JP2797773B2 - 逆数演算装置 - Google Patents

逆数演算装置

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JP2797773B2 JP25656091A JP25656091A JP2797773B2 JP 2797773 B2 JP2797773 B2 JP 2797773B2 JP 25656091 A JP25656091 A JP 25656091A JP 25656091 A JP25656091 A JP 25656091A JP 2797773 B2 JP2797773 B2 JP 2797773B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は逆数演算装置に関し、特
に2のべき乗数を基数とする正規化浮動小数点数の逆数
演算装置に関する。
【0002】
【従来の技術】2のべき乗数Nを基数とする仮数部がm
(ただし、1/N≦|m|<1)、指数部がnの正規化
浮動小数点数の逆数は次のように表すことができる。
【0003】
【数1】 したがって、前記正規化浮動小数点数の被演算数の逆数
は、被演算数の仮数部の逆数を演算結果の仮数部に、被
演算数の指数部の符号を反転したものを演算結果の指数
部にすることで求められる。しかし、このようにして求
めた逆数は、正規化された状態にならないため、正規化
処理を施す必要がある。
【0004】図5は逆数演算装置の従来例を示す説明図
である。
【0005】変換表記憶部50には、あらかじめ被演算
数の仮数部mから逆数の仮数部1/mへの変換表を記憶
させておき、入力仮数部信号線501から入力した被演
算数の仮数部の値に対応する逆数を仮数部信号線503
に出力する。符号変換部51、は入力指数部信号線50
2から入力した被演算数の指数部の符号を反転した値を
指数部信号線504に出力する。入力仮数部信号線50
1および入力指数部信号線502は、それぞれ被演算数
を入力する入力信号線500から仮数部および指数部を
分離したものである。
【0006】正規化処理制御部52は、仮数部信号線5
03から入力される値から正規化処理に必要な情報を求
めて正規化制御信号線505に出力する。仮数部正規化
処理部53は、仮数部信号線503から入力した逆数の
仮数部に正規化制御信号線505で指示された量の桁合
わせを行なう正規化処理を施し、正規化された逆数の仮
数部の値を仮数部信号線506に出力する。指数部正規
化処理部54は、指数部信号線504から入力した逆数
の指数部に正規化制御信号線505で指示された量の加
算を行なう正規化処理を施し、正規化された逆数の指数
部の値を指数部信号線507に出力する。
【0007】仮数部信号線506および指数部信号線5
07を合わせた出力信号線508に被演算数の正規化さ
れた逆数が出力される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の逆数演
算装置は、仮数部の処理で変換表記憶部の索引を行なっ
た結果から正規化処理に必要な情報を求めて仮数部およ
び指数部の正規化処理を行なうため、信号の伝播遅延時
間が大きく、演算速度が遅いという欠点があった。
【0009】本発明の目的は、高速な逆数演算装置を提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の逆数演算装置
は、2のべき乗数Nを基数とし、仮数部mが1/N≦|
m|<1である正規化浮動小数点数の逆数演算装置にお
いて、被演算数の仮数部を入力すると入力した値の逆数
の1/Nを出力する変換表を記憶する記憶手段と、被演
算数の指数部を入力すると1から入力した値を引いた値
を出力する第1の演算手段と、被演算数の仮数部が正の
ときは定数1/Nを、負のときは定数−1/Nを出力す
る定数生成手段と、被演算数の指数部を入力すると2か
ら入力した値を引いた値を出力する第2の演算手段と、
前記定数生成手段の出力を仮数部とし、第2の演算手段
の出力を指数部とする浮動小数点数を第1の入力とし
て、前記記憶手段の出力を仮数部とし、第1の演算手段
の出力を指数部とする浮動小数点数を第2の入力として
入力し、被演算数の仮数部の絶対値が1/Nと等しいと
きは第1の入力を、等しくないときは第2の入力を選択
して演算結果として出力する選択手段とを備えることを
特徴とする。
【0011】また、本発明の逆数演算装置は、2のべき
乗数Nを基数とし、仮数部mが1/N≦|m|<1であ
る正規化浮動小数点数の逆数演算装置において、被演算
数の仮数部を入力すると入力した値の逆数の1/Nを出
力する変換表を記憶する記憶手段と、被演算数の仮数部
が正のときは定数1/Nを、負のときは定数−1/Nを
出力する第1の定数生成手段と、被演算数の仮数部の絶
対値が1/Nと等しいときは定数2を、等しくないとき
は定数1を出力する第2の定数生成手段と、被演算数の
仮数部の絶対値が1/Nと等しいときは第1の定数生成
手段の出力を、等しくないときは前記記憶手段の出力を
