JPH03116325A - Circuit for multiplication by 2n - Google Patents

Circuit for multiplication by 2n

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JPH03116325A
JPH03116325A JP1254516A JP25451689A JPH03116325A JP H03116325 A JPH03116325 A JP H03116325A JP 1254516 A JP1254516 A JP 1254516A JP 25451689 A JP25451689 A JP 25451689A JP H03116325 A JPH03116325 A JP H03116325A
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digit shift
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Naohito Morimoto
森本 尚人
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Abstract

PURPOSE:To increase the operation speed by using a data memory which divides data to be operated into plural unit data to be operated and stores values obtained by multiplying each unit data to be operated by 2. CONSTITUTION:The product of each unit data C to be operated and 2N is corrected with digit shift value information (g) to obtain a unit operation result (f), and data having the result (f) as lower bits and having digit shift value information (g) as upper bits is stored in a data memory 4. A control part 2 divides data (b) to be operated into unit data (c) to be operated each of which has a prescribed number of digits, and each data (c) is built in an address and is sent to an address lower bit terminal 5b of the data memory 4. Consequently, the unit operation result (f) outputted from the data memory 4 at each time of sending unit data (c) is successively synthesized in serial to obtain the operation result of inputted data (b) to be operated. Since each unit operation result is outputted immediately at the time of input of each unit data to be operated, the operation speed is increased with the required storage capacity of the data memory minimized.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は複数桁からなる被演算データを2N(N−整数
)倍するX 2 N演算回路に係わり、特に、各被演算
データをアドレスとし、該当アドレスに演算結果を予め
記憶したデータメモリを用いたX 2 N演算回路に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an , relates to an X 2 N arithmetic circuit using a data memory in which arithmetic results are stored in advance at corresponding addresses.

[従来の技術] 例えば分周器やシンセサイザにおいては、水晶発振器等
の基準周波数発生器から出力された基準周波数F。に対
して種々の演算を施して目標とする周波数を得る。この
場合、一般に、目標とする周波数を得るために基準周波
数F。に対して2のべき乗演算を実行して演算回数等を
設定する。したがって、分周器やシンセサイザの応答特
性を向上させるためには、この2のべき乗演算(X2N
)を短時間に実行する必要がある。
[Prior Art] For example, in a frequency divider or synthesizer, a reference frequency F is output from a reference frequency generator such as a crystal oscillator. Various calculations are performed on the target frequency to obtain the target frequency. In this case, the reference frequency F is generally used to obtain the target frequency. A power-of-2 operation is performed on the value and the number of operations is set. Therefore, in order to improve the response characteristics of frequency dividers and synthesizers, this power of 2 operation (X2N
) must be executed in a short period of time.

従来、この2のべき乗演算(X2N)は例えばROMに
記憶された演算プログラムを用いてCPU (中央処理
装置)がソフト的に実行していた。
Conventionally, this power of 2 operation (X2N) has been executed by a CPU (central processing unit) in software using, for example, an arithmetic program stored in a ROM.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述したように演算プログラムで2のべ
き乗演算(X2N)を実行すると、プログラムのステッ
プ数が多くなり、演算処理時間が長くなり、この計算手
法を前記分周器やシンセサイザに用いると、応答特性が
大幅に低下する。
[Problems to be Solved by the Invention] However, as described above, when a power of two operation (X2N) is executed in an arithmetic program, the number of steps in the program increases and the arithmetic processing time becomes longer. If used in frequency generators or synthesizers, the response characteristics will drop significantly.

仮にN−3(X8)と設定した場合には、プログラムス
テップ数が30ステップ以上になり、演算処理時間が約
18μsと非常に長くなる。
If it is set to N-3 (X8), the number of program steps will be 30 or more, and the calculation processing time will be very long, about 18 μs.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
被演算データを複数の単位被演算データに分割して、各
単位被演算データと2Nとを乗算した値を、単位被演算
データをアドレスとする位置に記憶するデータメモリを
使用することによって、データメモリの必要とする記憶
容量を最小限に抑制した状態で、演算速度を大幅に向上
できるX 2 N演算回路を提供することを目的とする
The present invention was made in view of these circumstances, and
By dividing the operand data into a plurality of unit operand data and storing the value obtained by multiplying each unit operand data by 2N at the location where the unit operand data is the address, the data It is an object of the present invention to provide an X 2 N arithmetic circuit that can greatly improve the arithmetic speed while minimizing the storage capacity required for the memory.

