JPH01286021A - Logical arithmetic circuit - Google Patents

Logical arithmetic circuit

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JPH01286021A
JPH01286021A JP11646088A JP11646088A JPH01286021A JP H01286021 A JPH01286021 A JP H01286021A JP 11646088 A JP11646088 A JP 11646088A JP 11646088 A JP11646088 A JP 11646088A JP H01286021 A JPH01286021 A JP H01286021A
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JP
Japan
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circuit
arithmetic
carry
unit
circuits
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Application number
JP11646088A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Shibukawa
渋川 勝
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To shorten the cycle time of a microcomputer and to raise a processing capacity by executing the arithmetic processing cycle of a logical arithmetic circuit such as an arithmetic and logial unit with a pipe line at high speed. CONSTITUTION:For an arithmetic and logical unit ALU, a combining circuit to cinstitute respective unit arithmetic circuits is parted to a first combining circuit including up to a half adder circuit and a second circuit including after a full adder circuit. A latch circuit LT is provided between first and second circuits and a pipe line processing is executed by first and second combining circuits. As the result, for the ALU, the adding processing of respective unit arithmetic circuits is executed at a high speed. These adding processings and the carry generating processing due to a group carry generating circuit and a unit carry generating circuit are executed in parallel and the arithmetic processing is generally executed at high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、論理演算回路に関するもので、例えば、l
チップマイクロコンピュータ等の算術論理演算ユニット
に利用して特に有効な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a logic operation circuit, for example,
The present invention relates to a technique that is particularly effective for use in arithmetic and logic units such as chip microcomputers.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

算術論理演算ユニットを含むマイクロコンピュータ等の
演算処理装置がある。これらの演算処理装置において、
算術論理演算ユニットは、例えばプラス6回路や半加算
回路及び全加算回路ならびにマイナス6Igl路等、実
質的に直列形態とされる複数段の組合せ回路を含む。
There is an arithmetic processing device such as a microcomputer that includes an arithmetic and logic operation unit. In these processing units,
The arithmetic logic unit includes multiple stages of combinational circuits substantially in series, such as, for example, plus-six circuits, half-adder circuits, full-adder circuits, and minus-six Igl circuits.

演算処理装置については、例えば、特願昭61−215
776号等に記載されている。
Regarding the arithmetic processing device, for example, Japanese Patent Application No. 1986-215
It is described in No. 776, etc.

〔発明が解決しようとする課a〕[Problem a that the invention seeks to solve]

第6図には、この発明に先立つて本顧発明者等が開発し
たマイクロコンピュータの算術論理演算ユニットALU
の部分的なブロック図が示されている。r71図の算術
論理演算ユニットALUは、いわゆる条件付加算方式を
採るものであり、またBCD (Binary Cod
ed  Decis+al)コード化された演算データ
に対する加減算機能を持つ。
FIG. 6 shows an arithmetic and logic operation unit ALU of a microcomputer developed by the present inventors prior to this invention.
A partial block diagram of is shown. The arithmetic and logic operation unit ALU in figure r71 employs the so-called conditional addition method, and also uses BCD (Binary Cod
ed Decis+al) Has addition and subtraction functions for coded calculation data.

第6図において、算術論理演算ユニットALUに入力さ
れる演算データは、8バイトすなわち64ビツト長とさ
れ、それぞれ4ビツトごとに群分割される。これらの演
算データは、所定の演算モードにおいて、各群を1桁と
するBCDコードとされる。算術論理演算ユニフ)AL
Uば、演算データの各群に対応して設けられる16個の
単位演算回路を含む。
In FIG. 6, the operation data input to the arithmetic and logic operation unit ALU has a length of 8 bytes, that is, 64 bits, and is divided into groups of 4 bits each. These calculation data are made into a BCD code in which each group has one digit in a predetermined calculation mode. Arithmetic and logical operation UNIF)AL
U includes 16 unit arithmetic circuits provided corresponding to each group of arithmetic data.

算術論理演算ユニットALUの各単位演算回路は、第6
図に例示的に示されるように、例えば演算上論理演算ユ
ニットALUは、さらに上記内部演算データlO〜x3
及びyO〜y3をもとにキャリー伝播関数pO〜p3及
びキャリー発生関数gO〜g3を形成する関数発生回路
AFGを金遣する選択回路SEL 1を含む、また、演
算データYO〜Y3に6を加算するプラス6回路+6と
、演算モードに従って上記演算データYO−Y3又は上
記プラス6回路+6の出力信号を選択的に内部データy
O〜y3として伝達する選択回路5EL2を含む。
Each unit arithmetic circuit of the arithmetic logic unit ALU has a sixth
As exemplarily shown in the figure, for example, the operational logic unit ALU further includes the internal operation data lO~x3.
It includes a selection circuit SEL 1 that operates a function generation circuit AFG that forms carry propagation functions pO to p3 and carry generation functions gO to g3 based on yO to y3, and also adds 6 to the calculation data YO to Y3. The output signal of the plus 6 circuit +6 and the output signal of the plus 6 circuit +6 and the above operation data YO-Y3 or the above plus 6 circuit +6 are selectively converted into internal data y according to the operation mode.
It includes a selection circuit 5EL2 that transmits signals as O to y3.

算術論理演算ユニツ1−ALUは、さらに上記内部演算
データxO〜x3及びyO〜y3をもとにキャリー伝播
関数pO〜p3及びキャリー発生関数gO〜g3を形成
する関数発生回路AFGを含む、これらのキャリー伝播
関数及びキャリー発生関数は、半加算回路HAと群間数
発生回路GAF−Gならびにその入力キャリー信号が論
理“1s又は論理“O”にそれぞれ固定されるキャリー
発生回路CGA及びCGBに共通に供給される。このう
ち、関数発生回路AFGと半加算回路HA及びキャリー
発生回路CGAは、全加算回路FAAとともに第1の加
算回路を構成する。また、関数発生回路AFGと半加算
回路HA及びキャリー発生回路CGBは、全加算回路F
ABとともに第2の加算回路を構成する。
The arithmetic and logic operation unit 1-ALU further includes a function generation circuit AFG that forms carry propagation functions pO to p3 and carry generation functions gO to g3 based on the internal operation data xO to x3 and yO to y3. The carry propagation function and the carry generation function are common to the half adder circuit HA, the intergroup number generation circuit GAF-G, and the carry generation circuits CGA and CGB whose input carry signals are fixed to logic "1s" or logic "O", respectively. Among these, the function generation circuit AFG, the half adder circuit HA, and the carry generation circuit CGA constitute the first adder circuit together with the full adder circuit FAA. The generation circuit CGB is a full adder circuit F.
Together with AB, it constitutes a second addition circuit.

全加算回路FAA及びFABの出力信号は、選択回路5
EL3により、群キャリー発生回路GCGlから出力さ
れるキャリー信号CO4に従って選択的に有効とされ、
内部出力データsO〜s3とされる。これらの内部出力
データsO〜33は、さらに演算モード及び出力キャリ
ー信号Coutに従って選択的に有効とされるマイナス
6回路−6及び選択回路5EL4を経た後、出力データ
SO〜S3として出力される。
The output signals of the full adder circuits FAA and FAB are sent to the selection circuit 5.
is selectively enabled by EL3 in accordance with the carry signal CO4 output from the group carry generation circuit GCGl,
These are internal output data sO to s3. These internal output data sO-33 are further outputted as output data SO-S3 after passing through a minus 6 circuit-6 and a selection circuit 5EL4 which are selectively enabled according to the operation mode and the output carry signal Cout.

つまり、この算術論理演算ユニットALUでは、2組の
加算回路が設けられることで、演算データXO〜X3及
びyo〜Y3に対する加算処理が入力キャリー信号すな
わち前段の群の出力キャリー信号CO4に関係なく行わ
れ、このキャリー信号CO4が確定した時点でそのレベ
ルに対応した演算結果が選択される。これにより、群キ
ャリー発生回路GC01等によるキャリー演算処理と加
算回路による加算処理を並行して行うことができるため
、算術論理演算ユニツ)ALUの演算処理が高速化され
るものである。
In other words, in this arithmetic and logic operation unit ALU, by providing two sets of adder circuits, the addition process for the operation data XO to X3 and yo to Y3 is performed regardless of the input carry signal, that is, the output carry signal CO4 of the previous stage group. When the carry signal CO4 is determined, the calculation result corresponding to the level is selected. As a result, the carry calculation process by the group carry generation circuit GC01 and the like and the addition process by the adder circuit can be performed in parallel, thereby speeding up the calculation process of the arithmetic logic unit (ALU).

一方、群間数発生回路GAFGによって形成された群キ
ャリー伝播関数PO3及び群キャリー発生関数GO3は
、対応する群キャリー発生回路GCGIに供給される。
On the other hand, the group carry propagation function PO3 and the group carry generation function GO3 formed by the inter-group number generation circuit GAFG are supplied to the corresponding group carry generation circuit GCGI.

算術論理演算ユニン1−ALυは、4個の群キャリー発
生回路GCG1〜GCG4と、1個のユニットキャリー
発生回路UCGとを含む0群キャリー発生回路GCG1
〜GCG4には、対応する4組の単位演算回路の上記群
間数発生回路GAFGから、群キャリー伝播関数P03
〜P15ないしPO51〜P63ならびに群キャリー発
生関数GO3〜G15ないしG51〜G63がそれぞれ
供給される0群キャリー発生回路GCG1〜GCG4は
、これらの群キャリー伝播関数及び群キャリー発生関数
をもとに、各群の出力キャリー信号CO4ないしC48
等をそれぞれ形成して次段の群キャリー発生回路に供給
するとともに、ユニットキャリー伝播関数UP15ない
しUP63ならびにユニットキャリー発生関数ucts
ないしUG63をそれぞれ形成してユニフトキャリー発
生回路UCGに供給する。ユニットキャリー発生回路U
CGは、上記ユニットキャリー伝播関数及びユニットキ
ャリー発生関数をもとに、算術論理演算ユニットALU
として出力キャリー信号Coutを形成する。
Arithmetic logic unit 1-ALυ is a 0 group carry generation circuit GCG1 including four group carry generation circuits GCG1 to GCG4 and one unit carry generation circuit UCG.
~GCG4 receives the group carry propagation function P03 from the group number generation circuit GAFG of the four corresponding unit arithmetic circuits.
The 0 group carry generation circuits GCG1 to GCG4 to which P15 to PO51 to P63 and group carry generation functions GO3 to G15 to G51 to G63 are supplied, respectively, perform the respective Group output carry signals CO4 to C48
etc. and supply them to the next stage group carry generation circuit, as well as unit carry propagation functions UP15 to UP63 and unit carry generation function ucts.
to UG63 are respectively formed and supplied to the unit carry generation circuit UCG. Unit carry generation circuit U
CG is an arithmetic logic operation unit ALU based on the above unit carry propagation function and unit carry generation function.
The output carry signal Cout is formed as the output carry signal Cout.