選択して出力する選択手段と、第2の定数生成手段の出
力から被演算数の指数部を減算し結果を出力する演算手
段とを備え、前記選択手段の出力を仮数部とし、演算手
段の出力を指数部とする浮動小数点数を演算結果として
出力することを特徴とする。
【0012】さらに、本発明の逆数演算装置は、2のべ
き乗数Nを基数とし、仮数部mが1/N≦|m|<1で
ある正規化浮動小数点数の逆数演算装置において、被演
算数の仮数部を入力すると入力した値の逆数の1/Nと
等しいときは入力した値の逆数の1/N2 を、等しくな
いときは入力した値の逆数の1/Nを出力する変換表を
記憶する記憶手段と、被演算数の指数部を入力すると1
から入力した値を引いた値を出力する第1の演算手段
と、被演算数の指数部を入力すると2から入力した値を
引いた値を出力する第2の演算手段と、被演算数の仮数
部が1/Nと等しいときは第2の演算手段の出力を、等
しくないときは第1の演算手段の出力を選択して出力す
る選択手段とを備え、前記記憶手段の出力を仮数部と
し、前記選択手段の出力を指数部とする浮動小数点数を
演算結果として出力することを特徴とする。
【0013】そして、本発明の逆数演算装置は、2のべ
き乗数Nを基数とし、仮数部mが1/N≦|m|<1で
ある正規化浮動小数点数の逆数演算装置において、被演
算数の仮数部を入力すると入力した値の絶対値が1/N
と等しいときは入力した値の逆数の1/N2 を、等しく
ないときは入力した値の逆数の1/Nを出力する変換表
を記憶する記憶手段と、被演算数の仮数部が1/Nと等
しいときは定数2を、等しくないときは定数1を出力す
る定数生成手段と、前記定数生成手段の出力から被演算
数の指数部を減算し結果を出力する演算手段とを備え、
前記記憶手段の出力を仮数部とし、演算手段の出力を指
数部とする浮動小数点数を演算結果として出力すること
を特徴とする。
【0014】
【作用】仮数部がm(ただし、1/N≦|m|<1)、
指数部がnの2のべき乗数Nを基数とする正規化浮動小
数点数の逆数は、次のように表すことができる。
【0015】
【数2】 この式より被演算数の仮数部mの値に応じ、次の方法
で、正規化された逆数を求めることができる。 (1)1/N<|m|<1の場合、 逆数の仮数部は被演算数の仮数部mの逆数1/mに1/
Nを掛けることで算出する。逆数の指数部は被演算数の
指数部nを1から引くことで算出する。このようにして
求めた逆数の仮数部1/(mN)は、
【0016】
【数3】 を満たすため、求めた逆数は正規化されたものとなる。 (2)|m|=1/Nの場合 逆数の仮数部は被演算数の仮数部mの逆数1/mに1/
2 を掛けることで算出する。逆数の指数部は被演算数
の指数部nを2から引くことで算出する。このようにし
て求めた逆数の仮数部1/(mN2 )は、
【0017】
【数4】 を満たすため、求めた逆数は正規化されたものとなる。
【0018】上記(1)、(2)のいずれについても、
正規化された演算結果が直接得られ、演算後の正規化手
段を設ける必要がない。
【0019】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0020】図1は本発明の第1の実施例を示す説明図
である。
【0021】変換表記憶部11には、あらかじめ被演算
数の仮数部mから1/(mN)への変換表を記憶させて
おき、入力仮数部信号線101から入力した被演算数の
仮数部の逆数の1/Nの値を仮数部信号線103に出力
する。減算部12は、入力指数部信号線102から入力
した被演算数の指数部nを1から引いた値を指数部信号
線104に出力する。入力仮数部信号線101および入
力指数部信号線102、はそれぞれ被演算数を入力する
入力信号線100から仮数部および指数部を分離したも
のである。定数生成部13は、入力仮数部信号線101
から入力した被演算数の仮数部が正のときは定数1/N
を、負のときは定数−1/Nの仮数部信号線105に出
力する。この定数1/Nおよび−1/Nは、それぞれm
=1/Nおよび−1/Nのときはの1/(mN2 )に対
応するものである。減算部14は、入力指数部信号線1
02から入力した被演算数の指数部nを2から引いた値
を指数部信号線106に出力する。浮動小数点数信号線
107は、仮数部信号線103および指数部信号線10
4を合わせたものである。浮動小数点数信号線108
は、仮数部信号線105および指数部信号線106を合
わせたものである。
【0022】演算結果選択部15は、入力仮数部信号線
101の仮数部mの絶対値が1/Nに等しいときは浮動
小数点数信号線108からの入力を、等しくないときは
浮動小数点数信号線107からの入力を選択してこの値
を出力信号線110に出力する。出力信号線110の値
は、入力信号線100に入力された被演算数の逆数の正
規化浮動小数点数である。
【0023】図2は本発明の第2の実施例を示す説明図
である。
【0024】変換表記憶部21には、あらかじめ被演算
数の仮数部mから1/(mN)への変換表を記憶させて