[課題を解決するための手段] 上記課題を解消するために本発明は、複数桁からなる被
演算データを2N (N−整数)倍するX 2 N演算
回路において、 N値で定まる演算種類情報を含む桁移動値情報を示す上
位ビットと被演算データを規定桁数の単位被演算データ
に分割した場合の各単位被演算データを示す下位ビット
とを合成してなるアドレスに対して、下位ビットを単位
被演算データに演算種類情報で定まる2Nを乗算して桁
移動値情報で補正した単位演算結果とし上位ビットを単
位演算結果が桁移動したときの桁移動値情報とする合成
されたデータを記憶するデータメモリと、アドレス送出
タイミングを示すクロック信号を出力するクロック信号
発生器と、被演算データの各単位被演算データをアドレ
スの下位ビットに組込んでクロック信号入力毎にデータ
メモリのアドレス下位ビット端子へ順次送出するととも
に、実行すべき演算種類情報をアドレスの上位ビットに
組込んで送出し、かつ先頭の単位被演算データを組込ん
だアドレス送出期間のみ信号レベルが変化する切換信号
を送出する制御部と、この制御部から送出されたアドレ
スの上位ビットの演算種類情報とデータメモリから読出
されたデータの上位ビットの桁移動値情報とが入力され
、切換信号に応動して、先頭の単位被演算データのアド
レス送出期間のみ演算種類情報をデータメモリのアドレ
ス上位ビット端子へ送出するとともに、先頭の単位被演
算データのアドレス送出期間終了後桁移動値情報をデー
タメモリのアドレス上位ビット端子へ送出する切換回路
と、桁移動値情報のデータメモリのアドレス端子への伝
送経路に介挿され、少なくともこの桁移動値情報を次の
クロック信号入力まで保持するラッチ回路とを備えたも
のである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides an X 2 N calculation circuit that multiplies operand data consisting of a plurality of digits by 2N (N-integer), and uses calculation type information determined by the N value. The lower bits for the address formed by combining the upper bits indicating the digit shift value information including The unit operand data is multiplied by 2N determined by the operation type information, and the unit operation result is corrected with the digit shift value information.The upper bit is the digit shift value information when the unit operation result is shifted by digits.The synthesized data is A clock signal generator that outputs a clock signal indicating the address sending timing, and a clock signal generator that incorporates each unit of operand data into the lower bits of the address and outputs the lower address of the data memory every time a clock signal is input. In addition to sequentially sending data to the bit terminals, information on the type of operation to be executed is embedded in the upper bits of the address and sent, and a switching signal whose signal level changes only during the address sending period in which the first unit operand data is embedded is sent. The operation type information of the upper bits of the address sent from this control unit and the digit shift value information of the upper bits of the data read from the data memory are input, and in response to the switching signal, the first The operation type information is sent to the address upper bit terminal of the data memory only during the address sending period of the unit operand data, and the digit shift value information is sent to the address upper bit terminal of the data memory after the address sending period of the first unit operand data ends. It is equipped with a switching circuit for transmitting the data, and a latch circuit that is inserted in the transmission path of the digit shift value information to the address terminal of the data memory and holds at least the digit shift value information until the next clock signal is input.

[作用] このように構成されたX 2 N演算回路においては、
データメモリに入力されるアドレスは演算種類情報を含
む桁移動値情報を示す上位ビットと単位被演算データを
示す下位ビットとで形成されている。そして、このアド
レスに対応して、単位被演算データと2Nとを乗算して
桁移動値情報で補正した単位演算結果を下位ビットとし
、単位演算結果が桁移動したときの桁移動値情報を上位
ビットとするデータが記憶されている。
[Operation] In the X 2 N arithmetic circuit configured in this way,
The address input to the data memory is formed by upper bits indicating digit shift value information including operation type information and lower bits indicating unit operand data. Then, corresponding to this address, the unit operation result obtained by multiplying the unit operand data by 2N and corrected with digit shift value information is set as the lower bit, and the digit shift value information when the unit operation result is shifted by digit is set as the upper bit. Data in bits is stored.

そして、制御部は被演算データを規定桁数を有した単位
被演算データに分割してアドレスに組込んでデータメモ
リのアドレス下位ビット端子へ送出する。データメモリ
のアドレス上位ビット端子にはラッチ回路および切換回
路を介して一つ前のクロック周期にてデータメモリから
出力された桁移動値情報が印加される。よって、データ
メモリから単位被演算データと2Nとを乗算して一つ前
のクロック信号の周期における桁移動値情報で補正した
単位演算結果と、次のクロック周期で使用する桁移動値
情報か出力される。
Then, the control section divides the operand data into unit operand data having a specified number of digits, incorporates them into an address, and sends them to the address lower bit terminal of the data memory. Digit shift value information outputted from the data memory in the previous clock cycle is applied to the address upper bit terminal of the data memory via a latch circuit and a switching circuit. Therefore, the unit operation result obtained by multiplying the unit operand data from the data memory by 2N and corrected with the digit shift value information in the previous clock signal cycle, and the digit shift value information to be used in the next clock cycle are output. be done.

なお、先頭の単位被演算データを送出する時点では、一
つ前のクロック信号周期にて得られる桁移動値情報が存
在しないので、制御部から演算種類情報をアドレスの上
位ビットに組込んで切換回路を介してデータメモリのア
ドレス上位ビット端子へ印加する。
Note that at the time of sending out the first unit operand data, the digit shift value information obtained in the previous clock signal cycle does not exist, so the operation type information is incorporated into the upper bits of the address from the control unit and switched. It is applied to the address upper bit terminal of the data memory via the circuit.

よって、各単位被演算データが送出される毎にデータメ
モリから出力される単位演算結果を順次シリアルに合成
していけば、入力された被演算データに対する演算結果
が得られる。
Therefore, by serially synthesizing the unit operation results output from the data memory each time each unit operand data is sent out, the operation result for the input operand data can be obtained.

