JPH01311320A - オーバーフロー補正回路 - Google Patents

オーバーフロー補正回路

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JPH01311320A
JPH01311320A JP63144065A JP14406588A JPH01311320A JP H01311320 A JPH01311320 A JP H01311320A JP 63144065 A JP63144065 A JP 63144065A JP 14406588 A JP14406588 A JP 14406588A JP H01311320 A JPH01311320 A JP H01311320A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は演算回路に関し、特にオーバーフロー補正回路
に関する。
〔従来の技術〕
従来オーディオ分野において、オーディオ信号をディジ
タル処理する場合、オーディオ信号に対し算術的な演算
が行われるが、この演算の結果が、オーバーフローした
場合には、最大値あるいは最小値を内部バスに設定する
必要があった。
このオーディオ信号に対しディジタル処理を行う場合に
内部データバスに対し、アキュムレータ(以下rACC
Jと略す)内にオーバーフローマージン(以下rOVF
マージン」と略す)を持つ事により演算の途中過程にお
いて、データがオーバーフローしても演算終了時にはオ
ーバーフローしない演算を行なわせる場合、演算の途中
過程におけるオーバーフローしたデータを内部バスを介
さずに演算ユニット内で保持することにより、演算精度
として、演算ユニット内のバス幅(=ACC+OVF’
マージンのビット幅、〉内部データバス幅)の精度がと
れ、演算精度゛を高くする事ができる。例えば内部バス
幅20ビツトに対し、演算ユニット内に4ビツトのOV
F’マージンを持たせ、24ビツト幅とする事により、
演算精度として24ビツトの精度がとれ、内部バス内の
データ精度も20ビツトいっばいにとれる。ところが演
算ユニット内のビット幅が20ビツトであった場合には
演算過程において、オーバーフローしないように、演算
ユニットへの入力段で、ビットを16ビツトに下げる必
要があり、これにより内部バス20ビツト内のデータ精
度も16ビツト以下になってしまう。また以上の構成の
演算回路において演算プログラムを作成する場合には ■ 演算結果のデータが絶対にオーバーフローしないよ
うにプログラムを作成するか、オーバーフローマージン
内にオーバーフローしたデータを内部バスに出力する際
に最大値データ(20ビツト幅のときこの補数表現で“
7 F F F PM”注rHJは16進数である事を
示す。以下同じ)あるいは最小値データ(20ビツト幅
のときこの補数表現で“80000Fr”)を、内部バ
スにセットする。
■ オーバーフローマージンを越えてオーバーフローし
ないようプログラムを作成するか、あるいはオーバーフ
ローマージンを越えてオーバーフローした場合には、ア
キュムレータに演算ユニット内の最大値(オーバーフロ
ーマージン(4)十内部バス器=24ビット幅のとき“
7 F F F F FPF” )あるいは最小値(“
80000(h”)をセットする。
という操作を行う必要がある。
従来、この種のオーバーフロー補正は内部バスに対しア
キュムレータ内にオーバーフローマージンを有し、その
オーバーフローマージン内にデータがオーバーフローし
ている事を示す穿−バーフローフラグをプログラムでチ
エツクし内部バスにデータを出力する際に、オーバーフ
ローした場合にはプログラムで内部バスに最大値あるい
は最小値を設定する処理を行なう必要がありまた、演算
結果がオーバーフローマージンを越えてオーバーフロー
した場合はオーディオデータとして適切な値を出力する
ことが不可能となるため、オーバーフローマージンを絶
対に越えないようにプログラムを作成する必要があった
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のオーバーフロー補正回路はアキュムレー
タ内のオーバーフローマージン内にオーバーフローして
いることを示すオーバーフローフラグをプログラムで判
断し、オーバーフローしている場合、アキュムレータ内
のデータを内部バスに出力する際に、最大値あるいは最
小値をプログラムでデータバスに設定するという処理を
行なわなければならず、演算後のデータがオーバーフロ
ーしているかどうかを判断する命令とさらにオーバーフ
ローしている際に補正データを設定する命令とによりプ
ログラム全体の処理速度が遅くなるという欠点がある。
更に、もしオーバーフローマージンを越えてオーバーフ
ローした場合にはオーディオ信号として適切な値を出力
する事ができないため、絶対に、オーバーフローマージ
ンを越えてオーバーフローしないように、プログラムを