上記関数発生回路AFG、群関数群生数発生回路G及び
ユニットキャリー発生回路UCGにおいて、各キャリー
伝播関数及びキャリー発生関数。
In the function generation circuit AFG, the group function group raw number generation circuit G, and the unit carry generation circuit UCG, each carry propagation function and carry generation function.

群キャリー伝播関数及び群キャリー発生関数ならびにユ
ニットキャリー伝播関数及びユニットキャリー発生関数
は、周知のように、それぞれ1段又は2段の論理ゲート
回路を介して形成される。これにより、算術論理演算ユ
ニットALUのキャリー発生部はいわゆるキャリールッ
クアヘッド方式とされ、各出力キャリー信号は、演算デ
ータが64ビア)長とされるにもかかわらず、比較的短
時間で形成されるものとなる。
As is well known, the group carry propagation function, the group carry generation function, and the unit carry propagation function and unit carry generation function are each formed through one or two stages of logic gate circuits. As a result, the carry generation section of the arithmetic logic unit ALU is of the so-called carry look-ahead type, and each output carry signal is formed in a relatively short time even though the operation data is 64 vias long. Become something.

ところが、上記のような従来の算術論理演算ユニットA
LUは、前述のように、その動作を高速化するための様
々な工夫がなされているにもかかねらず、次のような問
題点を持つ、すなわち、従来の算術論理演算ユニットA
LUは、プラス6回路+6や関数発生回路AFG及び半
加算回路HAならびに全加算回路FAA、FAB及びマ
イナス6回路−6等、実質的に直列形態とされる複数段
の組合せ回路を含む、このため、算術論理演算ユニッ)
ALU全体の演算処理時間Tは、第5図に示されるよう
に、例えば算術論理演算ユニットALUの前段、すなわ
ち半加算回路HAまでの演算処理時間をT1とし、その
後段すなわち全加算回路FAA、FAB以降の演算処理
時間をT2とするとき、実質的に、 T−TI+T2 となる、このことは、上記のように複雑な論理構成を持
つ算術論理演算ユニツI−ALU等の宿命であり、その
動作の高速化が制限される一因となるものである。
However, the conventional arithmetic and logic unit A as described above
As mentioned above, although various efforts have been made to speed up the operation of the LU, it still has the following problems:
The LU includes multiple stages of combinational circuits that are substantially in series, such as the plus-six circuit +6, the function generator circuit AFG, the half-adder circuit HA, the full-adder circuits FAA, FAB, and the minus-six circuit-6. , arithmetic and logic unit)
As shown in FIG. 5, the arithmetic processing time T of the entire ALU is, for example, the arithmetic processing time up to the front stage of the arithmetic logic unit ALU, that is, the half adder circuit HA, and the arithmetic processing time up to the rear stage, that is, the full adder circuits FAA, FAB. When the subsequent calculation processing time is T2, it is essentially T-TI+T2. This is the fate of the arithmetic and logic unit I-ALU, etc., which has a complex logical configuration as described above, and its operation This is one of the factors that limits speed-up.

この発明の目的は、演算処理サイクルの高速化を図った
算術論理演算ユニット等の論理演算回路を提供すること
にある。この発明の他の目的は、算術論理演算ユニット
を含むマイクロコンピュータ等のサイクルタイムを短縮
し、その処理能力を高めることにある。
An object of the present invention is to provide a logic operation circuit such as an arithmetic and logic operation unit that achieves high-speed operation processing cycles. Another object of the present invention is to shorten the cycle time of a microcomputer, etc. that includes an arithmetic and logic unit, and to increase its processing capacity.

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、算術論理演算ユニット等を構成する複数段の
組合せ回路を、その前段に設けられ例えば半加算回路等
までを含む第1の組合せ回路と、その後段に設けられ例
えば全加算回路等以降を含む第2の組合せ回路とに分断
し、これらの組合せ回路の間に、所定のタイミング信号
に従って上記第1の組合せ回路の出力信号を取り込み上
記第2の組合せ回路に伝達するデータ保持回路を設け、
これらの組合せ回路の間でパイプライン処理を行うもの
である。
In other words, a plurality of combinational circuits constituting an arithmetic and logic unit, etc. are provided, with a first combinational circuit provided in the preceding stage and including, for example, up to a half adder circuit, and a subsequent stage including, for example, a full adder circuit, etc. and a second combinational circuit, and between these combinational circuits, a data holding circuit is provided that captures the output signal of the first combinational circuit and transmits it to the second combinational circuit according to a predetermined timing signal,
Pipeline processing is performed between these combinational circuits.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、算術論理演算ユニット等の論理
演算回路の演算処理サイクルを実質的に高速化すること
ができる。これにより、算術論理演算ユニットを含むマ
イクロコンピュータ等のサイクルタイムを短縮し、その
処理能力を高めることができる。
According to the above-described means, it is possible to substantially speed up the operation processing cycle of a logic operation circuit such as an arithmetic logic operation unit. Thereby, the cycle time of a microcomputer or the like including an arithmetic and logic unit can be shortened and its processing capacity can be increased.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、この発明が通用された算術論理演算ユニッ
トALUの一実施例のブロック図が示されている。また
、第2図及び第3W!Jには、第1図の算術論理演算ユ
ニツ)ALUの一実施例の部分的な回路図が示されてい
る。これらの図により、この実施例の算術論理演算ユニ
7 )ALUの構成と動作の概要を説明する。この実施
例の算術論理演算ユニットALUは、特に制限されない
が、!チップ型のマイクロコンピュータに内蔵され、後
述するように、4ピントごとの演算データに対応して設
けられる16組の単位演算回路を含む、第1図には、こ
のうち最上位の演算データXO〜X3及びYO〜Y3に
対応して設けられる1組の単位演算回路が例示的に示さ
れる。以下の説明は、この単位演算回路を例として行う
ため、演算データx4〜X63及びY4〜Y63に対応
して設けられる他の単位演算回路については、類推され
たい、なお、第1図の各ブロックを構成する回路素子は
、算術論理演算ユニフトALUの図示されない単位演算
回路やマイクロコンピュータの図示されないブロックを
構成する回路素子とともに、特にMwiされないが、単
結晶シリコンのような1個の半導体基板上に形成される
。また、第2図及び第3図において、そのチャンネル(
バックゲート)部に矢印が付加されるMOSFETはP
チャンネル型であり、矢印の付加されないNチャンネル
MO3FETと区別して示される。第2m及び第3図に
は、理解しやす(するために、ラッチ回路LTが重複し
て示される。
FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of an arithmetic and logic unit ALU to which the present invention is applied. Also, Figures 2 and 3 W! J shows a partial circuit diagram of an embodiment of the arithmetic and logic operation unit (ALU) of FIG. An overview of the configuration and operation of the arithmetic and logic unit 7) ALU of this embodiment will be explained with reference to these figures. The arithmetic and logic unit ALU of this embodiment is not particularly limited, but! It is built into a chip-type microcomputer, and includes 16 sets of unit arithmetic circuits provided corresponding to the arithmetic data for every 4 pins, as will be described later. A set of unit arithmetic circuits provided corresponding to X3 and YO to Y3 is exemplarily shown. The following explanation will be given using this unit arithmetic circuit as an example, so other unit arithmetic circuits provided corresponding to the arithmetic data x4 to X63 and Y4 to Y63 may be inferred by analogy. The circuit elements constituting the unit, along with the unit arithmetic circuits (not shown) of the arithmetic and logic unit ALU and the circuit elements constituting the blocks (not shown) of the microcomputer, are not particularly Mwi, but are mounted on a single semiconductor substrate such as single crystal silicon. It is formed. Also, in Figures 2 and 3, the channel (
MOSFETs with an arrow added to the back gate) are P
It is a channel type, and is shown to be distinguished from the N-channel MO3FET, which is not marked with an arrow. In FIGS. 2m and 3, the latch circuit LT is shown redundantly for ease of understanding.

この実施例の算術論理演算ユニツ)ALUは、特に制限
されないが、64ビツトを単位として、2通論理加算を
基本とする各種の演算処理を行う。
The arithmetic and logic operation unit (ALU) of this embodiment performs various types of arithmetic processing based on two-way logical addition using 64 bits as a unit, although this is not particularly limited.

算術論理演算ユニットAL、Uには、図示されない2組
の内部バスを介して、64ビツトの演算データXO〜X
63及びYO〜Y63が供給され、また図示されないキ
ャリーレジスタから入力キャリー信号C1nが供給され
る。この実施例において、算術論理演算ユニットALU
の各単位演算回路は、条件付加算方式を採り、その出力
データが対応する群の出力キャリー信号に従って選択的
に有効とされる2組の加算回路を持つ、また、所定の演
算モードにおいて、4ビツトごとにBCDコード化され
る演算データに対し、10進加減算処理を行う機能を持
つ、算術論理演算ユニッ)ALUは、4組の単位演算回
路に対応して設けられる群キャリー発生回路GCG1〜
GCG4と、すべての単位演算回路に対応して設けられ
るユニットキャリー発生回路UCGとを含む、これらの
群キャリー発生回路及びユニットキャリー発生回路は、
特に制限されないが、キャリールックアヘッド方式とさ
れる。さらに、この実施例の算術論理演算ユニフ)AL
Uは、各単位演算回路を構成する組合せ回路が、その前
段すなわち半加算回路までを含む第1の組合せ回路と、
その後段すなわち全加算回路以降を含む第2の組合せ回
路とに分断される。
The arithmetic and logic units AL and U receive 64-bit operation data XO to X via two sets of internal buses (not shown).
63 and YO to Y63 are supplied, and an input carry signal C1n is supplied from a carry register (not shown). In this embodiment, the arithmetic logic unit ALU
Each unit arithmetic circuit employs a conditional addition method, and has two sets of adder circuits whose output data is selectively enabled according to the output carry signal of the corresponding group. The arithmetic and logic operation unit (ALU), which has the function of performing decimal addition and subtraction processing on operation data that is BCD coded for each bit, consists of group carry generation circuits GCG1 to GCG1, which are provided corresponding to four unit operation circuits.
These group carry generation circuits and unit carry generation circuits, including GCG4 and unit carry generation circuit UCG provided corresponding to all unit arithmetic circuits, are as follows:
Although not particularly limited, it is assumed to be a carry lookahead method. Furthermore, the arithmetic and logic operation unit) AL of this embodiment
U is a first combinational circuit in which the combinational circuits constituting each unit arithmetic circuit include up to the preceding stage, that is, a half adder circuit;
It is divided into a subsequent stage, that is, a second combinational circuit including a full adder circuit and subsequent stages.