[実施例コ 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。[Example code] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は実施例の×2N演算回路の概略構成を示すブロ
ック図である。図中1はアドレス送出タイミングを示す
周期T。を有するクロック信号aを出力するクロック信
号発生器であり、このクロック信号発生器1から出力さ
れたクロック信号aは制御部2へ人力される。この制御
部2は一種のマイクロコンピュータで形成されており、
外部から入力された被演算データbを例えば2の規定桁
数を有した単位被演算データCに分割する。そして、分
割した各単位被演算データCをクロック信号発生器1か
ら入力したクロック信号aに同期して、下位アドレス端
子A8〜A15からレジスタ3を介してデータメモリ4
のアドレス下位ビット端子5bへ送出する。また、入力
されたNで定まる演算種類情報dを上位アドレス端子A
O〜A7からレジスタ6を介して切換回路7の入力端子
Bへ送出する。また、制御部2は切換回路7の切換端子
Sへ切換信号eを送出する。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a ×2N arithmetic circuit according to an embodiment. In the figure, 1 is a cycle T indicating address sending timing. The clock signal generator 1 outputs a clock signal a having a clock signal a, and the clock signal a output from the clock signal generator 1 is manually inputted to the control section 2. This control section 2 is formed by a kind of microcomputer,
The operand data b inputted from the outside is divided into unit operand data C having a specified number of digits, for example 2. Then, in synchronization with the clock signal a inputted from the clock signal generator 1, each divided unit operand data C is transferred from the lower address terminals A8 to A15 to the data memory 4 via the register 3.
The address is sent to the lower bit terminal 5b of the address. Also, the calculation type information d determined by the input N is sent to the upper address terminal A.
It is sent from O to A7 via the register 6 to the input terminal B of the switching circuit 7. Further, the control section 2 sends a switching signal e to the switching terminal S of the switching circuit 7.

データメモリ4から出力された16ビツトデータのうち
下位8ビツトは単位被演算データCに対する単位演算結
果fとして受信部8へ送出される。
The lower 8 bits of the 16-bit data outputted from the data memory 4 are sent to the receiving section 8 as the unit operation result f for the unit operand data C.

また、16ビツトデータのうち上位8ビツトは次のクロ
ック信号周期T。の単位被演算データCに用いる桁移動
値情報gとしてラッチ回路9へ送出される。
Furthermore, the upper 8 bits of the 16-bit data are the next clock signal period T. It is sent to the latch circuit 9 as digit shift value information g used for the unit operand data C of .

ラッチ回路9は入力した桁移動値情報gのうちの上位2
ビツトをエラー信号りとして出力し、残りの6ビツトを
新たに桁移動値情報iとして切換回路7の入力端子Aへ
送出する。なお、エラー信号りは2ビツトの値が[C]
 Hのときのみエラーとする。
The latch circuit 9 is the upper two of the input digit shift value information g.
The bits are output as an error signal, and the remaining 6 bits are sent to the input terminal A of the switching circuit 7 as new digit shift value information i. Note that the 2-bit value of the error signal is [C]
An error occurs only when H.

また、切換回路7は一種のマルチプレクサで形成されて
おり、切換端子Sにハイ(H)レベルの切換信号eが印
加されると、ラッチ回路9から送出された桁移動値情報
iをデータメモリ4のアドレス上位ビット端子5aへ送
出する。また、切換端子Sにロー(L)レベルの切換信
号eが印加されると、制御部2からレジスタ6を介して
送出された演算種類情報dをデータメモリ4のアドレス
上位ビット端子5aへ送出する。
The switching circuit 7 is formed of a type of multiplexer, and when a high (H) level switching signal e is applied to the switching terminal S, the digit shift value information i sent from the latch circuit 9 is transferred to the data memory 4. is sent to the address upper bit terminal 5a. Further, when a low (L) level switching signal e is applied to the switching terminal S, the operation type information d sent from the control unit 2 via the register 6 is sent to the address upper bit terminal 5a of the data memory 4. .

なお、この実施例においては、Nの値として、N−1い
2) 、 N−2(X4) 、 N−:3(x8)、N
=−1(÷2)、N−−2(÷4)。
In this example, the values of N are N-12), N-2(X4), N-:3(x8), N
=-1 (÷2), N--2 (÷4).

N−−3(÷8)の6種類と、指定されたアドレスに記
憶されているデータをそのまま出力する[定数コとの合
計7種類が演算可能である。
A total of 7 types of calculations are possible: 6 types of N−3 (÷8) and a constant value that outputs the data stored at the specified address as is.

次に、データメモリ4の記憶内容を第2図および第3図
を用いて説明する。
Next, the contents stored in the data memory 4 will be explained using FIGS. 2 and 3.

第2図に示すように、原則的に16ビツトの各アドレス
に対して16ビツトのデータが記憶されている。そして
、16ビツトの各アドレスは8ビツトの上位ビットAD
Uと8ビツトの下位ビットAD、とで構成され、16ビ
ツトの各データは8ビツトの上位ビットDOと8ビツト
の下位ビットDLとで構成されている。
As shown in FIG. 2, in principle, 16 bits of data are stored for each 16 bit address. Then, each 16-bit address consists of 8 upper bits AD
It is composed of U and 8 lower bits AD, and each 16-bit data is composed of 8 upper bits DO and 8 lower bits DL.

アドレスの上位ビットADUは演算種類情報dを含む桁
移動値情報iを示し、下位ビットADLは2桁からなる
単位被演算データCを示す。演算種類情報dは第3図に
示すように、[00] )I〜[01] Hが(×2)
を示し、[02] H〜[05コ□が(×4)を示し、
[06コH〜[OD] Hが(×8)を示し、[OE]
 s〜[OF] Hが(÷2)を示し、[lO]□〜[
13コHが(÷4)を示し、[14] H〜[lB] 
Hが(÷8)を示し、[lC] H以降が[定数コを示
す。
The upper bit ADU of the address indicates digit shift value information i including operation type information d, and the lower bit ADL indicates unit operand data C consisting of two digits. As shown in Fig. 3, the operation type information d is [00] ) I to [01] H is (×2)
, [02] H ~ [05 □ indicates (×4),
[06 CoH ~ [OD] H indicates (x8), [OE]
s~[OF] H indicates (÷2), [lO]□~[
13 pieces H indicates (÷4), [14] H ~ [lB]
H indicates (÷8), and [lC] after H indicates [constant C].