作成しなければならないという欠点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、ALUによる演算がオーバーフローマージ
ンを越えてオーバーフローしたかどうかを検出するOV
F検出回路により判定し、プログラムでデータを設定す
る等の処理を行うことなしに、オーバーフローした場合
には補正データ出力回路の出力を、オーバーフローして
いない場合にはALUの出力を選択して、アキュムレー
タに入力する。更にアキュムレータのオーバーフローマ
ージン内でオーバーフローしているかどうかを検出する
OVF検出回路により判定しオーバーフローをしている
データを内部バスに出力しようとした場合には補正デー
タ出力回路の出力を選択し、オーバーフローしていない
データを内部バスに出力しようとした場合にはアキュム
レータ内のデータを選択して内部バスに出力している。
このように、本発明のオーバーフロー補正回路は、算術
演算回路、第1のオーバーフロー検出回路、第2のオー
バーフロー検出回路、第1の選択回路、第2の選択回路
、補正データ出力回路、及びアキュムレータを有してい
る。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。
本実施例は加算器101、OVF検出回路102、最大
値出力回路103、最小値出力回路104、選択回路1
05、アキュムレータ106、選択回路107、OVF
検出回路108、論理演算信号109、OP信号110
、補正モード信号111、補正信号112、+/−指示
信号113、補正信号114、内部バスデータ115を
有する。120゜123.124,127,128は2
4ビツト幅のデータバスでありそれぞれ上位ビットより
D23゜D22.D21.・・・、DOとする。121
は2ビツト幅のデータバスで、上位よりデータバス12
0のD23及びD22に接続される。125は20ビツ
ト幅のデータバスで、上位よりデータバス123のD2
3〜D4に接続される。126は20ビツト幅のデータ
バスで、上位よりデータバス124のD23〜D4に接
続される。129は20ビツト幅のデータバスで、上位
よりデータバス128のD19〜DOに接続される。1
30は1ビツトのデータバスであり、130のデータバ
スD23に接続される。131は5ビツト幅のデータバ
スであり上位よりデータバス130のD23〜D19に
接続される。
また本実施例では内部バスはこの補数表現された20ビ
ツトのデータを持ち、アキュムレータは4ビツトのオー
バーフローマージンを持つ。論理演算信号109は論理
演算を行なうかどうかを示す信号であり、補正モード信
号111はオーバーフロー補正を行なうかどうかを示す
信号である。
加zW器101はこの補数で表されたデータの2人力加
算器であり、第1の入力には、内部バス20ビツトのデ
ータと20ビツトの最上位ビットであり正の数であるか
負の数であるか(0=正、1=負)を示すサインビット
を拡張した4ビツトとの24ビツトのデータが入力され
、第2の入力にはアキュムレータ106に保持されるデ
ータが入力され、出力は24ビツトバス120を介し選
択回路105に入力される。また加算器101には動作
制御信号として、論理演算信号109とOP倍信号この
信号の立上りエツジで加算器の演算動作が起動される。
)110が入力される。OVF検出回路102は加算器
101の出力が24ビツトのデータ長を超えてオーバー
フローした事を検出する回路であり、データバス121
、論理演算信号109、OP信号110及び補正モード
信号111を入力とし、補正信号112及び正側にオー
バーフローしたのか負側にオーバーフローしたのかを示
す+/−指示信号113を出力する。
最大値出力回路103はこの補数表現された24ビツト
のデータの最大値データ“7FFFFF、”を出力する
回路であり出力は選択回路105にまた上位20ビツト
は選択回路107に入力される。
最小値出力回路104はこの補数表現された24ヒツト
のデータの最小値デーダ“800000M”を出力する
回路であり、出力は選択回路105に入力される。D2
3〜D4は選択回路107に入力される。選択回路10
5は3人力のうち1つの入力を選択して出力する回路で
あり、補正信号112及び+/−指示信号113の示す
データにより最大値出力回路103の出力、最小値出力
回路104の出力、または加算器101の出力のうち1
つを選択し圧力127はアキュムレータ106に入力さ
れる。
アキュムレータ106は24ビツトのデータを保持する
回路である。OVF検出回路108はアキュムレータ1
06に保持されるデータが内部バスのデータ長20ビツ
トをオーバーフローしているかどうかを検出する回路で
ありアキュムレータ106に保持されるデータ中D23
〜D19と補正モード信号111を入力とし、補正信号
114を出力する。
選択回路107は3人力のうち1つの入力を選択して出
力する回路であり補正信号114及びアキュムレータ1