この第1及び第2の組合せ回路の間には、タイミング信
号−3に従って第1の組合せ回路の出力信号を取り込み
第2の組合せ回路に伝達するデータ保持回路すなわちラ
ンチ回路LTが設けられ、第1及び第2の組合せ回路は
パイプライン処理を行う、その結果、この実施例の算術
論理演算ユニットALUは、各単位演算回路の加算処理
が高速化され、またこれらの加算処理と上記群キャリー
発生回路及びユニットキャリー発生回路によるキャリー
発生処理が並行して行われることでその演算処理が総合
的に高速化されるのに加えて、パイプライン処理が行わ
れることでその演算処理サイクルが高速化される。
Between the first and second combinational circuits, there is provided a data holding circuit, that is, a launch circuit LT, which captures the output signal of the first combinational circuit and transmits it to the second combinational circuit in accordance with the timing signal -3. and the second combinational circuit perform pipeline processing. As a result, the arithmetic and logic operation unit ALU of this embodiment can speed up the addition processing of each unit operation circuit, and can also perform the addition processing of these addition processing and the above-mentioned group carry generation circuit. Carry generation processing by the unit carry generation circuit and unit carry generation circuit is performed in parallel, which speeds up the calculation process overall, and in addition, by performing pipeline processing, the calculation processing cycle speeds up. .

第1図において、図示されない内部バスを介して供給さ
れる演算データXO〜x3は、特に制限されないが、算
術論理演算ユニットALUの対応する単位演算回路の補
数発生回路COMに供給されるとともに、選択回路5E
L1の一方の入力端子に供給される。一方、演算データ
YO〜Y3は、特に制限されないが、対応する単位演算
回路のプラス6回路+6に供給されるとともに、選択回
路5EL2の一方の入力端子に供給される。′fj!J
示されないキャリーレジスタから供給される入力キャリ
ー信号Cinは、後述するように、群キャリー発生回路
GCG4及びユニットキャリー発生回路υCGのキャリ
ー入力端子に供給される。
In FIG. 1, arithmetic data XO to x3 supplied via an internal bus (not shown) are supplied to the complement generation circuit COM of the corresponding unit arithmetic circuit of the arithmetic and logic unit ALU, and are selected. Circuit 5E
It is supplied to one input terminal of L1. On the other hand, the calculation data YO to Y3 are supplied to the plus 6 circuit +6 of the corresponding unit calculation circuit, and also to one input terminal of the selection circuit 5EL2, although this is not particularly limited. 'fj! J
An input carry signal Cin supplied from a carry register (not shown) is supplied to the carry input terminals of the group carry generation circuit GCG4 and the unit carry generation circuit υCG, as will be described later.

補数発生回路COMは、演算データxO〜x3をもとに
、その2の補数又は10の補数を、算術論理演算ユニッ
トALυの演算モードに従って選択的に形成する。
The complement generation circuit COM selectively forms a two's complement or a ten's complement based on the operation data xO to x3 according to the operation mode of the arithmetic and logic operation unit ALυ.

補数発生回路COMの出力信号は、上記選択回路5EL
lの他方の入力端子に供給される0選択回路5EL1に
は、特に制限されないが、図示されない演算M御ユニッ
トから、内部制御信号c。
The output signal of the complement generation circuit COM is sent to the selection circuit 5EL.
Although not particularly limited, an internal control signal c is supplied to the other input terminal of the 0 selection circuit 5EL1 from an arithmetic operation M control unit (not shown).

mが選択制御信号として供給される。内部制御信号co
mは、特に制限されないが、算術論理演算ユニットAL
Uにおいて減算処理が行われるとき、選択的にハイレベ
ルとされる。
m is supplied as a selection control signal. internal control signal co
Although m is not particularly limited, arithmetic logic unit AL
When subtraction processing is performed in U, it is selectively set to high level.

選択回路5EL1は、上記内部制御信号comがロウレ
ベルとされるとき、演算データXO〜X3を選択し、内
部演算データxO〜x3として関数発生回路AFGに伝
達する。これにより、加算回路には演算データXO〜X
3がそのまま伝達され、これを加数とする加算処理が行
われる。一方、選択回路5EL1は、上記内部制御信号
comがハイレベルとされるとき、補数発生回路COM
の出力信号を選択し、上記内部演算データxO〜X3と
して関数発生回路AFGに伝達する。これにより、加算
回路には演算データXO〜X3に関する2又はlOの補
数が伝達され、これを減数とする減算処理が行われる。
When the internal control signal com is set to a low level, the selection circuit 5EL1 selects the calculation data XO-X3 and transmits it to the function generation circuit AFG as the internal calculation data xO-x3. As a result, the adder circuit has calculation data XO to X.
3 is transmitted as is, and addition processing is performed using this as an addend. On the other hand, when the internal control signal com is set to high level, the selection circuit 5EL1 selects the complement generation circuit COM.
output signal is selected and transmitted to the function generation circuit AFG as the internal calculation data xO to X3. As a result, the complement of 2 or 1O regarding the calculation data XO to X3 is transmitted to the adder circuit, and a subtraction process using this as a subtraction is performed.

プラス6回路+6は、演算データYO〜Y3に対して6
を加算する。
Plus 6 circuit +6 is 6 for calculation data YO to Y3.
Add.

プラス6回路+6の出力信号は、上記選択回路5EL2
の他方の入力端子に供給される0選択回路5EL2には
、特に制限されないが、図示されない演算制御ユニット
から、内部制御信号bedが選択制御信号として供給さ
れる。内部制御信号bedは、演算データXO〜X3及
びYO〜Y3がともにBCDコードとされ算術論理演算
ユニツ)ALUにおいてlO進加減算処理が行われると
き、選択的にハイレベルとされる。
The output signal of the plus 6 circuit +6 is the selection circuit 5EL2.
Although not particularly limited, an internal control signal bed is supplied as a selection control signal from an arithmetic control unit (not shown) to the 0 selection circuit 5EL2 supplied to the other input terminal of the 0 selection circuit 5EL2. The internal control signal bed is selectively set to a high level when the operation data XO to X3 and YO to Y3 are both made into BCD codes and 1O base addition/subtraction processing is performed in the arithmetic and logic operation unit (ALU).

選択回路5EL2は、上記内部制御信号bedがロウレ
ベルとされるとき、演算データYO〜Y3を選択し、内
部演算データyO〜y3として関数発生回路AFGに伝
達する。これにより、加算回路には演算データYO〜Y
3がそのまま伝達され、これを被加数又は被減数とする
2進加減算処理が行われる。一方、選択回路5EL2は
、上記内部制御信号bedがハイレベルとされるとき、
プラス6回路+6の出力信号を選択し、上記内部演算デ
ータyO〜y3として関数発生回路AFGに伝達する。
When the internal control signal bed is set to a low level, the selection circuit 5EL2 selects the calculation data YO-Y3 and transmits it to the function generation circuit AFG as the internal calculation data yO-y3. As a result, the adder circuit has calculation data YO to Y.
3 is transmitted as is, and binary addition/subtraction processing is performed using this as the summand or subtractive. On the other hand, when the internal control signal bed is set to high level, the selection circuit 5EL2 selects
The output signal of the +6 circuit +6 is selected and transmitted to the function generating circuit AFG as the internal calculation data yO to y3.

これにより、加算回路には演算データYO〜Y3に6を
加えた加算結果が伝達され、これを被加数又は被減数と
するlO進加減算処理が行われる。
As a result, the addition result obtained by adding 6 to the calculation data YO to Y3 is transmitted to the adder circuit, and lO base addition/subtraction processing is performed using this as the summand or subtractive.

関数発生回路AFGは、特に制限されないが、第2図に
示されるように、上記内部演算データX0〜x3と対応
する上記内部演算データyO〜y3を組み合わせて受け
る4個のオアゲート回路及びアンドゲート回路を含む、
各オアゲート回路の出力信号は、キャリー伝播関数pO
〜p3とされ、各アンドゲート回路の出力信号は、キャ
リー発生関数gO〜g3とされる。その結果、キャリー
伝播関数pO〜p3は、それぞれ、 p Q = K O+70 p l = x l ” 7 ’ p2日x2+72 p 3 = 13 ” 73 なる論理条件で形成され、またキャリー発生関数gO〜
g3は、それぞれ、 go−xo・yO gl=xl−yl g2−!2・y2 g3mx3・y3 なる論理条件で形成されるものとなる。
The function generating circuit AFG includes four OR gate circuits and an AND gate circuit that receive a combination of the internal calculation data X0 to x3 and the corresponding internal calculation data yO to y3, although not particularly limited thereto, as shown in FIG. including,
The output signal of each OR gate circuit is the carry propagation function pO
~p3, and the output signal of each AND gate circuit is a carry generation function gO~g3. As a result, the carry propagation functions pO~p3 are formed under the following logical conditions, respectively:
g3 is go-xo・yO gl=xl-yl g2-! It is formed under the logical condition 2.y2 g3mx3.y3.

キャリー伝播関数pO〜p3及びキャリー発生関数gO
〜g3は、半加算回路HAとキャリー発生回路CGA及
びCGBならびに群間数発生回路GAFGに供給される
Carry propagation function pO~p3 and carry generation function gO
~g3 is supplied to half adder circuit HA, carry generation circuits CGA and CGB, and intergroup number generation circuit GAFG.

半加算回路HAは、特に制限されないが、第2図に示さ
れるように、上記キャリー伝播関数pO〜p3と対応す
るキャリー発生関数gO〜g3を組み合わせて受ける4
個の排他的論理和回路を含む、これらの排他的論理和回
路の出力信号は、半加算データhO〜h3とされる。そ
の結果、半加算データh−o〜h3は、それぞれ、 ho−pOeg。
Although not particularly limited, the half adder circuit HA receives the carry propagation functions pO to p3 and the corresponding carry generation functions gO to g3 in combination, as shown in FIG.
The output signals of these exclusive OR circuits are half addition data hO to h3. As a result, the half-added data h-o to h3 are respectively ho-pOeg.