また、データの下位ビットDLは該当アドレスの単位被
演算データCにアドレス上位ビットADOで指定された
演算種類情報dの示すNの2N倍した乗算値を一つ前の
クロック信号周期Toにおける桁移動値情報iで補正し
た下位2桁の単位演算結果fを示す。また、データの上
位ビットDUは、前記演算値が桁移動した場合の桁移動
値情報gである。
In addition, the lower bit DL of the data is a digit shift in the previous clock signal period To by multiplying the unit operand data C of the corresponding address by 2N times N indicated by the operation type information d specified by the address upper bit ADO. The unit calculation result f of the lower two digits corrected with the value information i is shown. Further, the upper bit DU of the data is digit shift value information g when the calculation value is digit shifted.

具体的には、[00] Hの上位ビットと[581Hの
下位ビットとからなるアドレスに対して、[01] H
の上位ビットと[12コ□の下位ビットとからなるデー
タが設定されている。すなわち、[00] sの上位ビ
ットは演算種類がN−14’、一つ前のクロック信号周
期における演算で桁移動が生じなかった事を示し、単位
被演算データCは56である。そして、乗算値は56X
2−112であるので、データの下位ビットDしには[
121Hが単位演算結果fとして設定され、データの上
位ビットDUには[01] Hが桁移動値情報gとして
設定されている。したがって、この[01] Hの桁移
動値情報gは(×2)の演算種類情報dを含む。
Specifically, for an address consisting of the upper bits of [00]H and the lower bits of [581H,
Data consisting of the upper bits of [12] and the lower bits of [12] is set. That is, the upper bit of [00]s indicates that the operation type is N-14', that no digit shift occurred in the operation in the previous clock signal cycle, and the unit operand data C is 56. And the multiplication value is 56X
2-112, so for the lower bit D of the data, [
121H is set as the unit operation result f, and [01]H is set as the digit shift value information g in the upper bit DU of the data. Therefore, the digit shift value information g of this [01]H includes (x2) operation type information d.

さらに、アドレスの上位ビットで[IC])l以降の各
アドレスには予め定められた定数としての各固定データ
が記憶されている。
Further, in each address after [IC])l in the upper bits of the address, each fixed data as a predetermined constant is stored.

また、10進表示で2桁以下に制限された各単位被演算
データCの値を示す下位ビットADLは16進表示でA
−Fの値を取り得ないので、下位ビットが16進表示で
A−Fの値であるアドレスには、そのアドレスが指定さ
れた事自体がエラーであることを示すエラーデータ[C
00O] oが記憶されている。
In addition, the lower bit ADL indicating the value of each unit operand data C which is limited to 2 digits or less in decimal notation is ADL in hexadecimal notation.
Since the value -F cannot be taken, an address whose lower bit is the value A-F in hexadecimal notation will contain error data [C
00O] o is stored.

したがって、誤った単位被演算データCがデータメモリ
4のアドレス下位ビット5bに印加されると、このエラ
ーデータ[C00O]□が出力され、エラーデータの上
位ビット[CO3Hが桁移動値情報gとしてラッチ回路
9に送出され、ラッチ回路9でもってエラー信号りとし
て出力される。
Therefore, when an incorrect unit operand data C is applied to the address lower bit 5b of the data memory 4, this error data [C00O]□ is output, and the upper bit [CO3H of the error data is latched as the digit shift value information g. The signal is sent to the circuit 9, and the latch circuit 9 outputs it as an error signal.

次に、例えば第5図(a)示す[1732568941
5B×2]の演算を実行する場合の動作を第4図のタイ
ムチャートを用いて説明する。被演算データbは12桁
であるので、規定桁数を2とすると、合計6個の単位被
演算データCに分割できる。そして、各単位演算データ
Cは送出順に[5B] H。
Next, for example, as shown in FIG.
5B×2] will be explained using the time chart of FIG. 4. Since the operand data b has 12 digits, if the specified number of digits is 2, it can be divided into a total of six unit operand data C. Then, each unit calculation data C is sent out in the order of [5B]H.

[41コ 、、[89コ u  、   [5B]  
H、[32]  H。
[41 pieces,, [89 pieces u, [5B]
H, [32] H.

[17] Hとなる。また、N−1である。ので、制御
部2から出力される演算種類情報dは[001Hとなる
[17] It becomes H. Also, it is N-1. Therefore, the operation type information d output from the control unit 2 becomes [001H.

