1,12−2に供給する。これにより、第1の
実施例と同様の動作を行う。一方、検出信号S30が“H"
の時、リミット回路30は、バレルシフタ22の出力シフト
データに関係無く、予め設定された正または負の最大値
Bを出力し、それをバス駆動回路12−1,12−2に供給す
る。これによりバス駆動回路12−1,12−2は、バス駆動
制御信号S12,S12に基づき最大値Bを駆動し、それをデ
ータバス13−1,13−2へ送出する。
この第2の実施例では、第1の実施例とほぼ同様の利
点を有する他に、シフト処理に対するオーバフロー有無
の検出を行い、オーバフロー検出時にはシフトデータを
最大値Bに固定する構成にしたので、オーバフローによ
る演算精度の低下を防止できる。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。その変形例としては、例えば次のよう
なものがある。
(i) 第1図及び第5図は2系統のデータバス13−1,
13−2を有する構成であるが、このデータバスを3系統
以上設けてもよい。この場合は、データバスの数に対応
してシフト制御信号S21,S22及びバス駆動回路12−1,12
−2の数を増やし、それらのバス駆動回路をデコード回
路10の出力信号により選択して活性化すればよい。デー
タバスの系統数を多くするほど、それに比例して第1の
実施例の利点が顕著になる。
(ii) 第1図、第5図及び前記(i)において、シフ
ト回路11,11A等を複数個並列に設け、それらのシフト回
路11,11Aをシフト制御信号S21,S22により同時に制御す
ることも可能である。
(iii) 第7図のセレクタ31は、最大値Bを代えて特
定ビットパターン等の設定値を入力する構成にしてもよ
い。さらに、シフト回路11,11A及びリミット回路30は、
第4図、第6図及び第7図以外の回路で構成することも
可能である。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば、系統の
異なる第1及び第2のデータバスに各々対応して設けら
れた第1及び第2のバス駆動回路に、1個のシフト回路
からシフトデータ(演算結果等のデータをシフトしたも
の)を与え、その第1及び第2のバス駆動回路を選択的
に動作させることにより、該シフトデータを所望のデー
タバスに与える構成にしたので、2系統の第1及び第2
のデータバスに対して1個のシフト回路で足り、回路規
模及び配線数を減少できる。これにより、回路形成の容
易化、消費電力の低減、及び集積度の向上という効果が
期待できる。
また、オーバフロー検出手段及びリミット回路を付加
してオーバフロー時にシフト回路の出力シフトデータを
設定値に固定するようにしたので、オーバフローを抑制
して演算精度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示すディジタル信号処
理回路の要部構成図、第2図及び第3図は従来のディジ
タル信号処理回路の要部構成図、第4図は第1図中のシ
フト回路の構成図、第5図は本発明の第2の実施例を示
すディジタル信号処理回路の要部構成図、第6図は第5
図中のシフト回路の構成図、第7図は第5図中のリミッ
ト回路の構成図である。 10……デコード回路、11,11A……シフト回路、12−1,12
−2……バス駆動回路、13−1,13−2……データバス、
23……オーバフロー検出回路、30……リミット回路、Di
……入力データ、S10……バス制御信号、S11……選択信
号、S12,S13……バス駆動制御信号、S21,S22……シフト
制御信号。
フロントページの続き (72)発明者 鴨井 秀樹 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−212724(JP,A) 特開 昭59−202541(JP,A) 特開 昭62−98425(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数ビットのデータを転送する第1のデー
    タバス及び前記第1のデータバスとは系統が異なり、複
    数ビットのデータを転送する第2のデータバスを有する
    マルチバス方式のディジタル信号処理回路において、 バス制御信号を解読して選択信号及びバス駆動制御信号
    を出力するデコード回路と、 出力データを出力するデータ出力部と、 前記選択信号に基づいて複数のシフト制御信号のうちの
    一つを選択し、その選択されたシフト制御信号に応答し
    て前記出力データの桁移動を行いシフトデータとして出
    力するシフト回路と、 各々前記シフトデータが入力され、前記第1及び第2の
    データバスに対応して設けられた第1及び第2のバス駆
    動回路であって、前記バス駆動制御信号に応答して前記
    入力されたシフトデータをそれぞれ対応する前記第1及
    び第2のデータバスへ与える前記第1及び第2のバス駆
    動回路とを、備えたことを特徴とするディジタル信号処
    理回路。
  2. 【請求項2】前記シフト回路にオーバフロー検出手段を
    付加し、 前記オーバフロー検出手段によるオーバフロー検出時に
    は前記シフト回路から出力されるシフトデータを設定値
    に固定するリミット回路を、前記シフト回路の出力側と
    前記第1及び第2のバス駆動回路の入力側との間に接続
    した請求項1記載のディジタル信号処理装置。
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