06に保持されるデータの最上位ビットにより最大値出
力回路103の圧力のD23〜D4.最小値出力回路1
04の出力のD23〜D4またはアキュムレータ106
に保持される ゛データのD19〜DOを選択し、内部
バスに出力する。
第2図はOVF検出回路102の構成図である。
OVF検出回路102はデータラッチ201.2人力E
XORゲート202.2人力EXORゲート203.4
人力ANDゲート204.24ビットデータの最上位ピ
ッ)205.上位から第2ビツト206、補正モード信
号111.論理演算信号109、OP信号110.補正
信号112.+/−指示信号113より構成される。2
4ビツトデータの最上位ビット205はデータラッチ2
01の入力、2人力EXORゲート202及び203の
入力に接続される。上位から第2ビツト206は2人力
EXOR203の入力に接続される。OP信号110は
データラッチ201のクロック入力に接続さh、データ
ラッチ201の出力は2人力EXORゲート202の入
力に接続されるとともに+/−指示信号113となる。
2人力EXORゲート202の出力、2人力EXORゲ
ート203の圧力、補正モード信号111及び論理演算
信号109は4人力ANDゲート204に接続され、補
正信号112を出力する。
第3図はOVF検出回路108の構成図である。
OV’F検出回路108は5人力ORゲート301゜5
人力NANDゲー)302.3人力ANDゲー)303
.により構成される。5人力ORゲート301及び5人
力NANDゲート302には24ビツトデータのうち上
位5ビツトが入力され5人力ORゲート301の出力、
5人力NANDゲート302の出力及び補正モード信号
111は3人力ANDゲート303に入力され3人力A
NDゲート303は補正信号114を出力する。
次に本実施例の動作について説明する。
本実施例では加算器101の出力がオーバーフローした
かどうかをOVF検出回路102により判断し選択回路
105によりアキュムレータ106ヘデータを転送する
際に加算器101の出力が最大値出力回路103の出力
かあるいは最小値出力回路104の出力かを選択する。
また、アキュムレータ106内のデータを内部データバ
スに出力する際にアキュムレータ106内のデータが2
0ビツトのデータ長を越えて4ビツトのオーバーフロー
マージン内にオーバーフローしているかトウかをOVF
’検出回路108により判断し選択回路107によりア
キュムレータ106の出力と最大値、あるいは最小値を
選択し内部バスに出力する。
補正動作を行うかどうかは補正モード信号111により
設定し、111がインアクティブの場合は選択回路10
5は常に加算器101の出力を選択し、また選択回路1
07は常にアキュムレータ106のデータを選択する。
また補正モードであっても論理演算を行う場合について
は論理演算信号109により、加算器101の出力がア
キュムレータ106に入力される。
いまアキュムレータ106内にデータ“7F65A B
 M ”が保持されているとする。このデータを内部バ
スに出力しようとした場合、上位5ビツトは“0111
1″となるため、OVF検出回路108により補正信号
114がアクティブとなり、さらに24ビツトのデータ
のMSBが“0′より選択回路107は最大値出力回路
103を選択しデータ“7FFFF、”を内部データバ
スに出力する。また、アキュムレータ106内のデータ
“7F65ABH”に加算器101により内部バス上の
データ“48C20□′を加算すると加算器101の出
力は“7F 65AB)!+ 48 C20ヨ=83F
ICBH”となる。コノとき、OVF検出回路102に
おいて24ビツトのうちのMSB205は“1″、D2
2,206は“0”となり2人力EXOR203の出力
はアクティブとなる。またデータラッチ201の出力は
“0”であるので、2人力EXOR202の出力もアク
ティブとなり補正モード信号111および論理演算信号
109がアクティブ(論理演算のときインアクティブ)
の時4人力AND 204の出力、補正信号112はア
クティブとなる。またデータラッチ201の出力“0”
′より選択回路105は最大値出力回路103の出力を
選択しアキュムレータ106には最大値データ“7FF
FFF、”が入力される。
逆に負側にオーバーフローした場合にはそれぞれ選択回
路105及び107により最小値が選択され出力される
以上のように本実施例においては、オーバーフロー補正
モードに設定する事によりプログラム上でオーバーフロ
ーしたかどうかを判断し、オーバーフローしている場合
にはプログラムにより補正データをセットするという処
理を行う事なしに、オーバーフロー自動補正を行う事が
可能となり、また、たとえオーバーフローしてもオーデ
ィオデータとしては有効となるため厳密にオーバーフロ
ーを絶対にしないプログラムを組むがために通常の動作
におけるビット精度を落としてしまう事もなくビット精
度を高く取る事が可能となる。
第4図は本発明の他の実施例2のブロック図である。本