= (xO+yo) e(xo・yO)xoeyO hl■plegl −(xl+yl)e(xi−yl) xleFl h2−1)20g2 − (x2+y2)Φ(X2・y2) x2ey2 h3思p 3eg 3 −(x3+y3)の(X3・y3) −x3693F3 なる論理条件で形成されるものとなる。これらの半加算
データhO〜h3は、内部演算データXO〜x3及びy
O−y3を対応する排他的論理和回路に直接入力した場
合の結果に他ならない、つまり、この実施例の算術論理
演算ユニ7)ALUでは、後述する説明から明らかなよ
うに、半加算回路HAとキャリー発生回路CGA及びC
GBならびに群間数発生回路GAFGによる演算処理を
、すべて初段に設けられた関数発生回路AFGの出力信
号すなわちキャリー伝播関数pO−p3及びキャリー発
生関数gO〜g3をもとに行うことで、回路構成の簡素
化が図られる。半加算データh。
= (xO+yo) e(xo・yO)xoeyO hl■plegl −(xl+yl)e(xi−yl) xleFl h2−1)20g2 − (x2+y2)Φ(X2・y2) x2ey2 h3thought 3eg 3 −(x3+y3) It is formed under the logical condition of (X3·y3) -x3693F3. These half addition data hO~h3 are internal calculation data XO~x3 and y
This is nothing but the result when O-y3 is input directly to the corresponding exclusive OR circuit. In other words, in the arithmetic and logic operation unit 7) ALU of this embodiment, as will be clear from the explanation below, the half adder circuit HA and carry generation circuits CGA and C
The circuit configuration is achieved by performing the arithmetic processing by GB and the group number generation circuit GAFG based on the output signal of the function generation circuit AFG provided at the first stage, that is, the carry propagation function pO-p3 and the carry generation functions gO to g3. This simplifies the process. Half addition data h.

〜h3は、ラッチ回路LTのラッチし2の対応する入力
端子にそれぞれ供給される。
~h3 are respectively supplied to corresponding input terminals of the latch 2 of the latch circuit LT.

キャリー発生回路CGAは、侍にMRされないが、第2
WJに示されるように、キャリー伝播関数p1〜p3及
びキャリー発生関数gl−g3を所定の組み合わせで受
ける複数のアンドゲート回路及びオアゲート回路を含む
、このキャリー発生回路CGAのキャリー入力端子Cは
、回路の電源電圧に結合される。これにより、キャリー
発生回路CGAに対する入力キャリー信号は、論理“1
”に固定される。 j@2r!!Jから明らかなように
、キャリー発生回路CGAから出力されるキャリー信号
aO〜a3は、それぞれ、 aQ■g 1 +p 1・g2+ pip2・g3+pl・p2・p3 al−g、2+p2・g3+p2−p3a2自g3+p
2・g3 a3讃C曙1 となり、対応する入力キャリー信号が論理“1”とされ
るときの各ビットの全加算用キャリー信号に他ならない
、これらのキャリー信号aQxa3は、ランチ回路LT
のラッチtiの対応する入力端子にそれぞれ供給される
The carry generation circuit CGA is not MRed by the samurai, but the second
As shown in WJ, the carry input terminal C of this carry generation circuit CGA includes a plurality of AND gate circuits and OR gate circuits that receive carry propagation functions p1 to p3 and carry generation functions gl-g3 in a predetermined combination. is coupled to the power supply voltage. As a result, the input carry signal to the carry generation circuit CGA is set to logic "1".
j@2r!!J As is clear from J, the carry signals aO to a3 output from the carry generation circuit CGA are respectively aQ g 1 +p 1・g2+ pip2・g3+pl・p2・p3 al-g, 2+p2・g3+p2-p3a2 self-g3+p
These carry signals aQxa3, which are nothing but carry signals for total addition of each bit when the corresponding input carry signal is set to logic "1", are used by the launch circuit LT.
are respectively supplied to corresponding input terminals of latches ti.

同様に、キャリー発生回路CGBは、特に制限されない
が、第2図に示されるように、キャリー伝播関数p1〜
p2及びキャリー発生関数g1〜g3を所定の組み合わ
せで受ける複数のアンドゲート回路及びオアゲート回路
を含む、このキャリー発生回路CGHのキャリー入力端
子Cは、回路の接地電位に結合される。これにより、キ
ャリー発生回路CGBに対する入力キャリー信号は、論
理″0”に固定される。第2図から明らかなように、キ
ャリー発生回路COBから出力されるキャリー信号bO
〜b3は、それぞれ、 bo−gl+pl−g2+pl−p2・g3bl−g2
+p2・g3 2−g3 b3−c=0 となり、対応する入力キャリー信号が論理@0”とされ
るときの各ピットの全加算用キャリー信号に俺ならない
、これらのキャリー信号bo−b3は、ラッチ回路LT
のラッチL3の対応する入力端子にそれぞれ供給される
Similarly, the carry generation circuit CGB has carry propagation functions p1 to
A carry input terminal C of this carry generation circuit CGH, which includes a plurality of AND gate circuits and OR gate circuits that receive p2 and carry generation functions g1 to g3 in a predetermined combination, is coupled to the ground potential of the circuit. As a result, the input carry signal to the carry generation circuit CGB is fixed at logic "0". As is clear from FIG. 2, the carry signal bO output from the carry generation circuit COB
〜b3 are respectively bo-gl+pl-g2+pl-p2・g3bl-g2
+p2・g3 2−g3 b3−c=0, and these carry signals bo−b3 are not used as carry signals for full addition of each pit when the corresponding input carry signal is set to logic @0”. These carry signals bo−b3 are latch circuit LT
are respectively supplied to corresponding input terminals of latch L3.

群間数発生回路GAFGは、特に制限されないが、第2
WIに示されるように、上記キャリー伝播関数pO〜p
3及びキャリー発生関数g O=g 3を所定の組み合
わせで受ける複数のアンドゲート回路及びオアゲート回
路を含む、第2図から明らかなように、群間数発生回路
GAFGの出力信号すなわち群キャリー伝播関数P及び
群キャリー発生関数Gは、それぞれ、 P■PO・pl・p2・p3 G譲go+po俸gl+po・pi−g2+pQ・pl
・p2・g3 なる所定の論理条件で形成されるものとなる。これらの
群キャリー伝播関数P及び群キャリー発生関数Gは、ラ
ンチ回路LTのラッチL4の対応する入力端子にそれぞ
れ供給される。
The intergroup number generation circuit GAFG is not particularly limited, but the second
As shown in WI, the carry propagation function pO~p
As is clear from FIG. 2, the output signal of the group number generation circuit GAFG, that is, the group carry propagation function, P and the group carry generation function G are, respectively, P■PO・pl・p2・p3 G concession go+po salary gl+po・pi−g2+pQ・pl
・p2・g3 It is formed under the predetermined logical conditions. These group carry propagation function P and group carry generation function G are respectively supplied to corresponding input terminals of latch L4 of launch circuit LT.

上記補数発生回路COM、プラス6回路+6゜選択回路
5EL1及び5EL2.関数発生回路AFG、半加算回
路HA、キャリー発生回路CGA及びCHBならびに群
間数発生回路GAFGは、この算術論理演算ユニットA
LUの前段に設けられる第1の組合せ回路を構成する。
The above complement generation circuit COM, plus 6 circuits + 6° selection circuits 5EL1 and 5EL2. Function generation circuit AFG, half adder circuit HA, carry generation circuits CGA and CHB, and group number generation circuit GAFG are connected to this arithmetic logic unit A.
A first combinational circuit provided before the LU is configured.

これらの組合せ回路は、その動作が寸断されるこさなく
、一連の上記演算処理を実行する。
These combinational circuits execute the series of arithmetic operations described above without interrupting their operation.

ラッチ回路LTは、特に制限されないが、第2図に示さ
れるように、4組のラッチL1〜L4を含む、このうち
、ラッチL1の入力端子には、前述のように、上記キャ
リー発生回路CGIから、対応するキャリー信号aO〜
a3がそれぞれ供給される。同様に、ラッチし2の入力
端子には、上記半加算回路HAから、対応する半加算デ
ータhO〜h3がそれぞれ供給され、ラッチL3の入力
端子には、上記キャリー発生回路CGBから、対応する
キャリー信号bO〜b3がそれぞれ供給される。さらに
、ランチL4の入力端子には、対応する群キ中す−伝播
関数P及び群キャリー発生関数Gがそれぞれ供給される
The latch circuit LT includes, but is not particularly limited to, four sets of latches L1 to L4 as shown in FIG. , the corresponding carry signal aO~
a3 is supplied respectively. Similarly, the input terminals of the latch 2 are supplied with the corresponding half-added data hO to h3 from the half-adder circuit HA, and the input terminal of the latch L3 is supplied with the corresponding carry data hO-h3 from the carry generation circuit CGB. Signals bO to b3 are supplied, respectively. Further, the corresponding group carry propagation function P and group carry generation function G are respectively supplied to the input terminal of the launch L4.

ラッチ回路LTのラッチL1〜L4のトリガ入力端子t
には、図示されない演算制御ユニットから、タイミング
信号φ3が共通に供給される。タイミング信号φ3は、
特に制限されないが、通常ロウレベルとされ、上記第1
の組合せ回路の演算処理が終了し半加算回路HA、キャ
リー発生回路CGA及びCGBならびに群間数発生回路
GAFGの出力信号が確定されるタイミングで、−時的
にハイレベルとされる。
Trigger input terminal t of latches L1 to L4 of latch circuit LT
A timing signal φ3 is commonly supplied to both from an arithmetic and control unit (not shown). The timing signal φ3 is
Although not particularly limited, it is usually set to low level, and the first
At the timing when the arithmetic processing of the combinational circuit is completed and the output signals of the half adder circuit HA, the carry generation circuits CGA and CGB, and the group number generation circuit GAFG are determined, the signal is temporarily set to a high level.

ラッチ回路LTのラッチL1〜L4は、上記タイミング
信号φSが一時的にハイレベルとされることによってト
リガされ、対応するキャリー信号aO〜a3.半加算デ
ータhO〜h3.キャリー信号bo−b3ならびに群キ
ャリー伝播関数P及び群キャリー発生関数Gを取り込み
、保持する。
The latches L1 to L4 of the latch circuit LT are triggered by the timing signal φS being temporarily set to high level, and the corresponding carry signals aO to a3. Half addition data hO to h3. The carry signal bo-b3, the group carry propagation function P, and the group carry generation function G are taken in and held.

ラッチ回路LTのラッチし1の出力信号は、キャリー信
号c、aQ〜ca3として、全加算回路FAAの対応す
る一方の入力端子にそれぞれ供給される。同様に、ラン
チL3の出力信号は、キャリー信号cbo〜cb3とし
て、全加算回路FABの対応する一方の入力端子にそれ
ぞれ供給される。
The latched 1 output signal of the latch circuit LT is supplied as carry signals c, aQ to ca3 to the corresponding one input terminal of the full adder circuit FAA, respectively. Similarly, the output signals of the lunch L3 are supplied as carry signals cbo to cb3 to the corresponding one input terminal of the full adder circuit FAB.