おき、入力仮数部信号線201から入力した被演算数の
仮数部の逆数の1/Nの値を仮数部信号線204に出力
する。定数生成部22は、入力仮数部信号線201から
入力した被演算数の仮数部が正のときは定数1/Nを、
負のときは定数−1/Nの仮数部信号線205に出力す
る。この定数1/Nおよび−1/Nは、それぞれm=1
/Nおよび−1/Nのときの1/(mN2 )に対応する
ものである。仮数部選択部24は、入力仮数部信号線2
01の仮数部mの絶対値が1/Nと等しいときは仮数部
信号線205からの入力を、等しくないときは仮数部信
号線204からの入力を選択してこの値を仮数部信号線
207に出力する。
【0025】定数生成部23は、入力仮数部信号線20
1の仮数部mの絶対値が1/Nと等しいときは定数2
を、等しくないときは定数1を定数信号線206に出力
する。減算部25は、定数信号線206から入力される
値から、入力指令部信号線202から入力される値を引
き、その演算結果を指数部信号線208に出力する。
【0026】入力仮数部信号線201および入力指数部
信号線202は、それぞれ被演算数を入力する入力信号
線200から仮数部および指数部を分離したものであ
る。出力信号線209は、仮数部信号線207および指
数部信号線208を合わせたものであり、入力信号線2
00に入力された被演算数の逆数を正規化浮動小数点数
で出力する。
【0027】図3は本発明の第3の実施例を示す説明図
である。
【0028】変換表記憶部30には、あらかじめ被演算
数の仮数部mを入力すると、仮数部mの絶対値が1/N
と等しいときはmの逆数の1/N2 を、等しくないとき
はmの逆数の1/Nを出力する変換表を記憶させてお
き、入力仮数部信号線301から入力した被演算数の仮
数部に対応する値を仮数部信号線303に出力する。
【0029】減算部32は、入力指数部信号線302か
ら入力した被演算数の指数部nを1から引いた値を指数
部信号線305に出力する。減算部33は、入力指数部
信号線302から入力した被演算数の指数部nを2から
引いた値を指数部信号線306に出力する。入力仮数部
信号線301および入力指数部信号線302は、それぞ
れ被演算数を入力する入力信号線300から仮数部およ
び指数部を分離したものである。指数部選択部34は、
入力仮数部信号線301の仮数部mの絶対値が1/Nと
等しいときは指数部信号線306からの入力を、等しく
ないときは指数部信号線305からの入力を選択してこ
の値を指数部信号線307に出力する。出力信号線30
8は、仮数部信号線303および指数部信号線307を
合わせたものであり、入力信号線300に入力された被
演算数の逆数を正規化浮動小数点数で出力する。
【0030】図4は本発明の第4の実施例を示す説明図
である。
【0031】変換表記憶部40には、あらかじめ被演算
数の仮数部mを入力すると、仮数部mの絶対値が1/N
と等しいときはmの逆数の1/N2 を、等しくないとき
はmの逆数の1/Nを出力する変換表を記憶させてお
き、入力仮数部信号線401から入力した被演算数の仮
数部に対応する値を、仮数部信号線403に出力する。
定数生成部41は、入力仮数部信号線401の仮数部m
の絶対値が1/Nと等しいときは定数2を、等しくない
ときは定数1を定数信号線404に出力する。減算部4
2は、定数信号線404から入力される値から、入力指
令部信号線402から入力される値を引き、その演算結
果を指数部信号線405に出力する。
【0032】入力仮数部信号線401および入力指数部
信号線402は、それぞれ被演算数を入力する入力信号
線400から仮数部および指数部を分離したものであ
る。出力信号線406は、仮数部信号線403および指
数部信号線405を合わせたものであり、入力信号線4
00に入力された被演算数の逆数を正規化浮動小数点数
で出力する。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、正規化さ
れた演算結果が直接得られ、演算後の正規化手段を設け
る必要がないため、回路構成が簡潔で演算に関する信号
の伝播遅延時間を小さくでき、演算速度を高速にするこ
とができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す説明図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す説明図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す説明図である。
【図4】本発明の第4の実施例を示す説明図である。
【図5】逆数演算装置の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
