JPH02240727A - 浮動小数点演算装置 - Google Patents

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］ この発明は、浮動小数点表記のデータの演算装置に関す
る。

［従来の技術］ 例えば乗算するデータの一方のオペランドがＯの場合は
、演算を行わなくとも結果はＯになることがわかり、又
、無限大のデータに対する演算は無効なのでこの場合も
演算は不要である。このように扱うデータが特殊な場合
は例外処理を行ない無駄な演算を省略することにより、
演算時間を短縮できる。ここで、オペランドの属性を分
類して演算を行なっている従来例を引例により以下に述
べる。

第３図は、特開昭５９−７９３５０号公報開示の浮動小
数点演算装置を示している。

Ｘレジスタｌ及びＹレジスタ２にそれぞれラッチされた
被演算データＸオペランド及びＹオペランドは浮動小数
点演算回路３に入力されるとともに、オペランドの属性
を分類する分類回路４及び５にそれぞれ入力される。

浮動小数点演算回路３では、加減算あるいは乗算、除算
が行なわれ、分類回路４．５では次表に示すように、オ
ペランドのビットパターンにより、０、無限大、非数、
正規化数、非正規化数の５つの属性に分類し、その属性
にもとづいて所定の分類信号を発生する。

表１ 例外処理ユニット６ではＸ、Ｙのオペランドの分類信号
と演算と種類とから例外処理を適用する場合には、直ち
に制御信号を発生し例外処理としてあらかじめ用意され
たデータを、演算結果値としてセレクタ７から出力させ
、一方、通常のデータ処理時には、浮動小数点演算回路
３よりの演算結果がセレクタ７を介して出力される。

例えば演算の種類が乗算で、Ｘオペランドが無限大、Ｙ
オペランドがＯという場合は、例外処理が必要である。

このときあらかじめ用意されたデータ（非数）がセレク
タ７で選択され、演算結果として出力される。

例外処理の結果が乗算において非数となるのはＸＩＮＦ
（Ｘが無限大）、ＹＺＥＲＯ（Ｙが０）以外にＸＺＥＲ
Ｏ，Ｙ　ＩＮＦとかＸ、Ｙオペランドの少なくとも一方
が非数の場合もある。ゆえに、例外処理ユニット６は、
分類信号が（ＸＩＮＦかつＹＺＥＲＯ）または（ＸＺＥ
ＲＯかつＹ　Ｉ　ＮＦ’）またはＸＮＡＮまたはＹＮＡ
Ｎのとき、演算結果として非数がセレクタ７で選択され
るような制御信号を発生する構成となっている。また非
数以外の例外が発生したときも同様に分類信号と演算の
種類との組合わせをみて、ある定めた組合わせのときあ
らかじめ用意されたデータか、２つのオペランドの値を
出力するよう例外処理ユニット６が制御信号を発生する
。

第４図は、米国特許ＵＳＰ４．６４９．５０８号に開示
された浮動小数点演算装置を示している。

分類回路１３及び１４は、Ｘレジスタ２及びＸレジスタ
１２よりのオペランドの少なくとも一部を受け、オペラ
ンドを０．無限大、非数、・・・といった属性に分類し
分類信号を出力する。

例外処理部１５はコントロール部１５Ａとセレクト部１
５Ｂより成る。コントロール部１５Ａは分類回路１３．
１４よりのＸ、Ｙ分類信号と、演算の種類を示すコマン
ド信号があらかじめ定められた組合わせであるとき、所
定のコントロール信号を出力する。セレクト部１５Ｂは
前記コントロール信号に基づき、Ｘレジスタ１１及びＸ
レジスタ１２よりのＸ、Ｙ両オペランドと定数のうちの
１つを選択し、例外処理結果としてセレクタ１６より出
力させる。

他に加減算部１７．乗算部１８を含み、セレクタ１６は
加減算結果、乗算結果、例外処理結果をコントロール信
号に応じて選択し出力する。例えば、演算の種類が乗算
で、Ｘオペランドが無限大、ＹオペランドがＯという場
合は、例外処理を適用する。このとき例外処理部１５の
コントロール部１５Ａはコントロール信号を出力し、セ
レクト部１５Ｂか定数（この場合非数）を出力し、セレ
クタ１６がこの例外処理結果を出力する。例外処理結果
が乗算で非数となるのはＸ＝■、Ｙ＝０以外にｘ＝ｏ、
ｙ＝ｏｏとかＸ＝ＮＡＮとかＹ＝ＮＡＮの場合もある。