ランチし2の出力信号は、半加算データahQ〜sh3
として、上記全加算回路FAA及びFABの対応する他
方の入力端子にそれぞれ共通に供給される。さらに、ラ
ンチL4の出力信号は、群キャリー伝播関数P03及び
群キャリー発生関数GO3として、対応する群キャリー
発生回路GCG1に供給される。
The output signal of launch 2 is half addition data ahQ~sh3
, and are commonly supplied to the other corresponding input terminals of the full adder circuits FAA and FAB. Furthermore, the output signal of the launch L4 is supplied to the corresponding group carry generation circuit GCG1 as a group carry propagation function P03 and a group carry generation function GO3.

全加算回路FAAは、特に制限されないが、第3図に示
されるように、上記ラッチ回路LTから出力される半加
算データahO〜sh3と対応するキャリー信号caQ
wca3をそれぞれ組み合わせて受ける4個の排他的論
理和回路を含む、これらの排他的論理和回路の出力信号
は、内部加算データsaQ〜sa3とされる。これによ
り、全加算回路FAAの出力信号すなわち内部加算デー
タsaQ〜sa3は、それぞれ、 5ao−shQ@can sa1mshll$cal sa2=sh2eca2 8a3−sh3Φca3 となり、入力キャリー信号Cが論理“11とされるとき
の各ビットの加算結果に他ならない、内部加算データs
aQ〜sa3は、選択回路5EL3の一方の入力信号と
して供給される。
The full adder circuit FAA is not particularly limited, but as shown in FIG.
The output signals of these exclusive OR circuits, including four exclusive OR circuits each receiving a combination of wca3, are internal addition data saQ to sa3. As a result, the output signals of the full adder circuit FAA, that is, the internal addition data saQ to sa3, respectively become 5ao-shQ@can sa1mshll$cal sa2=sh2eca2 8a3-sh3Φca3, which is the same as when the input carry signal C is set to logic "11". Internal addition data s, which is nothing but the addition result of each bit
aQ to sa3 are supplied as one input signal to the selection circuit 5EL3.

同様に、全加算回路FABは、特に制限されないが、第
3図に示されるように、上記ラッチ回路LTから出力さ
れる半加算データshO〜ah3と対応するキャリー信
号cbQ〜cb3をそれぞれ組み合わせて受ける4個の
排他的論理和回路を含む、これらの排他的論理和回路の
出力信号は、内部加算データsbQ〜sb3とされる。
Similarly, the full adder circuit FAB receives the half-added data shO-ah3 outputted from the latch circuit LT in combination with the corresponding carry signals cbQ-cb3, respectively, as shown in FIG. 3, although this is not particularly limited. The output signals of these exclusive OR circuits including four exclusive OR circuits are used as internal addition data sbQ to sb3.

これにより、全加算回路FABの出力信号すなわち内部
加算データabo〜sb3は、それぞれ、sbOmah
oecb。
As a result, the output signals of the full adder circuit FAB, that is, the internal addition data abo to sb3, are respectively sbOmah
oecb.

5bl−shlΦcbl Sb2−ah2Φcb2 sb3=ah3E9cb3 となり、入力キャリー信号Cが論理°O”とされるとき
の各ビットの加算結果に他ならない、内部加算データs
bo〜sb3は、選択回路5EL3の他方の入力信号と
して供給される。
5bl-shlΦcbl Sb2-ah2Φcb2 sb3=ah3E9cb3, and the internal addition data s is nothing but the addition result of each bit when the input carry signal C is set to logic °O''.
bo to sb3 are supplied as the other input signals of the selection circuit 5EL3.

選択回路5EL3は、特に制限されないが、第3図に示
されるように、上記全加昇回路FAAから出力される内
部加算データBHQ−s−sa3を受ける4組の伝送ゲ
ートからなる第1の伝送ゲート −群と、上記全加算回
路FABから出力される内部加算データabO〜sb3
を受ける4組の伝送ゲ−トからなる第2の伝送ゲート群
とを含む、各伝送ゲートは、それぞれ並列形態とされる
一対のNチ中ンネルMO5FET及びPチャンネルMO
3FETによって構成され、その他方は、他方の伝送ゲ
ート群の対応する伝送ゲートの他方にそれぞれ共通結合
される。第1の伝送ゲート群を構成する各伝送ゲートの
NチャンネルMO3FETのゲートには、群キャリー発
生回路GCG1から、入力キャリー信号CO4が共通に
供給される。また、これらの伝送ゲートのPチャンネル
MO5FETのゲートには、上記入力キャリー信号CO
4の反転信号が共通に供給される。同様に、第2の伝送
ゲート群を構成する各伝送ゲートのNチャンネルMO3
FETのゲートには、上記入力キャリー信号CO4の反
転信号が共通に供給される。また、これらの伝送ゲート
のPチャンネルMO5FETのゲートには、上記入力キ
ャリー信号CO4が共通に供給される。
The selection circuit 5EL3 is not particularly limited, but as shown in FIG. internal addition data abO to sb3 output from the gate group and the full adder circuit FAB;
A second transmission gate group consisting of four sets of transmission gates receiving
It is composed of three FETs, and the other one is commonly coupled to the other one of the corresponding transmission gates of the other transmission gate group. An input carry signal CO4 is commonly supplied from the group carry generation circuit GCG1 to the gates of the N-channel MO3FETs of the respective transmission gates constituting the first transmission gate group. In addition, the input carry signal CO is applied to the gates of the P-channel MO5FETs of these transmission gates.
4 inverted signals are commonly supplied. Similarly, the N-channel MO3 of each transmission gate constituting the second transmission gate group
An inverted signal of the input carry signal CO4 is commonly supplied to the gates of the FETs. Further, the input carry signal CO4 is commonly supplied to the gates of the P-channel MO5FETs of these transmission gates.

これらのことから、選択回路5EL3は、上記入力キャ
リー信号CO4がハイレベルとされるとき、全加算回路
FAAから出力される内部加算データSaO〜aa3を
選択し、内部出力データ30〜33とする。また、上記
入力キャリー信号C′04がロウレベルとされるとき、
全加算回路FABから出力される内部加算データsbQ
〜sb3を選択し、内部出力データ30〜33とする。
For these reasons, when the input carry signal CO4 is set to high level, the selection circuit 5EL3 selects the internal addition data SaO-aa3 output from the full adder circuit FAA, and sets them as internal output data 30-33. Further, when the input carry signal C'04 is set to low level,
Internal addition data sbQ output from full adder circuit FAB
-sb3 is selected and set as internal output data 30-33.

これらの内部出力データlO〜$3は、選択回路5EL
4の一方の入力信号として供給されるとともに、マイナ
ス6回路−6に供給される。
These internal output data lO~$3 are sent to the selection circuit 5EL.
It is supplied as one input signal of the input signal 4, and is also supplied to the minus 6 circuit-6.

マイナス6回!−6は、特に制限されないが、第3図に
示されるように、上記選択回路5EL3から出力される
内部出力データsO〜s2を所定の組み合わせで受ける
アンドゲート回路と排他的論理和回路及びインバータ回
路を含む、このうち、上記アンドゲート回路の出力信号
は、内部減算データmaQとされ、上記排他的論理和回
路及びインバータ回路の出力信号は、それぞれ内部減算
データmsl及び111112とされる。内部出力デー
タ83は、そのまま内部減算データma3とされる。
Minus 6 times! -6 is an AND gate circuit, an exclusive OR circuit, and an inverter circuit that receive internal output data sO to s2 outputted from the selection circuit 5EL3 in a predetermined combination, as shown in FIG. 3, although not particularly limited thereto. Of these, the output signal of the AND gate circuit is internal subtraction data maQ, and the output signals of the exclusive OR circuit and inverter circuit are internal subtraction data msl and 111112, respectively. The internal output data 83 is directly used as the internal subtraction data ma3.

その結果、内部減算データman〜ms3は、それぞれ
、 msO−so−slm50 一5o−sl−s2 m53月3 となり、マイナス6[1路としての論理条件を満足する
ものとなる。これらの内部減算データmsQ〜ms3は
、上記選択回路5EL4の他方の入力端子に供給される
As a result, the internal subtraction data man to ms3 become msO-so-slm50 -5o-sl-s2 m53, respectively, and satisfy the logical condition as a minus 6[1 path. These internal subtraction data msQ to ms3 are supplied to the other input terminal of the selection circuit 5EL4.

選択回路5EL4は、特に制限されないが、上記選択回
路5EL3と同様に、選択回路5EL3から出力される
内部出力データaO〜83を受け1        る
4組の伝送ゲートからなる第1の伝送ゲート群と、上記
マイナス6回路−6から出力される内部減算データms
Q〜ms3を受ける4組の伝送ゲートからなる第2の伝
送ゲート群とを含む、各伝送ゲートは、それぞれ並列形
態とされる一対のNチャンネルMO3FET及びPチャ
ンネルMO5FETによって構成され、その他方は、他
方の伝送ゲート群の対応する伝送ゲートの他方にそれぞ
れ共通結合される。第1の伝送ゲート群を構成する各伝
送ゲートのNチャンネルMO3FETのゲートには、上
述の内部制御信号bed及び出力キャリー信号Cout
を受けるアンドゲート回路の出力信号が共通に供給され
る。また、これらの伝送ゲートのPチ中ンネルMO5F
ETのゲートには、上記アンドゲート回路の出力信号の
反転信号が共通に供給される。同様に、第2の伝送ゲー
ト群を構成する各伝送ゲートのNチャンネルMO3FE
Tのゲートには、上記アンドゲート回路の出力信号の反
転信号が共通に供給される。また、これらの伝送ゲート
のPチャンネルMO3FETのゲートには、上記アンド
ゲート回路の出力信号が共通に供給される。
Although the selection circuit 5EL4 is not particularly limited, similarly to the selection circuit 5EL3 described above, the selection circuit 5EL4 includes a first transmission gate group consisting of four sets of transmission gates that receive internal output data aO to 83 output from the selection circuit 5EL3; Internal subtraction data ms output from the above minus 6 circuit-6
and a second transmission gate group consisting of four sets of transmission gates receiving Q~ms3, each transmission gate is constituted by a pair of N-channel MO3FET and P-channel MO5FET in parallel configuration, and the other is: They are each commonly coupled to the other of the corresponding transmission gates of the other transmission gate group. The above-mentioned internal control signal bed and output carry signal Cout are applied to the gates of the N-channel MO3FETs of each transmission gate constituting the first transmission gate group.
The output signals of the AND gate circuits receiving the signals are commonly supplied. In addition, the P channel MO5F of these transmission gates
An inverted signal of the output signal of the AND gate circuit is commonly supplied to the gates of the ETs. Similarly, the N-channel MO3FE of each transmission gate constituting the second transmission gate group
The gates of T are commonly supplied with an inverted signal of the output signal of the AND gate circuit. Furthermore, the output signal of the AND gate circuit is commonly supplied to the gates of the P-channel MO3FETs of these transmission gates.

