JP2734438B2 - Multiplier - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は乗算装置に関し、特
に2つのデータの積を求める際に、いくつかの部分積を
求め、この部分積を加算することにより積を求め、この
積に1つのデータを加算し最終の積和演算値を求める積
和演算装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiplication device, and more particularly, to obtaining a product of two data, obtaining some partial products, obtaining the product by adding the partial products, and obtaining one product from the product. The present invention relates to a product-sum operation device that adds data to obtain a final product-sum operation value.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7に、2次のブース(Booth)の
アルゴリズムを用いてなる従来の一般的な乗算論理を説
明するための図を示す。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional general multiplication logic using a second-order Booth algorithm.
【0003】被乗数X、乗数Yの乗算を行う際に、乗数
Yを3ビットずつの組合わせに分け、図7(B)に示す
変換規則に従って、部分積Pn(i=0〜8)を求め、
次に各部分積Pnについてそれぞれの重みに応じた加算
を行い、被乗数Xと乗数Yとの積を求める方法が用いら
れている。図7(B)に示すように、乗数Yの連続する
3ビット(y2n+1、y2n、y2n-1)の論理値に従い、部
分積Pnとして、被乗数Xについて0、±X、±2Xの
値が選択される。この乗算論理の理解を容易とするた
め、その骨子を簡単に説明すると、被乗数Xが「10」
(=5ビット2進表示で“01010”)、乗数Yが「2」
(=“00010”)という簡単な例で説明すると、まず乗
算YのLSB(最下位ビット)の下の桁に“0”を1つ
付加し、図7(B)に従い、(y2n+1、y2n、y2n-1)
=(y1、y0、y-1)の組合せは(1,0,0)とされ(但
し、y-1=0)、この組み合わせに対する部分積P0
は、−2Xとされ、次に被乗数Yについて前回の組み合
わせ(y1、y0、y-1)と1ビットオーバラップするよ
うにして、(y3、y2、y1)=(0、0、1)の組み合わ
せに対する部分積P1は、+Xとされ、これを2ビット
分の右シフトに対応して4倍し(4X)、これらを加算
して4X+(−2X)から、乗算結果2X(=“1010
0”)が得られる。When multiplying the multiplicand X and the multiplier Y, the multiplier Y is divided into combinations of three bits, and a partial product Pn (i = 0 to 8) is obtained according to the conversion rule shown in FIG. ,
Next, a method is used in which addition is performed on each partial product Pn according to the respective weights to obtain a product of the multiplicand X and the multiplier Y. As shown in FIG. 7 (B), according to the logical values of three consecutive bits (y 2n + 1 , y 2n , y 2n-1 ) of the multiplier Y, 0, ± X, ± A value of 2X is selected. In order to facilitate understanding of the multiplication logic, the outline of the multiplication logic will be described briefly.
(= “01010” in 5-bit binary notation), the multiplier Y is “2”
To explain with a simple example of (= “00010”), first, one “0” is added to the lower digit of the LSB (least significant bit) of the multiplication Y, and (y 2n + 1 ) is added according to FIG. , Y 2n , y 2n-1 )
= (Y 1 , y 0 , y −1 ) is taken as (1,0,0) (where y −1 = 0), and the partial product P0 for this combination
Is set to −2X, and then the multiplicand Y overlaps the previous combination (y 1 , y 0 , y −1 ) by 1 bit, so that (y 3 , y 2 , y 1 ) = (0, The partial product P1 for the combination of 0, 1) is set to + X, which is quadrupled (4X) corresponding to a right shift of 2 bits, added, and 4X + (-2X) is added to obtain the multiplication result 2X (= “1010
0 ").
【0004】図8は、さらに被乗数Xと乗数Yについて
部分積により求められた積に対して、加数Zを加算し、
最終積和演算値X*Y+Zを求める手順が模式的に示さ
れている。FIG. 8 further shows that the addend Z is added to the product obtained by the partial product for the multiplicand X and the multiplier Y,
A procedure for obtaining the final product-sum operation value X * Y + Z is schematically shown.