なお、第5図(b)は、データメモリ4内の上記演算を
実施するために必要な部分のアドレスおよびデータを取
出して示す図である。すなわち、前述したようにアドレ
ス[005B] Hにデータ[0112] Hが記憶さ
れ、このデータの桁移動値情報[01コ と次の単位被
演算データ[411Hとで形成されるアドレス[014
1] Hに桁移動値1を加算した下位ビット[83] 
Hと桁移動なしの[00]の桁移動値情報からなるデー
タ[0083]が記憶されている。さらに、桁移動なし
の[00コの桁移動値情報と次の単位被演算データ[8
9] Hとで形成されるアドレス[0089] Hに乗
算値178の下位ビット[78] oと1の桁移動であ
る[01コの桁移動値情報からなるデータ[0178]
が記憶されている。
Incidentally, FIG. 5(b) is a diagram showing the addresses and data of a portion of the data memory 4 necessary for carrying out the above operation. That is, as described above, data [0112]H is stored at address [005B]H, and address [014] formed by the digit shift value information [01co] of this data and the next unit operand data [411H] is stored at address [005B]H.
1] Lower bit obtained by adding digit shift value 1 to H [83]
Data [0083] consisting of digit shift value information of H and [00] without digit shift is stored. Furthermore, the digit shift value information of [00 without digit shift and the next unit operand data [8
9] Address formed by H [0089] Lower bit of the value 178 multiplied by H [78] Data consisting of digit shift value information of [01] which is a digit shift of o and 1 [0178]
is memorized.

このように、各データは、アドレスの下位ビットの単位
被演算データCを2N倍した乗算値にアドレスの上位ビ
ットの桁移動値情報iで修正した演算値の下位規定桁数
の値が単位演算結果fと、桁移動が生じた場合の桁移動
値情報gとで構成されている。
In this way, for each data, the unit operand data C of the lower bit of the address is multiplied by 2N, and the value of the lower specified number of digits of the operation value is corrected by the digit shift value information i of the upper bit of the address. It consists of a result f and digit shift value information g when a digit shift occurs.

しかして、クロック信号aの周期To開始に応動して先
頭の[5B] Hの単位被演算データCおよび[oo]
 )lの演算種類情報dがアドレスの下位ビットおよび
上位ビットとして各レジスタ3,6を介してデータメモ
リ4および切換回路7へ送出される。同時に切換信号e
をLレベルとする。したがって、切換回路7は入力端子
Bに入力されている[00] oの演算種類情報dをデ
ータメモリ4のアドレス上位ビット端子5aへ送出する
。しかして、最初のクロック信号周期においてはデータ
メモリ4のアドレスの上位ビットADUおよび下位ビッ
トADLはCOOコ□、C56コ8となるので、アドレ
ス[005B] )1に記憶されているデータ[011
21Hが出力される。そして、データ[0112] H
のうち下位ビットの[i2] Hが先頭の単位演算結果
fとして受信部8へ送出される。また、上位ビットの[
011)1は桁移動値情報gとしてラッチ回路9へ一旦
記憶される。
Therefore, in response to the start of the period To of the clock signal a, the unit operand data C of the first [5B]H and [oo]
)l operation type information d is sent to the data memory 4 and the switching circuit 7 via the respective registers 3 and 6 as the lower bits and upper bits of the address. At the same time, switching signal e
is the L level. Therefore, the switching circuit 7 sends the operation type information d of [00]o input to the input terminal B to the address upper bit terminal 5a of the data memory 4. Therefore, in the first clock signal cycle, the upper bit ADU and lower bit ADL of the address of the data memory 4 are COO □, C56 8, so the data [011
21H is output. And data [0112] H
Among them, the lower bit [i2]H is sent to the receiving unit 8 as the first unit operation result f. Also, the upper bit [
011) 1 is temporarily stored in the latch circuit 9 as digit shift value information g.

そして、次のクロック信号周期が開始すると、2番目の
[411oの単位被演算データCがアドレスの下位ビッ
トとしてレジスタ3を介してデータメモリ4のアドレス
下位ビット端子5bへ送出される。なおアドレスの上位
ビットは前記[00] Hの演算種類情報dが継続して
出力されている。同時に、切換信号eが元のHレベルへ
戻る。しかして、2番目のクロック信号周期においては
、切換回路7は入力端子Aに入力されているC0LE 
Hの桁移動値情報iをデータメモリ4のアドレス上位ビ
ット端子5aへ送出する。その結果、2番目のクロック
信号周期においてはデータメモリ4のアドレスの上位ビ
ットADUおよび下位ビットADLは[011H、[4
1] )1となるので、アドレス[0141] HI:
記憶されティるデータ[0083コHが出力される。そ
して、データC0(183]□のうち下位ビットの[8
3コ□が2番目の単位演算結果fとして受信部8へ送出
される。また、上位ビットの[00] Hは桁移動が生
じなかったので0の桁移動値情報gとしてラッチ回路9
へ一旦記憶される。
Then, when the next clock signal cycle starts, the second unit operand data C of [411o] is sent to the address lower bit terminal 5b of the data memory 4 via the register 3 as the lower bit of the address. Note that the operation type information d of the above [00]H is continuously outputted as the upper bit of the address. At the same time, the switching signal e returns to the original H level. Therefore, in the second clock signal period, the switching circuit 7 changes the C0LE input to the input terminal A.
The H digit shift value information i is sent to the address upper bit terminal 5a of the data memory 4. As a result, in the second clock signal period, the upper bit ADU and lower bit ADL of the address of the data memory 4 are [011H, [4
1] ) 1, so the address [0141] HI:
The stored data [0083] is output. Then, of the data C0 (183]□, the lower bit [8
3 □ is sent to the receiving section 8 as the second unit calculation result f. Furthermore, since no digit shift occurred in the upper bit [00]H, the latch circuit 9 uses it as digit shift value information g of 0.
will be stored once.