これらのことから、選択回路5EL4は、上記アンドゲ
ート回路の出力信号がハイレベルとされるとき、すなわ
ち内部制御信号bed及び出力キャリー信号Coutが
ともにハイレベルとされるとき、言い換えると算術論理
演算ユニットALUが10進演算モードとされかつ出カ
キキリ−信号Coutが論理“1″とされるとき、マイ
ナス6回路−6から出力される内部減算データmaQ〜
ma3を選択し、出力データSO〜S3とする。
For these reasons, the selection circuit 5EL4 selects the arithmetic and logic operation unit when the output signal of the AND gate circuit is at a high level, that is, when both the internal control signal bed and the output carry signal Cout are at a high level. When the ALU is in the decimal calculation mode and the output signal Cout is set to logic "1", the internal subtraction data maQ~ output from the minus 6 circuit-6
Select ma3 and set it as output data SO to S3.

また、上記アンドゲート回路のa力信号がロウレベルと
されるとき、すなわち内部制御信号bed又は出力キャ
リー信号Coutのいずれかがロウレベルとされるとき
、言い換えると算術論理演算ユニットALUが2進演算
モードとされるときあるいは算術論理演算ユニン)AL
Uが10進演算モードとされかつ出力キャリー信号Co
utが論!!@0’″とされるとき、選択回路5EL3
から出力される内部出力データsO〜s3を選択し、出
力データSO〜S3とする。
Furthermore, when the a-power signal of the AND gate circuit is set to low level, that is, when either the internal control signal bed or the output carry signal Cout is set to low level, in other words, the arithmetic logic unit ALU is in the binary operation mode. or arithmetic and logical operation unin) AL
U is in decimal operation mode and output carry signal Co
ut is the argument! ! @0''', selection circuit 5EL3
The internal output data sO to s3 output from are selected and set as output data SO to S3.

上記、全加算回路FAA、FABとマイナス6回路−6
ならびに選択回路5EL3及び5EL4は、この算術論
理演算ユ二ッ1−ALUの後段に設けられる第2の組合
せ回路を構成する。これらの組合せ回路は、その動作が
寸断されることな(、一連の上記演算処理を実行する。
Above, full adder circuit FAA, FAB and minus 6 circuit-6
The selection circuits 5EL3 and 5EL4 constitute a second combinational circuit provided after the arithmetic and logic unit 1-ALU. These combinational circuits execute the series of arithmetic operations described above without interruption of their operation.

一方、群キャリー発生回路GCGIには、演算f−IX
O〜X3及びYO〜Y3ないしX12〜X15及びY1
2〜Y15に対応して設けられる4mの単位演算回路の
ラッチ回路LTから、群キャリー伝播開数PO3,PG
?、pH及びPI3ならびに群キャリー発生関数G 0
3 、G O? +Gll及びG15が供給される。同
様に、群キャリー発生回路GC02〜GCG4には、対
応する4組の単位演算回路のランチ回路LTから、群キ
ャリー転帰関数P19.P23.P27及びP31ない
しP51.P55.P59及びP63ならびに群キャリ
ー発生関数G19.G23.G27及びG31ないしG
51.G5’5.G59及びG63がそれぞれ供給され
る。
On the other hand, the group carry generation circuit GCGI has the operation f-IX
O~X3 and YO~Y3 to X12~X15 and Y1
From the latch circuit LT of the 4m unit arithmetic circuit provided corresponding to Y2 to Y15, the group carry propagation numerical numbers PO3, PG
? , pH and PI3 and group carry generation function G 0
3.G O? +Gll and G15 are supplied. Similarly, group carry generation circuits GC02 to GCG4 receive group carry outcome functions P19. P23. P27 and P31 to P51. P55. P59 and P63 and group carry generation function G19. G23. G27 and G31 to G
51. G5'5. G59 and G63 are supplied respectively.

群キャリー発生回路GCG4のキャリー入力端子には、
前述のように、入力キャリー信号Cinが供給される0
群キャリー発生回路GCG3のキャリー入力端子には、
上記群キャリー発生回路GCG4からキャリー信号C4
8が供給され、群キャリー発生回路GCG2のキャリー
入力端子には、上記群キャリー発生面BGCG3からキ
ャリー信号C32が供給される。さらに、群キャリー発
生回路GCG1のキャリー入力端子には、前段の群キャ
リー発生回路GCG2からキャリー信号C16が供給さ
れる。
The carry input terminal of the group carry generation circuit GCG4 is
As mentioned above, the input carry signal Cin is supplied to the 0
The carry input terminal of the group carry generation circuit GCG3 is
Carry signal C4 from the group carry generation circuit GCG4
A carry signal C32 is supplied from the group carry generation plane BGCG3 to the carry input terminal of the group carry generation circuit GCG2. Furthermore, a carry signal C16 is supplied to the carry input terminal of the group carry generation circuit GCG1 from the group carry generation circuit GCG2 at the previous stage.

群キャリー発生回路GC01〜GCG4は、対応する4
組の単位演算回路から供給される上記群キャリー伝播関
数及び群キャリー発生関数と対応する上記入力キャリー
信号をもとに、各単位演算回路で必要とされるキャリー
信号CO4,CO8ないし06Gを形成する。また、上
記群キャリー伝播関数及び群キャリー発生関数をもとに
、ユニットキャリー伝播関数UP15.0P31.UP
47及びUP63ならびにユニットキャリー発生関数U
G15.UG31.υG47及びυG63を形成する。
Group carry generation circuits GC01 to GCG4 correspond to 4
Form carry signals CO4, CO8 to 06G required by each unit arithmetic circuit based on the input carry signal corresponding to the group carry propagation function and group carry generation function supplied from the unit arithmetic circuit of the set. . Also, based on the above group carry propagation function and group carry generation function, unit carry propagation function UP15.0P31. U.P.
47 and UP63 and unit carry generation function U
G15. UG31. Form υG47 and υG63.

これらのユニットキャリー伝播関数及びユニットキャリ
ー発生関数は、ユニットキャリー発生回路UCGに供給
される。
These unit carry propagation functions and unit carry generation functions are supplied to a unit carry generation circuit UCG.

ユニットキャリー発生回路UCGは、上記群キャリー発
生回路GCGI−GCG4から供給されるユニットキャ
リー伝播関数UP15.0P31゜υP47及びυP6
3ならびにユニットキャリー発生関数υG15.UG3
1.UG47及びυG63と入力キャリー信号C1n;
iもとに、算術論理演算ユニットALUとしての出力キ
ャリー信号Couzを形成する。この出力キャリー信号
C。
The unit carry generation circuit UCG has unit carry propagation functions UP15.0P31゜υP47 and υP6 supplied from the group carry generation circuits GCGI-GCG4.
3 and unit carry generation function υG15. UG3
1. UG47 and υG63 and input carry signal C1n;
i, an output carry signal Couz is formed as an arithmetic and logic unit ALU. This output carry signal C.

utは、特に制限されないが、上記選択回路5EL4に
供給されるとともに、算術論理演算ユニツ)ALUの図
示されないキャリーレジスタに伝達され、保持される。
Although not particularly limited, ut is supplied to the selection circuit 5EL4, and is also transmitted to and held in a carry register (not shown) of the arithmetic and logic unit (ALU).

上記群キャリー発生回路GC01〜GCG4及びユニッ
トキャリー発生回路υCGは、この算術論理演算ユニッ
トALυの後段に設けられるもう一つの第2の組合セ・
回路を構成する。これらの組合せ回路は、その動作が寸
断されることな(、−連の上記演算処理を実行する。こ
の実施例において、群キャリー伝播関数及び群キャリー
発生関数ならびにユニットキャリー伝播関数及びユニッ
トキャリーQliR数は、第2間の関数発生回路AFG
の場合と同様に、それぞれ1段又は2aの論理ゲート回
路を介することによって比較的高速に形成される。さら
に、各単位演算回路による加算処理と上記群キャリー発
生回路及びユニットキャリー発生回路によるキャリー演
算処理は並行して行われ、算術論理演算、1ニフトAI
、υ全体としての演算処理の高速化が図られる。
The group carry generation circuits GC01 to GCG4 and the unit carry generation circuit υCG are connected to another second combination unit provided after the arithmetic and logic operation unit ALυ.
Configure the circuit. These combinational circuits perform the above-described arithmetic processing (, - series) without disrupting their operation. In this embodiment, the group carry propagation function, the group carry generation function, the unit carry propagation function, and the unit carry QliR number are is the function generating circuit AFG between the second
As in the case of , each gate is formed at relatively high speed through one stage or 2a of logic gate circuits. Furthermore, addition processing by each unit arithmetic circuit and carry arithmetic processing by the group carry generation circuit and unit carry generation circuit are performed in parallel.
, υ The overall calculation processing speed can be increased.

第4図には、第1図の算術論理演算ユニットALUの一
実施例のタイミング図が示されている。
FIG. 4 shows a timing diagram of one embodiment of the arithmetic and logic unit ALU of FIG.

同図により、この実施例の算術論理演算ユニットA 1
.0のパイプライン処理の概要を説明する。
According to the same figure, the arithmetic logic operation unit A1 of this embodiment
.. An overview of pipeline processing of 0 will be explained.

この実施例の算術論理演算ユニツ)ALUは、前述のよ
うに、その前段に設けられ補数発生回路COM及びプラ
ス6回路+6ないし半加算回路HAとキャリー発生回B
CGA及びCGBまでを含む第1の組合せ回路と、その
後段に設けられ全加算回路FAA及びFABないし選択
回路5EL4までを含む第2の組合せ回路とを備える。
As mentioned above, the arithmetic and logic operation unit (ALU) of this embodiment is provided in the previous stage with a complement generation circuit COM, a plus 6 circuit +6 or a half adder circuit HA, and a carry generation circuit B.
It includes a first combinational circuit including up to CGA and CGB, and a second combinational circuit provided at the subsequent stage and including full adder circuits FAA and FAB to selection circuit 5EL4.

これらの組合せ回路は、その動作が寸断されることな(
一連の演算処理を実行するが、これらの組合せ回路の間
には、タイミング信号φ3によってトリガされるラッチ
回BLTが設けられ、このラッチ回路LTを境として、
パイプライン処理が行われる。
These combinational circuits are designed so that their operation is not disrupted (
A series of arithmetic processing is executed, and a latch circuit BLT triggered by a timing signal φ3 is provided between these combinational circuits, and with this latch circuit LT as a boundary,
Pipeline processing is performed.