【0005】この理論を用いた乗算入力X、Yが各16
ビットとされ、加数入力Zが32ビットの乗算装置の従
来の構成の一例を図6に示す。When the multiplication inputs X and Y using this theory are 16
FIG. 6 shows an example of a conventional configuration of a multiplication device having 32 bits and an addend input Z of 32 bits.
【0006】図6を参照して、この従来の乗算装置は、
符号付の16ビット乗算を行う8段の桁上げ保存加算回
路(Carry Save Adder、「CSA」と
いう)202、204、206、208、210、21
2、214、216と、上記8段の桁上げ保存加算回路
(CSA)へ入力する部分積を選択するセレクタ20
1、203、205、207、209、211、21
3、215による部分積演算回路と、符号ビット部の部
分積を算出する桁上げ保存加算回路(CSA)218に
よる部分積演算回路と、桁上げ保存加算回路(CSA)
218へ入力する部分積を選択するセレクタ217によ
る符号ビット部の部分積演算回路と、積和演算時の32
ビットデータを加算する桁上げ保存加算回路(CSA)
219と、積和演算結果を2の補数表現に変換する桁上
げ伝搬加算回路(Carry Propagate A
dder、「CPA」という)220と、ブース(Bo
oth)の方法により部分積を求めるためのブース(B
ooth)デコーダ回路222と、から構成されてい
る。Referring to FIG. 6, this conventional multiplication device comprises:
Eight-stage carry save adder (referred to as "CSA") 202, 204, 206, 208, 210, 21 for performing signed 16-bit multiplication
2, 214, 216 and a selector 20 for selecting a partial product to be input to the 8-stage carry save and add circuit (CSA)
1, 203, 205, 207, 209, 211, 21
3 and 215, a carry save and add circuit (CSA) 218 for calculating a partial product of the sign bit portion, and a carry save and add circuit (CSA)
A partial product operation circuit for a sign bit part by a selector 217 for selecting a partial product to be input to 218;
Carry save addition circuit (CSA) for adding bit data
219 and a carry propagation addition circuit (Carry Propagation A) for converting the product-sum operation result into a two's complement representation.
dder, “CPA”) 220 and booth (Bo)
booth (B) for obtaining a partial product by the method of
o) decoder circuit 222.
【0007】図6に示した乗算装置による16ビット符
号付きの入力データX、Yの乗算と乗算結果の32ビッ
トデータと32ビットの入力データZの加算は次のよう
に行われる。The multiplication device shown in FIG. 6 multiplies the input data X and Y with the 16-bit sign and adds the 32-bit data resulting from the multiplication and the 32-bit input data Z as follows.
【0008】まず、入力データXは18ビットに符号拡
張され、部分積演算回路のセレクタ201、203、2
05、207、209、211、213、215、21
7へ送られる。First, the input data X is sign-extended to 18 bits, and the selectors 201, 203, 2
05, 207, 209, 211, 213, 215, 21
It is sent to 7.
【0009】さらに、入力データXの2倍のデータ(2
*X)が18ビットにゼロ拡張され、部分積演算回路の
セレクタ201、203、205、207、209、2
11、213、215、217へ送られる。Further, data twice as large as the input data X (2
* X) is zero-extended to 18 bits and the selectors 201, 203, 205, 207, 209, 2
11, 213, 215, and 217.
【0010】入力データYは、18ビットに符号拡張さ
れた後、3ビットずつの組合わせに分けられ、ブース
(Booth)デコーダ回路222においてBooth
の方法に従って、部分積Pnを求めるための制御信号を
生成し、部分積生成回路のセレクタ部201、203、
205、207、209、211、213、215、2
17に送られる。上記制御信号により部分積生成回路の
セレクタ部201、203、205、207、209、
211、213、215、217で部分積Pnが求ま
る。[0010] The input data Y is sign-extended to 18 bits and then divided into combinations of 3 bits each.