そして、3番目のクロック信号周期が開始すると、3番
目の[89コ□の単位被演算データCに対する単位演算
結果fおよび4番目の単位被演算データCに加算するた
めの桁移動値情報gをデータメモリ4から読出す。
When the third clock signal period starts, the unit operation result f for the third unit operand data C and the digit shift value information g to be added to the fourth unit operand data C are calculated. Read from data memory 4.

同様な手法にて6番目のクロック信号周期が終了すると
、6個の単位被演算データCに対する6個の単位演算結
果fが得られる。そして、受信部8はそれら6個の単位
演算結果を逆の順序に合成すれば、被演算データbに対
する演算結果[3465137812コが得られる。
When the sixth clock signal period ends in a similar manner, six unit operation results f for six unit operand data C are obtained. Then, by combining the six unit operation results in the reverse order, the receiving section 8 obtains the operation result [3465137812] for the operand data b.

第6図(a)はN−2(X4)の場合の[4B2231
11102 X 4コの計算手順を示す図であり、同図
(b)は、データメモリ4内の上記演算を実施するため
に必要な部分のアドレスおよびデータを取出して示す図
である。すなわち、N−2の演算種類情報は[02] 
H〜[05] Hであるので、先頭の単位演算データ[
02]oと演算種類情報[02コ□とからなるアドレス
[0202] Hに、単位演算結果fとしての[08]
 Hと桁移動なしの桁移動値情報[02] Hからなる
データ[0208] Hが記憶されている。また、5番
目の単位演算データ[62] )1と一つ前のクロック
信号周期の桁移動なしの桁移動値情報[021Hとから
なるアドレス[02B2] Hに、単位演算結果fとし
ての[4g] )1と2の桁移動値と演算種類情報とを
含む桁移動値情報[04] Hからなるデータ[044
8] Hが記憶されている。このデータの桁移動値情報
[04] Hと次の単位被演算データ[04] oとで
形成されるアドレス[0404] Hに桁移動値2を加
算した単位演算結果[18〕□と桁移動なしの[u] 
Hの桁移動値情報からなるデータ[0218] Hが記
憶されている。
Figure 6(a) shows [4B2231
11102.times.4 is a diagram illustrating a calculation procedure, and FIG. 3(b) is a diagram illustrating extracted addresses and data of a portion necessary for carrying out the above operation in the data memory 4. In other words, the operation type information of N-2 is [02]
H ~ [05] Since H, the first unit operation data [
Address [0202] consisting of o and operation type information [02 ko□] [08] as unit operation result f
Data [0208] H consisting of H and digit shift value information [02] H without digit shift is stored. In addition, the address [02B2]H consisting of the fifth unit operation data [62] ) 1 and the digit shift value information [021H without digit shift of the previous clock signal cycle] is set to [4g as the unit operation result f]. ] ) Digit shift value information including digit shift values of 1 and 2 and operation type information [04] Data consisting of H [044
8] H is stored. Digit shift value information of this data [04] Address formed by H and next unit operand data [04] o Unit operation result by adding digit shift value 2 to H [18] □ and digit shift None [u]
Data [0218] H consisting of digit shift value information of H is stored.

上記演算を実施するためのタイムチャートは第4図とほ
ぼ同じであるので説明を省略する。
The time chart for carrying out the above calculation is almost the same as that shown in FIG. 4, so its explanation will be omitted.

第7図(a)はN−3(X8)の場合の[123456
78901X8 ]の計算手順を示す図であり、同図(
b)は、データメモリ4内の上記演算を実施するために
必要な部分のアドレスおよびデータを取出して示す図で
ある。計算手順およびタイムチャートは先のN−1,2
の場合とほぼ同じである。
Figure 7(a) shows [123456
78901X8] is a diagram showing the calculation procedure of
b) is a diagram illustrating extracted addresses and data from a portion of the data memory 4 necessary for carrying out the above operation. Calculation procedure and time chart are shown in N-1 and 2 above.
This is almost the same as in the case of .

第8図(a)はN−−1(÷2)の場合の[17523
8089713+ 21の計算手順を示す図であり、同
図(b)は、データメモリ4内の上記演算を実施するた
めに必要な部分のアドレスおよびデータを取出して示す
図である。すなわち、N−−1の演算種類情報はCaE
] H〜[OF] Hであるので、先頭の単位演算デー
タ[17] Hと演算種類情報[17] )Iとからな
るアドレス[0E17] Hに、単位演算結果fとして
の[08] Hと1の桁移動値と演算種類情報とを含む
桁移動値情報[op] )Iからなるデータ[0FO8
] Hが記憶されている。このデータの桁移動値情報C
OP]□と次の単位被演算データ[52] Hとで形成
されるアドレス[0P52] Hに桁移動値1で補正し
て得られた単位演算結果[781H(=152÷2)と
桁移動なしの[OE] Hの桁移動値情報からなるデー
タ[0E7B] Hが記憶されている。
Figure 8(a) shows [17523
8089713+21, and FIG. 8(b) is a diagram illustrating the address and data of a portion of the data memory 4 necessary for carrying out the above operation. In other words, the operation type information of N--1 is CaE
] H ~ [OF] H, so the address [0E17] H consisting of the first unit operation data [17] H and the operation type information [17] ) I is filled with [08] H as the unit operation result f. Digit shift value information including the digit shift value of 1 and calculation type information [op]) Data consisting of I [0FO8
] H is memorized. Digit shift value information C of this data
OP] □ and the next unit operand data [52] H Address [0P52] Unit operation result obtained by correcting H with digit shift value 1 [781H (=152÷2) and digit shift] Data [0E7B] H consisting of digit shift value information of [OE] H without is stored.