ゆえに例外処理部１５では分類信号が（Ｘ−ｏｏ、Ｙ＝
０）または（Ｘ　＝　０　、Ｙ　＝ＯＯ）またはＸ＝Ｎ
ＡＮまたはＹ＝ＮＡＮのとき、セレクト部１５Ｂで非数
が選択されるようにコントロール部１５Ａからコントロ
ール信号が出力される。また非数以外の例外が発生した
ときも同様に分類信号と演算の種類との組合わせをみて
、ある定めた組合わせのとき２つのオペランド値か定数
が例外処理部１５から出力される。乗算部１８は、浮動
小数点乗算ユニット１８Ａの他に、コントロール部１８
Ｂとセレクト部１８Ｃを含む。

コントロール部１８Ｂは、Ｘ、Ｙ分類信号を受けてコン
トロール信号を発生する。

セレクト部１８ｃは乗算結果と、少なくともＸオペラン
ドの一部と、少なくともＸオペランドの一部と定数を受
け、コントロール信号に従って人力を選択し出力する。

Ｘ、Ｙ両オペランドの少なくとも一方が０の場合、乗算
結果は０となる。このように乗算部１８のコントロール
部１８Ｂ及びセレクト部１８Ｃは、特殊なオペランドに
対し演算を実行することなしに分類信号のみから演算の
結果値を出力するのに用いられる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した二つの演算装置においては、共に、２つの入力
オペランドをＯ１無限大、・・・といった属性に分類し
、分類信号を出力する分類回路を設け、この分類信号と
演算の種類との組合わせがある組合わせのときあらかじ
め用意されたデータを演算結果として出力するようにな
っている。

ところが、入力オペランドを分類する分類回路の構成が
複雑であり、又、扱う属性の数が多いほどより複雑化す
るという欠点があった。

この発明は、入力オペランドの分類と、特殊オペランド
及び例外発生時に対する処理を、より簡単な回路で高速
に行なう浮動小数点演算装置を提供することを目的とす
る。

し課題を解決するための手段］ この発明の浮動小数点演算装置は、２つの浮動小数点デ
ータに対し、加算、減算１乗算、除算の演算を実行する
浮動小数点演算装置において、２つの浮動小数点データ
の各々の指数部と仮数部をそれぞれ属性にもとづいて分
類する指数部分類回路及び仮数部分類回路と、これらの
分類回路から出力される分類結果と演算の種類との組合
わせから所定のデータを出力する例外処理回路と、を備
えたことを特徴とする。

［作用］ 演算を行なう２つの浮動小数点データにおける指数部と
仮数部とがＯビットからなるか、あるいは１ビツトから
なるかといった所定の属性に基づいて分類され、これら
の分類された結果と、演算の種類とから、例外処理を適
用する場合には、例外処理回路から例外処理結果として
所定のデータが出力されるようになっており、所定のデ
ータとしては、請求項（２）で述べたように、予め用意
されたデータであってもよくあるいは、請求項（３）で
述べたように、例外処理結果そのものであってもよい。

いずれの場合も、例外処理回路は簡略化され、処理時間
が短縮される。

［実施例］ 第１図は、この発明の浮動小数点装置の一実施例を示す
ブロック図である。

Ｘレジスタ２１よりのＸオペランドは、浮動小数点演算
回路２３゛に入力されるとともに、指数部分類回路２４
及び仮数部分類回路２５に入力され両分順回路２４及び
２５にて、Ｘオペランドにおける指数部と仮数部とがそ
れぞれ分類される。又、Ｙレジスタ２２よりのＸオペラ
ンドは、同様に、浮動小数点演算回路２３に入力される
とともに、指数部分類回路２６及び仮数部分類回路２７
に入力される。浮動小数点演算回路２３では、演算の種
類に応じて加算、減算、乗算あるいは除算が行なわれる
。指数部分類回路２４．２６では、指数のビットパター
ンが全ビットｌか否か、あるいは全ビット０か否かが検
出され、仮数部分類回路２５．２７では仮数部が全ビッ
ト０か否かが検出される。