第4WJには、このパイプライン処理を分かり易く説明
するため、連続する第n及び第n+1の演算サイクルが
例示的に示される。
In the fourth WJ, consecutive n-th and (n+1)-th operation cycles are exemplarily shown in order to explain this pipeline processing in an easy-to-understand manner.

第4図において、算術論理演算ユニッ)ALUは、演算
データX0−X3及びYO〜Y3がそれぞれXn及びY
nの組み合わせをもって供給されることで、第n番目の
演算サイクルを開始する。
In FIG. 4, the arithmetic and logic operation unit (ALU) receives operation data X0-X3 and YO-Y3, respectively, from Xn and Y3.
By being supplied with n combinations, the nth operation cycle is started.

これらの演算データは、前述のように、補数発生回路C
OM及びプラス6回路+6から選択回路5ELI及び5
EL2を介して関数発生回路AFGに伝達され、キャリ
ー伝播関数pO〜p3及びキャリー発生関数gO〜g3
が形成される。これらのキャリー伝播関数及びキャリー
発生関数は、半加算回路HAとキャリー発生回路CGA
及びCGBに供給され、その結果、キャリー信号aox
a3及びbo〜b3ならびに半加算データhO〜h3が
形成される。
As mentioned above, these calculation data are sent to the complement generation circuit C.
Select circuit 5ELI and 5 from OM and plus 6 circuit +6
It is transmitted to the function generation circuit AFG via EL2, and the carry propagation functions pO to p3 and the carry generation functions gO to g3 are transmitted to the function generation circuit AFG.
is formed. These carry propagation functions and carry generation functions are performed by half adder circuit HA and carry generation circuit CGA.
and CGB, so that the carry signal aox
a3 and bo to b3 and half addition data hO to h3 are formed.

ここで、上記補数発生回路COMとプラス6回路+6な
いし半加算回路HAとキャリー発生回路CGA及びCG
B等からなる第1の組合せ回路は、演算処理時間TIを
必要とする。したがって、キャリー信号aO〜a3及び
bO〜b3ならびに半加算データhO〜h3は、第4W
Jに斜線で示されるように、演算データXn及びYnが
供給されてから上記演算処理時間T1が経過した後に、
確定され、an、bn及びhnの組み合わせで選択的に
ハイレベル又はロウレベルとされる。
Here, the complement generation circuit COM, plus 6 circuit + 6 or half adder circuit HA, and carry generation circuits CGA and CG
The first combinational circuit consisting of B, etc. requires arithmetic processing time TI. Therefore, the carry signals aO to a3 and bO to b3 and the half addition data hO to h3 are
As indicated by diagonal lines in J, after the calculation processing time T1 has elapsed since the calculation data Xn and Yn were supplied,
It is determined and set to a high level or a low level selectively depending on the combination of an, bn, and hn.

上記キャリー信号an及びbnならびに半加算データh
nは、タイミング信号φ$に従ワ、てラッチ回路LTの
対応するランチし1〜L3に取り込まれ、保持される。
The above carry signals an and bn and half addition data h
n is taken into corresponding launches 1 to L3 of the latch circuit LT in accordance with the timing signal φ$ and is held.

ここで、タイミング信号φ畠は、特に制限されないが、
上記キャリー信号及び半加算データのレベルが確定され
るほぼ中間時点で一時的にハイレベルとされる。その結
果、上記ラッチ回路LTの出力信号として、キャリー信
号caoxca3及びcbo〜cb3ならびに半加算デ
ータsho〜sh3が、can及びcbnならびにsh
nの組み合わせで形成される。
Here, the timing signal φhata is not particularly limited, but
It is temporarily set to a high level approximately at an intermediate point in time when the levels of the carry signal and the half-added data are determined. As a result, carry signals caoxca3 and cbo-cb3 and half-added data sho-sh3 are output signals of the latch circuit LT.
It is formed by a combination of n.

ラッチ回路LTから出力されるキャリー信号Can及び
cbnならびに半加算データshnは、全加算回路FA
A及びFABに供給され、さらに選択回路5EL3とマ
イナス6回路−6及び選択回路5EL4を経て、出力デ
ータ30−33が形成される。
Carry signals Can and cbn and half addition data shn output from the latch circuit LT are sent to the full addition circuit FA.
A and FAB, and further passes through a selection circuit 5EL3, a minus 6 circuit-6, and a selection circuit 5EL4 to form output data 30-33.

ここで、上記全加算回路FAA及びFABないし選択回
路5EL3等からなる第2の組合せ回路は、演算処理時
間T2を必要とする。したがって、出力デーfso−3
3は、第4図に斜線で示されるように、上記キャリー信
号can及Mcbnならびに半加算データshnが確定
されてから上記演算処理時間T2が経過した後に確定さ
れ、Snの組み合わせで選択的にハイレベル又はロウレ
ベルとされる。
Here, the second combinational circuit consisting of the full adder circuits FAA and FAB, the selection circuit 5EL3, etc. requires an arithmetic processing time T2. Therefore, the output data fso-3
3 is determined after the arithmetic processing time T2 has elapsed since the carry signals can and Mcbn and the half-added data shn are determined, and is selectively set high in combination with Sn, as indicated by diagonal lines in FIG. level or low level.

ところで、この実施例の算術論理演算ユニットALUで
は、前述のように、パイプライン処理が採られる。この
ため、第nの演算処理サイクルの演算データXn及びY
nに対応するキャリー信号an及びbnならびに半加算
データhnがラッチ回路LTに取り込まれた時点で、次
の演算処理すイクルのための演算デ、−夕Xn+1及び
Yn+1が算術論理演算ユニットALUに供給される。
By the way, the arithmetic and logic unit ALU of this embodiment employs pipeline processing as described above. Therefore, the calculation data Xn and Y of the n-th calculation processing cycle
When the carry signals an and bn corresponding to n and the half addition data hn are taken into the latch circuit LT, the arithmetic operations D, -Xn+1 and Yn+1 for the next cycle of arithmetic processing are supplied to the arithmetic and logic unit ALU. be done.

したがって、これらの演算データXn+1及びYn+1
に対する第1の組合せ回路の演算処理と、キャリー信号
can及びcbnならびに半加算データshnに対する
第2の組合せ回路の演算処理は同時に並行して実行され
る。その結果、算術論理演算ユニットALUの実質的な
演算処理サイクルは短縮され、等価的に算術論理演算ユ
ニツ)ALUの演算処理速度が高速化されるものとなる
Therefore, these calculation data Xn+1 and Yn+1
The arithmetic processing of the first combinational circuit for the carry signals can and cbn and the arithmetic processing of the second combinational circuit for the half-added data shn are simultaneously executed in parallel. As a result, the actual operation processing cycle of the arithmetic and logic operation unit (ALU) is shortened, and equivalently, the operation processing speed of the arithmetic and logic operation unit (ALU) is increased.

上記のようなパイプライン処理は、上記第1の組合せ回
路と群キャリー発生回路GCGI〜GCG4及びユニッ
トキャリー発生回路υCGからなるもう一つの第2の組
合せ回路との間でも同様に行われる。これにより、キャ
リー演算処理が高速化され、算術論理演算ユニフ)AL
Uの総合的な演算処理の高速化が図られる。
The above pipeline processing is similarly performed between the first combinational circuit and another second combinational circuit consisting of group carry generation circuits GCGI to GCG4 and unit carry generation circuit υCG. This speeds up carry operation processing, and arithmetic and logic operations (UNIF) AL
The speed of the overall arithmetic processing of U can be increased.

以上のように、この実施例の算術論理演算ユニットAL
υは、64ビツトの演算データの4ビツトごとに対応し
て設けられる16組の単位演算回路と、共通に設けられ
る群キャリー発生回路及びユニットキャリー発生回路と
を含む、各単位演算回路は、条件付加算方式を採り、そ
れぞれ選択的に有効とされる2組の加算回路を含む、ま
た、群キャリー発生回路及びユニットキャリー発生回路
は、各単位演算回路の群間数発生回路を含めて、キャリ
ールックアヘッド方式を採り、それぞれ1段又は2段の
論理ゲート回路からなる関数発生回路を含む0.さらに
、この実施例の算術論理演算ユニットALUを構成する
複数段の組合せ回路は、補数発生回路COM及びプラス
6回路+6ないし半加算回路HAとキャリー発生回路C
GA及びCGBならびに群間数発生回路GAFG等まで
を含む第1の組合せ回路と、全加算回路FAA及びFA
Bないし選択回路5EL4等までを含む第2の組合せ回
路とに分断される。これらの組合せ回路の間には、タイ
之ング信号φ3に従って上記第1の組合せ回路の出力信
号を取り込み保持するラッチ回路LTが設けられ、これ
らの組合せ回路の間でパイプライン処理が行われる。そ
の結果、算術′論理演算ユニツ)ALUの演算処理は、
条件付加算方式及びキャリールックアヘッド方式を採る
ことで高速化されるとともに、パイプライン方式を採る
ことでその演算処理サイクルが実質的に短縮され、さら
に高速化される。
As described above, the arithmetic logic unit AL of this embodiment
υ includes 16 sets of unit arithmetic circuits provided corresponding to every 4 bits of 64-bit arithmetic data, and a group carry generation circuit and a unit carry generation circuit provided in common. Each unit arithmetic circuit satisfies the conditions. It adopts an addition method and includes two sets of adder circuits, each of which is selectively enabled. Also, the group carry generation circuit and unit carry generation circuit, including the intergroup number generation circuit of each unit arithmetic circuit, carry The 0.000000000000000 uses a look-ahead method and each includes a function generation circuit consisting of one or two stages of logic gate circuits. Furthermore, the multiple stages of combinational circuits constituting the arithmetic and logic operation unit ALU of this embodiment include a complement generation circuit COM, a plus six circuit +6 or a half adder circuit HA, and a carry generation circuit C.
A first combinational circuit including GA, CGB, intergroup number generation circuit GAFG, etc., and full adder circuits FAA and FA.
It is divided into a second combinational circuit including B to selection circuit 5EL4, etc. A latch circuit LT is provided between these combinational circuits to capture and hold the output signal of the first combinational circuit in accordance with the tying signal φ3, and pipeline processing is performed between these combinational circuits. As a result, the arithmetic processing of the ALU (arithmetic and logical operation unit) is as follows.
By using the conditional addition method and the carry look ahead method, the processing speed can be increased, and by using the pipeline method, the calculation processing cycle can be substantially shortened and the processing speed can be further increased.