, A control signal for obtaining the partial product Pn is generated, and the selector units 201, 203,
205, 207, 209, 211, 213, 215, 2
It is sent to 17. The selector signals 201, 203, 205, 207, 209,
The partial product Pn is determined by 211, 213, 215, and 217.
【0011】次に、求められた部分積Pnは、桁上げ保
存加算回路(CSA)202、204、206、20
8、210、212、214、216、218において
その重みに応じて加算される。Next, the obtained partial product Pn is used as a carry save adder (CSA) 202, 204, 206, 20.
8, 210, 212, 214, 216 and 218 are added according to the weight.
【0012】さらに、この部分積Pnの加算結果に、3
2ビットのデータZを桁上げ保存加算回路(CSA)2
18で加算し、桁上げ保存加算回路(CSA)218の
結果出力が桁上げ伝搬加算回路(CPA)220で、完
全な2の補数データに変換される。Further, the result of addition of the partial product Pn is 3
2-bit data Z is carried and stored and added (CSA) 2
The result output of the carry save and add circuit (CSA) 218 is converted to complete two's complement data by a carry propagation adder (CPA) 220.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】図6に示した上記従来
の乗算器は、データビット分の幅の桁上げ保存加算回路
(CSA)を複数段備え、高速に演算を行っている。The conventional multiplier shown in FIG. 6 includes a plurality of stages of carry save and add circuits (CSAs) each having a data bit width, and performs high-speed operations.
【0014】しかしながら、上記従来の乗算器は、複数
段の桁上げ保存加算回路(CSA)を備えることによ
り、チップの面積において乗算器の占める割合が大きく
なってしまっているという問題点を有している。However, the conventional multiplier has a problem that the proportion of the multiplier in the chip area is increased due to the provision of the carry save adder circuit (CSA) of a plurality of stages. ing.
【0015】現在、積和演算に必要とされる機能は、符
号付の乗算結果に、符号付データを加算することであ
る。Currently, the function required for the product-sum operation is to add signed data to the signed multiplication result.
【0016】しかしながら、このような構成を用いた場
合、積和演算時において、符号部の部分積は常に零
(0)となる。これは、この積和演算においては、符号
付データを扱うため、符号部の演算に用いられる、ビッ
トの組み合わせ(y2n+1、y2n、y2n-1)が“000”、
または“111”となり、この場合、図6(B)に示すよ
うに、部分積は0となるためである。このため、桁上げ
保存加算回路(CSA)218は必要がなくなってしま
う。However, when such a configuration is used, the partial product of the sign part is always zero (0) during the product-sum operation. This is because, in this product-sum operation, since the signed data is handled, the combination of bits (y 2n + 1 , y 2n , y 2n-1 ) used for the operation of the sign part is “000”,
Or, it is "111", and in this case, the partial product becomes 0 as shown in FIG. Therefore, the carry save and add circuit (CSA) 218 becomes unnecessary.
【0017】本発明は、この点に着目して為されたもの
であって、限られたLSI資源において、符号部の桁上
げ保存加算回路(CSA)を使い分けることにより、回
路規模の縮小を可能とする乗算回路を提供することを目
的とする。The present invention has been made by paying attention to this point, and it is possible to reduce the circuit scale by selectively using the carry save addition circuit (CSA) of the code section in limited LSI resources. It is an object of the present invention to provide a multiplication circuit.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、被乗数(X)と乗数(Y)の部分積を算
出する複数の桁上げ保存加算回路(CSA)と、符号ビ
ット部の部分積を算出する桁上げ保存加算回路(CS
A)と、を含む部分積演算回路と、前記部分演算回路の
出力を加算する桁上げ伝搬加算回路(CPA)と、を備
えた乗算装置において、上記符号ビット部の部分積を算
出する桁上げ保存加算回路(CSA)への入力に部分積
(Pn)の他にデータ(Z)を選択可能なセレクタを付
加し、新たな加算器を追加することなく積和演算を行え
るようにしたことを特徴とする乗算装置を提供する。In order to achieve the above object, the present invention comprises a plurality of carry save and add circuits (CSAs) for calculating a partial product of a multiplicand (X) and a multiplier (Y); Carry save addition circuit (CS
A) and a carry propagation addition circuit (CPA) for adding the output of the partial operation circuit, the carry for calculating the partial product of the sign bit portion. A selector capable of selecting data (Z) in addition to the partial product (Pn) is added to the input to the save addition circuit (CSA) so that the product-sum operation can be performed without adding a new adder. A multiplication device is provided.