実施例では加算器401.OVF検出回路402、補正
値出力回路4031選択回路404゜アキュムレータ4
052選択回路406より構成される。420は20ビ
ツトのビット幅を持つ内部バスである。424,423
,426は24ビツト幅のデータバスであり各々上位よ
りD23.D22゜D21.・・・、Doとする。42
1は19ビツト幅のデータバスで加算器401024ビ
ツトの出力(上位よりD23.D22.D21.・・・
、DO)のうち上位よりD18〜DOに接続される。4
22は5ビット幅のデータバスで、加算器401の出力
の上位よりD23〜D19に接続される。425は20
ピツ) 1173のデータバスで上位よりデータバス4
24のD23〜D4に接続される。424は20ピツ)
ll1mのデータバスで上位よりデータバス426のD
I9〜DOに接続される。
第5図は補正値出力回路403の構成図である。
+/−指示信号412の入力に対しD23〜D。
までの24ビツトのデータを出力する。
第6図はOVF検出回路402の構成図である。
OVF検出回路402は5人力NAND601゜5人力
0R602,データラッチ603.2人力EXOR60
4,3人力AND605.5人力AND606により構
成される。5人力NAND 601及び5人力0R60
2の入力には加算器401の出力のうちD23〜D19
が入力される。データラッチ6030入力にはD23が
入力され動作クロック入力にはOP信号408が入力さ
れる。2人力EXORの入力にはD23とデータラッチ
603の出力が入力される。さらにデータラッチ603
の出力は+/−指示信号412として出力される。3人
力AND 605の入力には5人力NAND601(7
)出力、5人力OR602(7)出力および補正モード
信号409が入力され、補正モード信号411を出力す
る。5人力AND606の入力には、5人力NAND6
01の出力、5人力0R602の出力、2人力EXOR
604の出力、論理演算信号407.及び補正モード信
号409が入力され、補正信号410を出力する。
固定値出力回路は+/−指示信号412により補正デー
タ出力する回路である。OVF検出回路402は加算器
401の出力がOVFマージン内でオーバーフローして
いるかどうかを判断し、補正信号411を出力し、また
OvFマージン内でオーバーフローしている状態でMS
Bの反転を判断し、MSBが反転した時オーバーフロー
マージンを越えてオーバーフローした事を検出して補正
信号410を出力する。選択回路404は補正信号41
0により補正値出力回路403の出力かあるいは加算器
401の出力かを選択しアキュムレータ405に出力す
る。選択回路406は補正信号411により補正値出力
回路403の出力かあるいはアキュムレータ405の出
力かを選択し内部バスに出力する。以上を除き他の構成
は実施例1と同一であり、動作も実施例1と同一である
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明はオーバーフローマージンを
越えてオーバーフローした場合に最大値あるいは最小値
の補正データを7キユムレータに格納しまたアキュムレ
ータ内でオーバーフローマージン内にオーバーフローし
ているブータラ内部バスに出力する場合にも内部バス内
の最大値あるいは最小値を補正回路により出力してやる
ことにより、プログラムでオーバーフローフラグヲ判断
する命令、および補正データを代入する命令が不要とな
るため演算スピードが増すという効果がある。またオー
バーフローマージンを越えてオーバーフローしても、ア
キュムレータ内での最大値あるいは最小値が代入される
ため、音声データとしては、引き続き演算可能な有効な
データを出力する事ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図のOVF検出回路102の構成図、第3図は第1図の
OvF検出回路108の構成図、第4図は他の実施例の
ブロック図、第5図は第4図の固定値出力回路403の
構成図、第6図は第4図のOVF検出回路402の構成
図である。 101・・・・・・加算器、102・・・・・・OVF
検出回路、103・・・・・・最大値出力回路、104
・・・・・・最小値出力回路、105・・・・・・選択
回路、106・・・・・・アキュムレータ、107・・
・・・・選択回路、108・・・・・・OVF検出回路
、109・・・・・・論理演算信号、110・・・・・
・OP倍信号111・・・・・・補正モード信号、11
2・・・・・・補正信号、113・・・・・・+/−指
示信号、114・・・・・・補正信号、115・・・・
・・内部バスデータ、201・・・・・・データラッチ
、202・・・・・・2人力EXORゲート、203・
・・・・・2人力EXORゲート、204・・・・・・
4人力ANDゲート、205・川・・24ビツトデータ
の最上位ビット、206・・・・・・上位より第2ビツ
ト、301・・・・・・5人力ORゲート、302・・