11 変換表記憶部 12 減算部 13 定数生成部 14 減算部 15 演算結果選択部 100 入力信号線 101 入力仮数部信号線 102 入力指数部信号線 103 仮数部信号線 104 指数部信号線 105 仮数部信号線 106 指数部信号線 107 浮動小数点信号線 108 浮動小数点信号線 110 出力信号線 21 変換表記憶部 22 定数生成部 23 定数生成部 24 仮数部選択部 25 減算部 200 入力信号線 201 入力仮数部信号線 202 入力指数部信号線 204 仮数部信号線 205 仮数部信号線 206 定数信号線 207 仮数部信号線 208 指数部信号線 209 出力信号線 30 変換表記憶部 32 減算部 33 減算部 34 指数部選択部 300 入力信号線 301 入力仮数部信号線 302 入力指数部信号線 303 仮数部信号線 305 指数部信号線 306 指数部信号線 307 指数部信号線 308 出力信号線 40 変換表記憶部 41 定数生成部 42 減算部 400 入力信号線 401 入力仮数部信号線 402 入力指数部信号線 403 仮数部信号線 404 定数信号線 405 指数部信号線 406 出力信号線

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2のべき乗数Nを基数とし、仮数部mが
    1/N≦|m|<1である正規化浮動小数点数の逆数演
    算装置において、 被演算数の仮数部を入力すると入力した値の逆数の1/
    Nを出力する変換表を記憶する記憶手段と、 被演算数の指数部を入力すると1から入力した値を引い
    た値を出力する第1の演算手段と、 被演算数の仮数部が正のときは定数1/Nを、負のとき
    は定数−1/Nを出力する定数生成手段と、 被演算数の指数部を入力すると2から入力した値を引い
    た値を出力する第2の演算手段と、 前記定数生成手段の出力を仮数部とし、第2の演算手段
    の出力を指数部とする浮動小数点数を第1の入力とし
    て、前記記憶手段の出力を仮数部とし、第1の演算手段
    の出力を指数部とする浮動小数点数を第2の入力として
    入力し、被演算数の仮数部の絶対値が1/Nと等しいと
    きは第1の入力を、等しくないときは第2の入力を選択
    して演算結果として出力する選択手段とを備えることを
    特徴とする逆数演算装置。
  2. 【請求項2】 2のべき乗数Nを基数とし、仮数部mが
    1/N≦|m|<1である正規化浮動小数点数の逆数演
    算装置において、 被演算数の仮数部を入力すると入力した値の逆数の1/
    Nを出力する変換表を記憶する記憶手段と、 被演算数の仮数部が正のときは定数1/Nを、負のとき
    は定数−1/Nを出力する第1の定数生成手段と、 被演算数の仮数部の絶対値が1/Nと等しいときは定数
    2を、等しくないときは定数1を出力する第2の定数生
    成手段と、 被演算数の仮数部の絶対値が1/Nと等しいときは第1
    の定数生成手段の出力を、等しくないときは前記記憶手
    段の出力を選択して出力する選択手段と、 第2の定数生成手段の出力から被演算数の指数部を減算
    し結果を出力する演算手段とを備え、 前記選択手段の出力を仮数部とし、演算手段の出力を指
    数部とする浮動小数点数を演算結果として出力すること
    を特徴とする逆数演算装置。
  3. 【請求項3】 2のべき乗数Nを基数とし、仮数部mが
    1/N≦|m|<1である正規化浮動小数点数の逆数演
    算装置において、 被演算数の仮数部を入力すると入力した値の逆数の1/
    Nと等しいときは入力した値の逆数の1/N2 を、等し
    くないときは入力した値の逆数の1/Nを出力する変換
    表を記憶する記憶手段と、 被演算数の指数部を入力すると1から入力した値を引い
    た値を出力する第1の演算手段と、 被演算数の指数部を入力すると2から入力した値を引い
    た値を出力する第2の演算手段と、 被演算数の仮数部が1/Nと等しいときは第2の演算手
    段の出力を、等しくないときは第1の演算手段の出力を
    選択して出力する選択手段とを備え、 前記記憶手段の出力を仮数部とし、前記選択手段の出力
    を指数部とする浮動小数点数を演算結果として出力する
    ことを特徴とする逆数演算装置。
  4. 【請求項4】 2のべき乗数Nを基数とし、仮数部mが
    1/N≦|m|<1である正規化浮動小数点数の逆数演
    算装置において、 被演算数の仮数部を入力すると入力した値の絶対値が1
    /Nと等しいときは入力した値の逆数の1/N2 を、等
    しくないときは入力した値の逆数の1/Nを出力する変
    換表を記憶する記憶手段と、 被演算数の仮数部が1/Nと等しいときは定数2を、等
    しくないときは定数1を出力する定数生成手段と、 前記定数生成手段の出力から被演算数の指数部を減算し
    結果を出力する演算手段とを備え、 前記記憶手段の出力を仮数部とし、演算手段の出力を指
    数部とする浮動小数点数を演算結果として出力すること
    を特徴とする逆数演算装置。
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