【0019】本発明によれば、CSA回路およびCPA
回路によって構成される乗算回路における最終段のCS
A回路への入力に、符号無し乗算時の被乗数Xと、積和
演算時の加算数Zを選択するためのセレクタを備え、乗
算演算時には最終段のCSA回路を部分積の加算に用い
て最終積を求めると共に、積和演算時には最終段のCS
A回路を加数Zの加算に用いて最終積和演算値を求める
ものとし、共通化したCSA回路を乗算時と積和演算時
で使い分けることにより、回路規模の縮小、チップ面積
の削減を達成したものである。According to the present invention, a CSA circuit and a CPA
CS of the last stage in the multiplication circuit constituted by the circuit
The input to the A circuit is provided with a selector for selecting a multiplicand X at the time of unsigned multiplication and an addition number Z at the time of the product-sum operation. In addition to calculating the product, the final stage CS
A circuit is used to add the addend Z to obtain the final sum-of-products operation value, and the circuit size and chip area are reduced by using a common CSA circuit for multiplication and product-sum operation. It was done.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0021】図2は、本発明の実施形態に係る乗算器に
おける演算過程を説明するための図である。被乗数X、
乗数Yの乗算を行う際に、乗数Yを3ビットずつの組合
わせに分け、図2(B)に示すBoothの変換規則に
従って部分積Pnを求め、次に各部分積Pnについてそ
れぞれの重みに応じた加算を行い、被乗数X、乗数Yと
の積を求める。FIG. 2 is a diagram for explaining an operation process in the multiplier according to the embodiment of the present invention. Multiplicand X,
When performing the multiplication by the multiplier Y, the multiplier Y is divided into a combination of three bits, a partial product Pn is obtained according to the Booth's conversion rule shown in FIG. A corresponding addition is performed to obtain a product of the multiplicand X and the multiplier Y.
【0022】図3は、積和演算を行う場合の演算過程を
説明するための図であり、符号部の部分積以外の部分積
Pnに加数Zを加算し、最終積和演算値(X*Y+Z)
を求める。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation process when the product-sum operation is performed. The addend Z is added to the partial product Pn other than the partial product of the sign part, and the final product-sum operation value (X * Y + Z)
Ask for.
【0023】図1に、本発明の一実施形態に係る、乗算
入力が各16ビットおよび加数入力が32ビットの乗算
装置の構成例を示す。FIG. 1 shows a configuration example of a multiplication device according to an embodiment of the present invention, in which a multiplication input is 16 bits each and an addend input is 32 bits.
【0024】図1を参照して、本実施形態に係る乗算装
置は、符号付の16ビット乗算を行う8段の桁上げ保存
加算回路(Carry Save Adder、「CS
A」という)102、104、106、108、11
0、112、114、116と、上記8段の桁上げ保存
加算回路(CSA)へ入力する部分積を選択するセレク
タ101、103、105、107、109、111、
113、115による部分積演算回路と、乗算時は符号
ビット部の部分積を算出し、積和演算時は32ビットの
データの加算を行う桁上げ保存加算回路(CSA)11
8による部分積演算回路と、上記桁上げ保存加算回路
(CSA)へ入力するデータを選択するセレクタ117
による符号部の部分積演算回路と、演算結果を2の補数
表現に変換する桁上げ伝搬加算回路(Carry Pr
opagate Adder、「CPA」という)11
9と、Boothの方法により部分積を求めるためのB
oothデコーダ回路121と、から構成されている。Referring to FIG. 1, the multiplication apparatus according to the present embodiment includes an eight-stage carry save adder (Carry Save Adder, "CS") for performing signed 16-bit multiplication.