・・・・5人力NANDゲート、303・・・・・・3
人力ANDゲート、401・・・・・・加算器、402
・・川・OVF検出回路、403・・・・・・補正値出
力回路、404・・・・・・選択回路、405・・・・
・・アキュムレータ、4o6・・・・・・選択回路、4
07・・・・・・論理演算信号、408・・・・・・O
P倍信号409・・・・・・補正モード信号、410・
・・・・・補正信号、411・・・・・・補正信号、4
12・・・・・・+/−指示信号、501・・・・・・
インバータ、601・・・・・・5人力NAND、60
2・・・・・・5人力OR,603・・・・・・データ
ラッチ、604・・・・・・2人力EXOR。 605・・・・・・3人力AND、606・・・・・・
5人力AND。 120.121,122,123,124,125゜1
26.127,128,129,130,131゜42
0.421,422,423,424,425゜426
.427・・・・・・データバス。 代理人 弁理士  内 原   音 用1図 OPイま号 第2図 オ請正モート°イ濾・号ト 第3図 第4図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)演算回路と、該演算回路内のデータ幅に対して、
    演算結果がオーバーフローしたかどうかを検出する第1
    のオーバーフロー検出回路と、内部バスに対し前記演算
    回路内のデータがオーバーフローしたかどうかを検出す
    る第2のオーバーフロー検出回路と、第1の選択回路と
    、第2の選択回路と、補正データ出力回路と、アキュム
    レータとを有し、前記演算回路の入力には前記内部バス
    と前記内部バスの最上位ビットを拡張して前記内部バス
    のデータの上位に付加するオーバーヘッド・マージン・
    ビット及び前記アキュムレータの出力が接続され、前記
    演算回路の出力は前記第1のオーバーフロー検出回路及
    び前記第1の選択回路に接続され、前記第1のオーバー
    フロー検出回路の出力は前記第1の選択回路に接続され
    、前記補正データ出力回路の出力は前記第1および第2
    の選択回路に接続され、前記第1の選択回路の出力は前
    記アキュムレータに接続されこの出力は前記第2の選択
    回路、前記演算回路及び第2のオーバーフロー検出回路
    に接続され、前記第2のオーバーフロー検出回路の出力
    は前記第2の選択回路に接続され、その出力は前記内部
    バスに接続される事を特徴とするオーバーフロー補正回
    路。
  2. (2)前記第1の選択回路は前記第1のオーバーフロー
    検出回路の出力の値によって前記演算回路の出力か、あ
    るいは前記補正データ出力回路の出力を選択して出力す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のオーバ
    ーフロー補正回路。
  3. (3)前記第2の選択回路は、第2のオーバーフロー検
    出回路の出力の値により、前記アキュムレータの出力か
    、あるいは前記補正データ出力回路の出力かを選択して
    出力することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    オーバーフロー補正回路。
  4. (4)前記補正データ出力回路は前記演算回路の出力の
    あらかじめ定められた最大値あるいは最小値及び前記内
    部バスのあらかじめ定められた最大値あるいは最小値を
    出力する事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のオ
    ーバーフロー補正回路。
  5. (5)前記第1のオーバーフロー検出回路は前記ALU
    の演算結果がオーバーフローしたかどうかを、前記演算
    回路のデータが前記内部バスのデータに対し、オーバー
    フローしている際の前記演算回路の出力データの最上位
    ビットの反転を検出することにより前記演算回路の出力
    がオーバーフローしたかどうかを検出することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のオーバーフロー補正回
    路。
  6. (6)前記第2のオーバーフロー検出回路は前記演算回
    路のデータのうち前記内部バスに対する前記オーバーヘ
    ッド・マージン・ビット内の任意のビットの反転を検出
    する事により前記演算回路内のデータが前記内部バスに
    対しオーバーフローしているかどうかを検出することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のオーバーフロー
    補正回路。
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