以上の本実施例に示されるように、この発明をマイクロ
コンピュータ等に合まれる算術論理演算ユニット等の論
理演算回路に通用することで、次のような効果を得るこ
とができる。すなわち、(1)算術論理演算ユニットを
構成する複数段の組合せ回路を、例えばその前段に設け
られ半加算回路等までを含む第1の組合せ回路と、その
後段に設けられ全加算回路以降を含む第2の組合せ回路
とに分断し、これらの組合せ回路の間に、所定のタイミ
ング信号に従って上記第1の組合せ回路の出力信号を取
り込み上記第2の組合せ回路に伝達するデータ保持回路
を設け、これらの組合せ回路の間でパイプライン処理を
行うことにより、算術論理演算ユニットの実質的な演算
処理サイクルを短縮できるという効果が得られる。
As shown in the above embodiment, the following effects can be obtained by applying the present invention to a logical operation circuit such as an arithmetic and logic operation unit fitted to a microcomputer or the like. That is, (1) a plurality of stages of combinational circuits constituting an arithmetic and logic operation unit, for example, a first combinational circuit provided in the preceding stage and including up to a half adder circuit, etc., and a subsequent stage including a full adder circuit and the subsequent stage; A data holding circuit is provided between these combinational circuits to take in the output signal of the first combinational circuit and transmit it to the second combinational circuit according to a predetermined timing signal. By performing pipeline processing between the combinational circuits, it is possible to obtain the effect that the actual operation processing cycle of the arithmetic and logic operation unit can be shortened.

偉)上記(1)項により、等価的に算術論理演算ユニッ
ト等の論理演算回路の演算処理を高速化できるという効
果が得られる。
B) The above item (1) has the effect of speeding up the calculation processing of the logic operation circuit such as the arithmetic and logic operation unit.

(j上記(1)項及び(2)項により、算術論理演算ユ
ニット等の論理演算回路を含むマイクロコンピュータ等
の号イクルタイムを短縮し、その処理能力を高めること
ができるという効果が得られる。
(j) Items (1) and (2) above have the effect of shortening the cycle time of a microcomputer, etc. that includes a logical operation circuit such as an arithmetic and logic operation unit, and increasing its processing capacity.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸醜しない範囲で種々変更可能
であることは言うまでもない0例えば、第1図において
、算術論理演算ユニットALUは、さらに同様なランチ
回路を介して結合される第3及び第4の組合せ回路を含
むものであってもよい、すなわち、算術論理演算ユニツ
)ALUは、ラッチ回路を介して結合される3段以上の
組合せ回路を有し、これらの組合せ回路の間でパイプラ
イン処理を行うものであってよい。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned Examples, and can be modified in various ways without deviating from the gist thereof. For example, in FIG. 1, the arithmetic and logic unit ALU may further include third and fourth combinational circuits coupled via a similar launch circuit; ) The ALU may have three or more stages of combinational circuits coupled via latch circuits, and may perform pipeline processing between these combinational circuits.

群キャリー発生回路GCG1〜GCG4及びユニットキ
ャリー発生回路UCGは、それぞれ条件付演算方式を採
るものであってもよいし、全加算回路FAA及びFAB
の後段は、マイナス6回路−6を含めて条件付加算方式
を採るものであってもよい、算術論理演算ユニットAL
Uに供給される演算データは、任意のビット長をとりう
る。また、算術論理演算ユニットALUは、補数発生回
WicOMを含まないものであってもよい、第2図及び
第3図において、第1及び第2の組合せ回路間に設けら
れるデータ保持回路は、例えば通常のフリップフロップ
回路やダイナミック型のラッチであってもよい、また、
各回路を構成する論理回路は、プリチャージ式論理回路
等のダイナミック型論理回路を用いることもよい、さら
に、第1図に示される算術論理演算ユニットALUのブ
ロック構成や第2図及び第3WJに示される各ブロック
の具体的な回路構成ならびに第4図に示される演算デー
タ及び各制御信号等の組み合わせなど、種々の実施形態
を採りうる。
The group carry generation circuits GCG1 to GCG4 and the unit carry generation circuit UCG may each adopt a conditional calculation method, or may be implemented using full adder circuits FAA and FAB.
The latter stage is an arithmetic logic operation unit AL which may include a minus 6 circuit-6 and adopt a conditional addition method.
The operation data supplied to U can have any bit length. Furthermore, the arithmetic and logic unit ALU may not include the complement generation circuit WicOM. In FIGS. 2 and 3, the data holding circuit provided between the first and second combinational circuits is, for example, It may be a normal flip-flop circuit or a dynamic latch, or
The logic circuits constituting each circuit may be dynamic logic circuits such as precharged logic circuits. Various embodiments may be adopted, such as the specific circuit configuration of each block shown and combinations of the calculation data and control signals shown in FIG. 4.

以上の説明では、主として本発明者によってなされた発
明を、その背景となった利用分野であるマイクロコンピ
ュータの算術論理演算ユニットに通用した場合について
説明したが、それに雇定されず、例えば、各種のディジ
タル処理装置やディジタル制御装置に合まれる同様な演
算論理回路にも適用できる。この発明は、少なくとも、
実質的に直列形態とされる複数段の組合せ回路を含む論
理演算回路あるいはこのような論理演算回路を含むディ
ジタル装置に広く通用できる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly explained in the case where it was applied to the arithmetic and logic operation unit of a microcomputer, which is the field of application that formed the background of the invention. It can also be applied to similar arithmetic logic circuits suitable for digital processing devices and digital control devices. This invention at least
The present invention can be widely used in logic operation circuits including multiple stages of combinational circuits substantially in series, or in digital devices including such logic operation circuits.

(発明の効果) 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。すなわち、算術論理演算ユニット等の論理演算回路を
構成する複数段の組合せ回路を、例えばその前段に設け
られ半加算回路等までを含む第1の組合せ回路と、その
後段に設けられ全加算回路等以降を含む第2の組合せ回
路とに分断し、これらの組合せ回路の間に、所定のタイ
文ング信号に従って上記第1の組合せ回路の出力信号を
取り込み上記第2の組合せ回路に伝達するデータ保持回
路を設け、これらの組合せ回路の間でパイプライン処理
を行うことで、算術論理演算ユニットの実質的な演算処
理サイクルを短縮し、等価的に算術論理演算ユニット等
の演算処理を高速化できる。これにより、算術論理演算
ユニット等の論理演算回路を含むマイクロコンピュータ
等のサイクルタイムを短縮し、その処理能力を高めるこ
とができる。
(Effects of the Invention) A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows. That is, a plurality of stages of combinational circuits constituting a logical operation circuit such as an arithmetic logic operation unit, for example, a first combinational circuit provided in the preceding stage and including up to a half adder circuit, etc., and a first combinational circuit provided in the subsequent stage including a full adder circuit, etc. and a second combinational circuit including the following, and between these combinational circuits, the output signal of the first combinational circuit is taken in according to a predetermined timing signal, and the data is held to be transmitted to the second combinational circuit. By providing circuits and performing pipeline processing between these combinational circuits, it is possible to shorten the actual operation processing cycle of the arithmetic and logic operation unit and equivalently speed up the operation processing of the arithmetic and logic operation unit and the like. This makes it possible to shorten the cycle time of a microcomputer, etc. that includes a logical operation circuit such as an arithmetic and logic operation unit, and to improve its processing capacity.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1WJは、この発明が適用された算術論理演算ユニッ
トの一実施例を示す部分的なブロック図、第2図及び第
31!Iは、第1図の算術論理演算ユニットの一実施例
を示す部分的な回路図、第4図は、第1WJの算術論理
演算ユニットの一実施例を示すタイミング図、 第5図は、従来の算術論理演算ユニットの一例を示すタ
イミング図、 第6図は、従来の算術論理演算ユニットの一例を示す部
分的なブロック図である。 A L U・・・算術M理演算ユニット、COM・・・
補数発生回路、+6・・・プラス61i!路、AFG・
・・関数発生回路、HA・・・半加算回路、CGA、C
GB・・・キャリー発生回路、GAFG・・・群間数発
生回路、LT・・・ラッチ回路、L1〜L4・・・ラッ
チ、FAA、FAB・・・全加算回路、−6・・・マイ
ナス6回路、GCG1〜GCG4・・・群キャリー発生
回路、UCG・・・ユニットキャリー発生回路、5EL
1〜5EL4・・・選択回路。
1st WJ is a partial block diagram showing one embodiment of an arithmetic and logic operation unit to which the present invention is applied, FIG. 2 and 31! I is a partial circuit diagram showing one embodiment of the arithmetic and logic operation unit of FIG. 1, FIG. 4 is a timing diagram showing one embodiment of the arithmetic and logic operation unit of the first WJ, and FIG. 5 is a conventional FIG. 6 is a partial block diagram showing an example of a conventional arithmetic and logic unit. ALU...Arithmetic unit, COM...
Complement generation circuit, +6...plus 61i! Road, AFG・
...Function generation circuit, HA...Half adder circuit, CGA, C
GB...Carry generation circuit, GAFG...Inter-group number generation circuit, LT...Latch circuit, L1-L4...Latch, FAA, FAB...Full adder circuit, -6...Minus 6 Circuit, GCG1 to GCG4...Group carry generation circuit, UCG...Unit carry generation circuit, 5EL
1-5EL4...Selection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、演算データを受ける第1の組合せ回路と、所定のタ
イミング信号に従って上記第1の組合せ回路の出力信号
を取り込むデータ保持回路と、上記データ保持回路の出
力信号を受ける第2の組合せ回路とを具備することを特
徴とする論理演算回路。 2、上記第1及び第2の組合せ回路は、パイプライン処
理を行うものであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の論理演算回路。 3、上記論理演算回路は、マイクロコンピュータに合ま
れる算術論理演算ユニットであり、上記第1の組合せ回
路は、上記算術論理演算ユニットの補数発生回路、プラ
ス6回路、関数発生回路、半加算回路、キャリー発生回
路等を含み、上記第2の組合せ回路は、上記算術論理演
算ユニットの全加算回路、群キャリー発生回路及びマイ
ナス6回路等を含むものであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項又は第2項記載の論理演算回路。
[Claims] 1. A first combinational circuit that receives operation data, a data holding circuit that takes in the output signal of the first combinational circuit according to a predetermined timing signal, and a first combinational circuit that receives the output signal of the data holding circuit. 2. A logic operation circuit comprising: 2 combinational circuits. 2. The logic operation circuit according to claim 1, wherein the first and second combinational circuits perform pipeline processing. 3. The logic operation circuit is an arithmetic and logic operation unit that fits into a microcomputer, and the first combinational circuit is a complement generation circuit, a plus six circuit, a function generation circuit, and a half addition circuit of the arithmetic and logic operation unit. , a carry generation circuit, etc., and the second combinational circuit includes a full adder circuit, a group carry generation circuit, a minus 6 circuit, etc. of the arithmetic and logic unit. Or the logic operation circuit according to item 2.
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