A ") 102, 104, 106, 108, 11
0, 112, 114, 116 and selectors 101, 103, 105, 107, 109, 111, which select partial products to be input to the 8-stage carry save and add circuit (CSA).
And a carry-save adder (CSA) 11 for calculating a partial product of the sign bit portion during multiplication and adding 32-bit data during multiplication and accumulation.
8 and a selector 117 for selecting data to be input to the carry save and add circuit (CSA).
And a carry propagation addition circuit (Carry Pr) for converting the operation result into a two's complement representation.
oppagate Adder (referred to as “CPA”) 11
9 and B for obtaining a partial product by the method of Booth
and an oth decoder circuit 121.
【0025】図1に示した本実施形態に係る乗算装置に
おいては、例えば16ビット符号付の入力データX、Y
の乗算と、この乗算結果である32ビットデータと32
ビットの入力データZとの加算は次のようにして行われ
る。In the multiplication device according to the present embodiment shown in FIG. 1, for example, input data X and Y with a 16-bit code
, And the multiplication result of 32-bit data and 32 bits
The addition of the bit to the input data Z is performed as follows.
【0026】まず、入力データXは18ビットに符号拡
張され、部分積演算回路のセレクタ101、103、1
05、107、109、111、113、115、11
7へ送られる。First, the input data X is sign-extended to 18 bits, and the selectors 101, 103, 1
05, 107, 109, 111, 113, 115, 11
It is sent to 7.
【0027】さらに、入力データXの2倍のデータが1
8ビットにゼロ拡張され、部分積演算回路のセレクタ1
01、103、105、107、109、111、11
3、115へ送られる。Further, data twice as large as the input data X is 1
Selector 1 of the partial product operation circuit, which is zero-extended to 8 bits
01, 103, 105, 107, 109, 111, 11
3, 115.
【0028】入力データYは18ビットに符号拡張され
た後、3ビットずつの組合わせに分けられ、図1に示す
ブース(Booth)デコーダ回路121においてブー
ス(Booth)の方法に従って、部分積Pnを求める
ための制御信号を生成し、部分積生成回路のセレクタ部
101、103、105、107、109、111、1
13、115に送られる。The input data Y is sign-extended to 18 bits and then divided into combinations of 3 bits each. In the Booth decoder circuit 121 shown in FIG. 1, the partial product Pn is calculated according to the Booth method. A control signal to be obtained is generated, and the selector units 101, 103, 105, 107, 109, 111, 1 of the partial product generation circuit are generated.
13 and 115.
【0029】上記制御信号により部分積生成回路のセレ
クタ部101、103、105、107、109、11
1、113、115で部分積Pnが求まる。The selectors 101, 103, 105, 107, 109, and 11 of the partial product generating circuit are controlled by the control signal.
The partial product Pn is obtained at 1, 113 and 115.
【0030】次に、求められた部分積Pnは、桁上げ保
存加算回路(CSA)102、104、106、10
8、110、112、114、116において、その重
みに応じて加算される。Next, the obtained partial product Pn is used as a carry save adder (CSA) 102, 104, 106, 10
8, 110, 112, 114, and 116 are added according to the weight.
【0031】セレクタ117によって、桁上げ保存加算
回路(CSA)118への入力として32ビットのデー
タZが選択される。The selector 117 selects 32-bit data Z as an input to the carry save and add circuit (CSA) 118.
【0032】この部分積P0からP7の加算結果と32
ビットのデータZが桁上げ保存加算回路(CSA)11
8で加算され、桁上げ保存加算回路(CSA)118の
出力結果が、CPA119で完全な2の補数データに変
換される。The result of adding the partial products P0 to P7 and 32
Bit data Z is a carry save and add circuit (CSA) 11
The output result of the carry save addition circuit (CSA) 118 is converted by the CPA 119 into complete two's complement data.