なお、Nく0、すなわち割算の場合は、N>0の場合と
は逆に被演算データbを先頭から2桁ずつ分割して各単
位被演算データCを得る。そして、各単位被演算データ
Cの送出順序も掛は算の場合と逆にする。しかして、N
eoの場合もN>0の場合と同様に正しい演算結果が得
られる。
Note that in the case of N x 0, that is, division, the operand data b is divided into two digits from the beginning to obtain each unit operand data C, contrary to the case of N>0. The sending order of each unit operand data C is also reversed for multiplication and arithmetic. However, N
In the case of eo, a correct calculation result can be obtained as in the case of N>0.

なお、第9図および第10図はN−−2(÷4)および
N−−3(÷8)の場合を示す計算手順を示す図および
データメモリ4内の上記演算を実施するために必要な部
分のアドレスおよびデータを取出して示す図である。
Note that FIGS. 9 and 10 are diagrams showing the calculation procedure in the case of N−-2 (÷4) and N−-3 (÷8), and the data necessary to carry out the above calculation in the data memory 4. FIG.

また、制御部2に演算種類としてNでなく、[定数]が
入力した場合は、桁移動は実行されないので、切換信号
dをハイ(H)レベルに維持したままで、  [lCO
O] H以上のアドレスAO〜A15を指定すると、デ
ータメモリ4の該当アドレスに記憶されている固定デー
タが読出され、そのデータの下位ビットが受信部8へ送
出される。
Furthermore, if [Constant] is input as the calculation type to the control unit 2 instead of N, digit movement will not be executed, so [lCO
O] When an address AO to A15 of H or higher is specified, the fixed data stored at the corresponding address in the data memory 4 is read out, and the lower bits of the data are sent to the receiving section 8.

このように構成されたX 2 N演算回路であれば、デ
ータメモリ4内に、単位被演算データをアドレスとする
位置に該当単位被演算データを2N倍した単位演算結果
が記憶されている。したがって、被演算データを分割し
て得られる各単位被演算データをクロック信号に同期し
て順次送出するのみで、正しい演算結果が得られる。
In the X 2 N arithmetic circuit configured in this manner, a unit operation result obtained by multiplying the unit operand data by 2N is stored in the data memory 4 at a position corresponding to the unit operand data. Therefore, a correct operation result can be obtained simply by sequentially sending out each unit operand data obtained by dividing the operand data in synchronization with a clock signal.

すなわち、演算処理速度はクロック信号aの周期T。と
被演算データbの分割数とを乗じた時間のみである。し
たがって、演算プログラムによって演算処理する従来の
演算回路に比較して演算速度を大幅に向上できる。
That is, the calculation processing speed is the period T of the clock signal a. It is only the time multiplied by the number of divisions of the operand data b. Therefore, compared to conventional arithmetic circuits that perform arithmetic processing using an arithmetic program, the calculation speed can be significantly improved.

なお、実施例回路においては、N−3と設定した場合に
は、処理時間が約1μsとなり、演算プログラムを用い
て演算した18μsに比較して、大幅に短縮された。
In the example circuit, when the setting is N-3, the processing time is about 1 μs, which is significantly shorter than the 18 μs calculated using the calculation program.

また、データメモリ4内には各単位被演算データCと桁
移動値情報iを合成したアドレスに対するデータを設定
するのみでよい。したがって、各単位被演算データに分
割せずに、元の各被演算データ毎に演算結果を記憶する
場合に比較して、データメモリ4の必要とする記憶容量
を大幅に減少できる。よって、製造費を大幅に低減でき
る。
Furthermore, it is only necessary to set in the data memory 4 data corresponding to the address where each unit operand data C and the digit shift value information i are combined. Therefore, the required storage capacity of the data memory 4 can be significantly reduced compared to the case where the operation results are stored for each original operand data without dividing it into each unit operand data. Therefore, manufacturing costs can be significantly reduced.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。第11図に示すように、データメモリ4から出力さ
れた桁移動値情報gを次のクロック信号周期まで記憶保
持するラッチ回路9を切換回路7とデータメモリ4との
間に設置してもよい。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. As shown in FIG. 11, a latch circuit 9 that stores and holds the digit shift value information g output from the data memory 4 until the next clock signal cycle may be installed between the switching circuit 7 and the data memory 4. .

[発明の効果] 以上説明したように本発明のX 2 N演算回路によれ
ば、被演算データを複数の単位被演算データに分割して
、各単位被演算データと2Nと乗算した値を、単位被演
算データをアドレスとする位置に記憶するデータメモリ
を使用している。したがって、各単位被演算データを入
力すると即座に各単位演算結果が出力される。よって、
データメモリの必要とする記憶容量を最小限に抑制した
状態で、演算速度を大幅に向上できる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the X 2 N arithmetic circuit of the present invention, the operand data is divided into a plurality of unit operand data, and the value obtained by multiplying each unit operand data by 2N is calculated as follows. A data memory is used that stores unit operand data at a location designated as an address. Therefore, when each unit operand data is input, each unit operation result is immediately output. Therefore,
The calculation speed can be significantly improved while minimizing the storage capacity required for the data memory.