指数部分類回路２４は、Ｘオペランドの指数が全ビット
ｌであれば、“ビとなる信号ＸＥＩを、又全ビット０で
あれば“ビとなる信号ＸＥＯを出力し、仮数部分類回路
２５は、仮数が全ビットＯであれば“ビとなる信号ＸＭ
Ｏを出力する。同様に、Ｘオペランドに対しても、指数
部分類回路２６、仮数部分類回路２７は、ＹＥＩ、ＹＥ
Ｏ及びＹＭＯをそれぞれ出力する。

これらの分類結果を示す信号は例外処理回路２８に入力
され、分類結果（ＸＥｌ、ＸＥＯ，ＸＭＯ。

ＹＥｌ、ＹＥＯ，ＹＭＯ）と演算の種類とから通常の演
算か特殊オペランドの演算か、例外が発生するか、ある
いは後述のオーバーフロー、アンダーフローを示す信号
か、どうかを判断して所定の制御信号をセレクタ２９へ
送出する。

前記浮動小数点演算回路２３における演算結果は、セレ
クタ２９へ送出されるとともに、オーバーフロー・アン
ダーフロー検出回路３０に入力される。

このオーバーフロー・アンダーフロー検出回路３０は、
演算結果がオーバーフローまたはアンダーフローしてい
るか否かを検出し、オーバーフローのときＯＶＦ信号を
“ビとし、アンダーフローのときＵＮＦ信号をｌ”とし
て前記例外処理回路２８へ送出し、演算結果がオーバー
フローしたときは無限大を、アンダーフローしたときは
Ｏを出力するようセレクタ２９を制御する。

セレクタ２９には、特殊オペランドや例外発生時に出力
するデータ（非数、０．無限大など）があらかじめ用意
されており、例外処理回路２８よりの制御信号によって
、浮動小数点演算回路２３よりの通常の演算結果か、あ
らかじめ用意されてデータかを選択して出力する。

この例では、非数の場合を示したが、例外が発生して非
数以外の値を演算結果とするときや、特殊オペランドの
ときも同様に分類信号の組合わせから判断する。

次に上記の構成になる浮動小数点演算装置における動作
を説明する。

尚、第１図中のセレクタ２９はあらかじめ用意するデー
タとして非数ＮＡＮ、無限大■、０を扱う場合を示して
いる。

乗算で例外が発生し、演算結果として非数を出力するの
は、２つの人力オペランドが（Ｘ＝ＩＮＦかつＹ＝ＺＥ
ＲＯ）または（Ｘ＝ＺＥＲＯかツＹ＝ＩＮＦ）またはＸ
＝ＮＡＮまたはＹ＝ＮＡＮである。これらの組合わせを
先のＸＥＩ、ＸＥＯ，ＸＭＯ，ＹＥｌ、ＹＥＯ，ＹＭＯ
信号を用いて表わすと表２のようになる。

表２ 表２中の“−”は、０であってもｌであってもよいこと
を示す。例外処理回路２８は、オペランドＸ、Ｙの指数
部、仮数部の分類信号の組合わせが■〜■のいずれかに
あてはまるとき、セレクタ２９で非数が選択出力される
よう所定の制御信号を発生するようになっている。

一方、例外処理回路２８により通常の演算と検出された
ときは、この例外処理回路２８より出力される制御信号
に基づき、浮動小数点演算回路２３よりの演算結果がセ
レクタ２９を介して出力される。又、浮動小数点演算回
路２３の演算結果がオーバーフローあるいはアンダーフ
ローとなったときは、オーバーフロー・アンダーフロー
検出回路３０よりＯＶＦまたはＵＮＦ信号が出力される
ことにより、例外処理回路２８より所定の制御信号がセ
レクタ２９へ送出され、このセレクタ２９より無限大あ
るいはＯが出力される。尚、第１図では、特殊オペラン
ドや例外発生時の結果値として非数、無限大、０を扱う
場合を示したが、３つ以上の値を扱うときも同様に構成
できる。

第２図に、この発明の浮動小数点演算装置の一実施例を
示しており、Ｘレジスタ、Ｙレジスタ、指数部及び仮数
部の分類回路、浮動小数点演算回路の動作は第１図の場
合と同様である。