【0033】また、図1に示す乗算装置による16ビッ
ト符号無しの入力データX、Yの乗算は次のように行わ
れる。The multiplication of the input data X and Y without the 16-bit sign by the multiplication device shown in FIG. 1 is performed as follows.
【0034】まず、入力データXは18ビットに符号拡
張され、部分積演算回路のセレクタ101、103、1
05、107、109、111、113、115、11
7へ送られる。さらに、入力データXの2倍のデータが
18ビットにゼロ拡張され、部分積演算回路のセレクタ
101、103、105、107、109、111、1
13、115へ送られる。入力データYは18ビットに
符号拡張された後、3ビットずつの組合わせに分けら
れ、図1に示すブース(Booth)デコーダ回路12
1においてブース(Booth)の方法に従って、部分
積Pnを求めるための制御信号を生成し、部分積生成回
路のセレクタ部101、103、105、107、10
9、111、113、115に送られる。上記制御信号
により部分積生成回路のセレクタ部101、103、1
05、107、109、111、113、115で部分
積Pnが求まる。First, the input data X is sign-extended to 18 bits, and the selectors 101, 103, 1
05, 107, 109, 111, 113, 115, 11
It is sent to 7. Further, data twice as large as the input data X is zero-extended to 18 bits, and the selectors 101, 103, 105, 107, 109, 111, 1
13 and 115. After the input data Y is sign-extended to 18 bits, it is divided into combinations of 3 bits each, and the Booth (Booth) decoder circuit 12 shown in FIG.
In step 1, a control signal for obtaining the partial product Pn is generated according to the Booth's method, and the selector units 101, 103, 105, 107, and 10 of the partial product generation circuit are generated.
9, 111, 113, and 115. The selector signals 101, 103, 1
05, 107, 109, 111, 113 and 115 determine the partial product Pn.
【0035】次に、求められた部分積Pnは、桁上げ保
存加算回路(CSA)102、104、106、10
8、110、112、114、116においてその重み
に応じて加算される。セレクタ117によって、桁上げ
保存加算回路(CSA)118への入力として符号部の
部分積P8としてXまたは0が選択される。この部分積
P0からP7の加算結果と部分積P8が桁上げ保存加算
回路(CSA)118で加算され、桁上げ保存加算回路
(CSA)118の出力結果が桁上げ伝搬加算回路(C
PA)119で完全な2の補数データに変換される。Next, the obtained partial product Pn is used as a carry save adder (CSA) 102, 104, 106, 10
8, 110, 112, 114, and 116 are added according to the weight. The selector 117 selects X or 0 as the partial product P8 of the sign part as an input to the carry save addition circuit (CSA) 118. The result of addition of the partial products P0 to P7 and the partial product P8 are added by a carry save and add circuit (CSA) 118, and the output result of the carry save and add circuit (CSA) 118 is added to the carry propagation adder (C
PA) 119 to complete two's complement data.
【0036】図4は、本発明の一実施形態に係る乗算回
路における部分積生成部のセレクタ(図1のセレクタ1
01〜115)の回路構成を示す図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a selector (a selector 1 in FIG. 1) of a partial product generator in a multiplication circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the circuit of FIG.
【0037】乗数Yの3ビットの組合わせ(y2n+1、y
2n、y2n-1)がブース(Booth)デコーダ701に
よってデコードされ、X、−X、2X、−2X、0のう
ちのいずれかが部分積Pnとして選択される。すなわ
ち、第1段のセレクタで2XとXのいずれかが選択さ
れ、第2段のセレクタで第1段のセレクタで選択された
出力の反転信号と正転信号のいずれかが選択され、第3
段のセレクタで第2のセレクタからの出力と0のいずれ
かが選択出力されている。A combination of three bits of the multiplier Y (y 2n + 1 , y
2n , y 2n-1 ) are decoded by a Booth (Booth) decoder 701, and one of X, -X, 2X, -2X, and 0 is selected as a partial product Pn. That is, one of 2X and X is selected by the first-stage selector, and one of the inverted signal and the non-inverted signal of the output selected by the first-stage selector is selected by the second-stage selector.