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

第1図乃至第10図は本発明の一実施例に係わるX 2
 N演算回路を示すものであり、第1図は全体の構成を
示すブロック図、第2図はデータメモリ全体の記憶内容
を示す図、第3図は演算種類と上位アドレスとの関係を
示す図、第4図は動作を示すタイムチャート、第5図(
a)と第6図(a)と第7図(a)と第8図(a)と第
9図(a)および第10図(a)は各演算手順を示す図
、第5図(b)と第6図(b)と第7図(b)と第8図
(b)と第9図(b)および第10図(b)はデータメ
モリ4内のそれぞれ該当演算に必要とする部分のアドレ
スおよびデータを取出して示す図であり、第11図は本
発明の他の実施例に係わるX 2 N演算回路を示すブ
ロック図である。 1・・・クロック信号発生器、2・・・制御部、3,6
・・・レジスタ、4・・・データメモリ、7・・・切換
回路、8・・・受信回路、9.19・・・ラッチ回路。
FIGS. 1 to 10 are X 2 according to an embodiment of the present invention.
Figure 1 is a block diagram showing the overall configuration, Figure 2 is a diagram showing the storage contents of the entire data memory, and Figure 3 is a diagram showing the relationship between operation types and upper addresses. , Figure 4 is a time chart showing the operation, Figure 5 (
a), Fig. 6(a), Fig. 7(a), Fig. 8(a), Fig. 9(a), and Fig. 10(a) are diagrams showing each calculation procedure, and Fig. 5(b). ), FIG. 6(b), FIG. 7(b), FIG. 8(b), FIG. 9(b), and FIG. 10(b) are the parts of the data memory 4 required for the corresponding calculation, respectively. FIG. 11 is a block diagram showing an X 2 N arithmetic circuit according to another embodiment of the present invention. 1... Clock signal generator, 2... Control unit, 3, 6
...Register, 4...Data memory, 7...Switching circuit, 8...Receiving circuit, 9.19...Latch circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 複数桁からなる被演算データを2^N(N=整数)倍す
る×2^N演算回路において、 前記N値で定まる演算種類情報を含む桁移動値情報を示
す上位ビットと前記被演算データを規定桁数の単位被演
算データに分割した場合の各単位被演算データを示す下
位ビットとを合成してなるアドレスに対して、下位ビッ
トを前記単位被演算データに前記演算種類情報で定まる
2^Nを乗算して前記桁移動値情報で補正した単位演算
結果とし上位ビットを前記単位演算結果が桁移動したと
きの桁移動値情報とする合成されたデータを記憶するデ
ータメモリと、 アドレス送出タイミングを示すクロック信号を出力する
クロック信号発生器と、 前記被演算データの各単位被演算データをアドレスの下
位ビットに組込んで前記クロック信号入力毎に前記デー
タメモリのアドレス下位ビット端子へ順次送出するとと
もに、実行すべき演算種類情報をアドレスの上位ビット
に組込んで送出し、かつ先頭の単位被演算データを組込
んだアドレス送出期間のみ信号レベルが変化する切換信
号を送出する制御部と、 この制御部から送出されたアドレスの上位ビットの演算
種類情報と前記データメモリから読出されたデータの上
位ビットの桁移動値情報とが入力され、前記切換信号に
応動して、前記先頭の単位被演算データのアドレス送出
期間のみ前記演算種類情報を前記データメモリのアドレ
ス上位ビット端子へ送出するとともに、前記先頭の単位
被演算データのアドレス送出期間終了後前記桁移動値情
報を前記データメモリのアドレス上位ビット端子へ送出
する切換回路と、 前記桁移動値情報の前記データメモリのアドレス端子へ
の伝送経路に介挿され、少なくともこの桁移動値情報を
次のクロック信号入力まで保持するラッチ回路とを備え
た×2^N演算回路。
[Scope of Claims] In a ×2^N arithmetic circuit that multiplies operand data consisting of a plurality of digits by 2^N (N = integer), an upper bit indicating digit shift value information including operation type information determined by the N value. and lower bits indicating each unit operand data when the operand data is divided into unit operand data of a specified number of digits, the lower bits are converted into the unit operand data and the operation is performed. Data that stores the combined data in which the unit operation result is multiplied by 2^N determined by the type information and corrected with the digit shift value information, and the upper bit is the digit shift value information when the unit operation result is shifted by digit. a memory; a clock signal generator that outputs a clock signal indicating address sending timing; and a clock signal generator that incorporates each unit operand data of the operand data into the lower bits of the address and generates the lower address of the data memory every time the clock signal is input. In addition to sequentially sending data to the bit terminals, information on the type of operation to be executed is embedded in the upper bits of the address and sent, and a switching signal whose signal level changes only during the address sending period in which the first unit operand data is embedded is sent. a control unit that inputs operation type information of the upper bits of the address sent from the control unit and digit shift value information of the upper bits of the data read from the data memory, and in response to the switching signal, The operation type information is sent to the address upper bit terminal of the data memory only during the address sending period of the first unit operand data, and the digit shift value information is sent to the address sending period of the first unit operand data. A switching circuit that sends data to the address upper bit terminal of the data memory and a transmission path for the digit shift value information to the address terminal of the data memory, and holds at least this digit shift value information until the next clock signal input. ×2^N arithmetic circuit equipped with a latch circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6155557A (en) * 1998-02-04 2000-12-05 Ricoh Company, Ltd. Sheet feeding device

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