例外処理回路２８°は、特殊オペランドや例外が発生す
る場合の、分類結果と演算の種類をあらかじめデコード
しておき、特殊オペランドや例外発生時の演算結果値で
ある非数、無限大、０に対応する信号を出力する。例え
ば演算の種類が乗算で、分類結果が表２の■〜■のいず
れかにあてはまるとき“ビとなる信号ＮＡＮを設ける。

また特殊オペランド、例外発生時の結果値が０や無限大
となる場合も分類結果と演算の種類をあらかじめデコー
ドしておき、分類結果と演算の種類がデコード内容のい
ずれかにあてはまるとき“ビとなる信号ＺＥＲＯ，ＩＮ
Ｆを設ける。特殊オペランド、例外発生時に必ず３つの
信号のうち１つだけ“ビとなる。

この例外処理回路２８°よりの各信号ＮＡＮ、ＩＮＦ、
ＺＥＲＯに対応して非数、無限大、Ｏに例外値を格納す
る例外値レジスタ３１が設けられる。

具体的に説明すると例外値レジスタ３１の指数部の全ビ
ットにはＺＥＲＯ信号がインバーターＩＮＶで反転され
て人力される。また仮数部の全ビットにはＺＥＲＯとＩ
ＮＦ’信号がノア回路ＮＯＲを介して入力される。

例外処理回路２８°からの出力がＮＡＮ信号−〇、ＩＮ
Ｆ信号＝０．ＺＥＲＯ信号；ｌのとき例外値レジスタ３
１の指数部、仮数部共に全ビットＯが格納される。特殊
オペランド及び例外発生時に例外値レジスタ３１に格納
される値をまとめると表３のようになる。

表３ 又、前記信号ＺＥＲＯ，ＩＮＦ、ＮＡＮは、オア回路Ｏ
Ｒを通してセレクタ２９°の制御信号として送出される
。特殊オペランドや例外発生時はこれら３つの信号のう
ち１つだけ“ビとなるので制御信号は“ｌ“となる。ま
た特殊オペランドや例外発生でない場合、３つの信号は
全て“０”となるので制御信号も“Ｏ”となる。例外値
レジスタ３１に格納されたデータはセレクタ２９°に入
力される。

セレクタ２９°は浮動小数点演算結果か、例外値レジス
タ３１からの例外値のデータかを前記制御信号に応じて
選択し出力する。

例外値として非数、無限大、Ｏを扱う場合を示したが、
これら３つの以外の例外値を扱う場合でも同様に分類結
果と演算の種類とから所望の値をつくることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、２つの入力オペラン
ドにおける指数部と仮数部とをそれぞれ属性にもとづい
て分類し、この分類結果と演算の種類との組合わせによ
り、例外値のデータを出力するようにしたので、特殊オ
ペランド及び例外発生時の処理を簡単な回路にて高速に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の浮動小数点演算装置の一実施例を
示す制御ブロック図、第２図はこの発明の別の実施例を
示す制御ブロック図、第３図及び第４図は、従来の小数
点演算装置の一例を示す制御ブロック図である。 ２１・・・Ｘレジスタ、２２・・・Ｙレジスタ、２３・
・・浮動小数点演算回路、 ２４．２６・・・指数部分類回路、 ２５．２７・・・仮数部分類回路、 ２８・・・例外処理回路、２９・・・セレクタ、３０・
・・オーバーフロー・アンダーフロー検出回路。 特許出願人　株式会社　リ　コ　− 代理　人　弁理士　前出　葆　外１名

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの浮動小数点データに対し、加算、減算、乗
   算、除算の演算を実行する浮動小数点演算装置において
   、 ２つの浮動小数点データの各々の指数部と仮数部をそれ
   ぞれ属性にもとづいて分類する指数部分類回路及び仮数
   部分類回路と、これらの分類回路から出力される分類結
   果と演算の種類との組合わせから所定のデータを出力す
   る例外処理回路と、を備えたことを特徴とする浮動小数
   点演算装置。
2. （２）例外処理回答は、分類回路からの分類結果と演算
   の種類とがある組合わせのとき、１つ以上のあらかじめ
   用意されたデータを選択して出力する請求項（１）記載
   の浮動小数点演算装置。
3. （３）例外処理装置は、分類回路からの分類結果と演算
   と種類とがある組合わせのとき、分類結果と演算の種類
   とから所定の値を結果として出力する請求項（１）記載
   の浮動小数点演算装置。