Either the output from the second selector or 0 is selectively output by the selector at the stage.
【0038】図5は、本発明の一実施形態に係る乗算回
路の積和演算時の加数Zと乗算時の符号部の部分積のセ
レクタ117の回路構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a selector 117 for an addend Z at the time of multiply-accumulate operation and a partial product of a sign part at the time of multiplication in a multiplying circuit according to an embodiment of the present invention.
【0039】乗算時、乗数Yの符号ビット部の3ビット
の組合わせ(y17、y16、y15)が、Boothデコー
ダ701によってデコードされ、X、0のうちのいずれ
かが部分積P8として選択される。At the time of multiplication, a 3-bit combination (y 17 , y 16 , y 15 ) of the sign bit part of the multiplier Y is decoded by the Booth decoder 701, and one of X and 0 is set as a partial product P8. Selected.
【0040】積和演算時(積和演算命令信号がアクティ
ブ状態の時)、このセレクタ回路によって出力P8とし
て、データZが選択され、桁上げ保存加算回路(CS
A)118に出力される。At the time of product-sum operation (when the product-sum operation command signal is in an active state), data Z is selected as an output P8 by this selector circuit, and the carry save addition circuit (CS
A) Output to 118.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
積和演算時に符号付の乗算結果に符号付のデータを加算
するための桁上げ保存加算回路(CAS)と乗算時に符
号部の部分積を加算するための桁上げ保存加算回路(C
SA)を使い分けることにより、限られたLSI資源に
おいて乗算回路の回路規模を縮小させることができると
いう効果を有する。As described above, according to the present invention,
A carry save and add circuit (CAS) for adding signed data to a signed multiplication result at the time of a product-sum operation, and a carry save and add circuit (C) for adding a partial product of a sign part during multiplication.
By using SA) properly, there is an effect that the circuit scale of the multiplication circuit can be reduced with limited LSI resources.
【図1】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態における乗算演算処理を説
明するための図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a multiplication operation process according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態における積和演算処理を説
明するための図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a product-sum operation according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態における部分積生成部のセ
レクタの回路構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of a selector of a partial product generation unit according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態における符号部の部分積生
成部のセレクタの回路構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit configuration of a selector of a partial product generation unit of a coding unit according to an embodiment of the present invention.
【図6】従来の乗算装置の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional multiplication device.
【図7】従来の乗算装置における乗算処理を説明するた
めの図である。FIG. 7 is a diagram for explaining multiplication processing in a conventional multiplication device.
【図8】従来の乗算装置における積和演算処理を説明す
るための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a product-sum operation in a conventional multiplication device.
101、103、105、107、109、111、1
13、115、117、201、203、205、20
7、209、211、213、215、217部分積生
成部セレクタ回路 102、104、106、108、110、112、1
14、116、118、202、204、206、20
8、210、212、214、216、218、219
桁上げ保存加算回路 119、220 桁上げ伝搬加算回路 120、221 結果格納レジスタ 121、222、701、801 Boothデコーダ
回路101, 103, 105, 107, 109, 111, 1
13, 115, 117, 201, 203, 205, 20
7, 209, 211, 213, 215, 217 partial product generator selector circuit 102, 104, 106, 108, 110, 112, 1
14, 116, 118, 202, 204, 206, 20
8, 210, 212, 214, 216, 218, 219
Carry saving and adding circuit 119, 220 Carry propagation adding circuit 120, 221 Result storage register 121, 222, 701, 801 Booth decoder circuit
Claims (4)
する複数の桁上げ保存加算回路(CSA)と、符号ビッ
ト部の部分積を算出する桁上げ保存加算回路(CSA)
と、 を含む部分積演算回路と、 前記部分演算回路の出力を加算する桁上げ伝搬加算回路
(CPA)と、 を備えた乗算装置において、 上記符号ビット部の部分積を算出する桁上げ保存加算回
路(CSA)への入力に部分積(Pn)の他にデータ
(Z)を選択可能なセレクタを付加し、 新たな加算器を追加することなく積和演算を行えるよう
にしたことを特徴とする乗算装置。1. A plurality of carry save and add circuits (CSA) for calculating a partial product of a multiplicand (X) and a multiplier (Y), and a carry save and add circuit (CSA) for calculating a partial product of a sign bit part.
And a carry propagation addition circuit (CPA) for adding the output of the partial operation circuit, and a carry save addition for calculating the partial product of the sign bit portion. A selector that can select data (Z) in addition to the partial product (Pn) is added to the input to the circuit (CSA) so that the product-sum operation can be performed without adding a new adder. Multiplying device.
する複数段の桁上げ保存加算回路(CSA)と、 符号ビット部の部分積を算出する桁上げ保存加算回路
(CSA)と、 を備えた乗算装置において、 最終段の桁上げ保存加算回路(CSA)への入力に、符
号無し乗算時の被乗数(X)と、積和演算時の加算数
(Z)と、を選択するためのセレクタを備え、 乗算演算時には前記最終段の桁上げ保存加算回路(CS
A)を部分積(Pn)の加算に用いて最終積を求めると
共に、 積和演算時には前記最終段の桁上げ保存加算回路(CS
A)を加数(Z)の加算に用いて最終積和演算値を求め
るように、一の桁上げ保存加算回路(CSA)を部分積
と積和演算値の演算過程で共有してなることを特徴とす
る乗算装置。2. A multistage carry save and add circuit (CSA) for calculating a partial product of a multiplicand (X) and a multiplier (Y), and a carry save and add circuit (CSA) for calculating a partial product of a sign bit part. In the multiplication device provided with the following, the multiplicand (X) at the time of unsigned multiplication and the addition number (Z) at the time of the product-sum operation are selected as inputs to the carry-save addition circuit (CSA) at the last stage. For carrying out the multiplication operation, the carry save addition circuit (CS
A) is used to add the partial product (Pn) to obtain the final product, and at the time of the product-sum operation, the carry-save addition circuit (CS
A) A carry-save addition circuit (CSA) is shared in the process of calculating the partial product and the product-sum operation value so that the final product-sum operation value is obtained by using A) for the addition of the addend (Z). A multiplication device characterized by the above-mentioned.
(CSA)がそれぞれ、乗算時において、デコーダ回路
に入力される乗数(Y)の所定ビットの信号値の組み合
わせに応じて被乗数(X)について所定の値を選択する
ための前記デコーダ回路から出力される選択信号により
前記被乗数の所定値を部分積として対応する前記桁上げ
保存加算回路(CSA)に出力するセレクタ回路を備え
たことを特徴とする請求項1または2記載の乗算装置。3. The carry save addition circuits (CSA) other than the last stage each perform multiplication (X) according to a combination of signal values of predetermined bits of a multiplier (Y) input to a decoder circuit during multiplication. And a selector circuit for outputting a predetermined value of the multiplicand as a partial product to the corresponding carry save and add circuit (CSA) in response to a selection signal output from the decoder circuit for selecting a predetermined value. The multiplication device according to claim 1 or 2, wherein
信号を入力して部分積を対応する最終段の前記桁上げ保
存加算回路(CSA)に出力し、積和演算時には、前記
加数(Z)が前記桁上げ保存加算回路(CSA)に出力
されることを特徴とする請求項3記載の乗算装置。4. The selector receives a selection signal from the decoder circuit and outputs a partial product to the corresponding carry-save addition circuit (CSA) at the final stage. At the time of a product-sum operation, the adder (Z) is used. Is output to the carry save addition circuit (CSA).
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