JPH04180125A - 加算器 - Google Patents

加算器

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JPH04180125A
JPH04180125A JP30920990A JP30920990A JPH04180125A JP H04180125 A JPH04180125 A JP H04180125A JP 30920990 A JP30920990 A JP 30920990A JP 30920990 A JP30920990 A JP 30920990A JP H04180125 A JPH04180125 A JP H04180125A
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JP
Japan
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digit
signal
carry
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intermediate sum
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Pending
Application number
JP30920990A
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English (en)
Inventor
Susumu Hatada
畑田 進
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04180125A publication Critical patent/JPH04180125A/ja
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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】 〔概要〕 特に冗長2進数(符合付きディジット数)の加算器に関
し、 回路構成を工夫することにより、トランジスタ数を削減
するとともに信号遅延を少なくすることを目的とし、 加数、被加数、桁上げ入力、桁上げ出力および加算結果
を符号付きディジット数で表現する加算器において、第
1桁の加数と被加数から第1の中間和を求め、該第1の
中間和の絶対値に等しい絶対値をもつ第2の中間和を発
生し、通常は、第1の中間和の符号をそのまま第2の中
間和の符号とする一方、所定条件の成立時には、前記第
1の中間和の符号を反転して第2の中間和の符号とする
とともに、前記第1の中間和を第i + 1桁への桁上
げ出力として発生し、第1の中間和が+1または−1で
、その符号が予想される桁上げ入力の符号と一致する場
合を前記所定条件とするために、第1の中間和が+1ま
たは−1の場合と0の場合で桁上げ出力の発生経路を選
択することを特徴とし、 または、各桁が符号と絶対値で表現される符号付きディ
ジット数(冗長2進数)の加算を行う加算器において、
加数および被加数の各ディジットの加算によって発生す
る桁上げを示すための第1の信号(Si)を生成する手
段と、前記各ディジットの符号から予想される上位桁へ
の桁上げ符号を示す第2の信号(Cis’)を生成する
手段と、前記各ディジットを加算した中間和の絶対値を
示す信号(R8)を生成する手段と、前記中間和の絶対
値を示す信号に基づいて、前記第1の信号または下位桁
からの前記第2の信号(Ci−1s)の一方を選択し、
上位桁への桁上げを示す第3の信号(Cis)を生成す
る手段と、を備え、下位桁からの前記第2の信号(C=
−+S)と前記第3の信号(Ct−+a)とにより表現
される桁上げと、前記中間和との加算によって桁上げ伝
播のない冗長2進加算を行うことを特徴とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、加算器、特に冗長2進数(符合付きディジッ
ト数)の加算器に関する。
乗算など各種の算術演算の基本は加算処理であることか
ら一般に、DSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ
)やMPU (マイクロ・プロセッサ)などの演算装置
には加算器が備えられる。
DSPやMPUを含むシステム全体の性能は、加算器の
演算速度に左右され、例えば、DSPを用いる音データ
処理のシステムでは、音データの加工時間(DSPの演
算時間)が長びくと、システム全体のリアルタイム(実
時間)性能が低下する。
〔従来の技術] 高速演算型の加算器として冗長2進数の加算器が知られ
ている(例えば特開昭63−197227号公報参照)
ここで、冗長2進数は、通常の2進数がlかOの2つの
値しか取り得ないのに対して、−1,0または+1の3
つの値を取り得る表記法であり、符合付きディジット数
とも呼ばれる。
冗長2進数の1桁は2ビツトからなり、通常は第1ビツ
トで符号を表しく0→+符号、1→−符号)、第2ビツ
トで絶対値を表す。具体的には、roIJで+1を表現
し、「11」で−lを表現し、また、「00」および「
10」でOを表現する。
第4図は上記公報に記載の回路構成図である。
この図において、Xisはi桁目の加数の絶対値、Xi
sその加数の符号、y8.はi桁目の被加数の絶対値、
yisはその被加数の符合、B、はi桁目の桁上げの絶
対値、P、はその桁上げの符号、B、−1はi−1桁目
からのB;、P=−+はi−1桁目がらのPi、Zia
はi桁目の最終相の絶対値、Z8.。
は1桁目の最終相の符号であり、G1、G2は複合ゲー
ト、G4はEORゲート、Get 、GsはENORゲ
ート、G6はINVゲート、C7はNANDゲートであ
る。
この加算器によれば、任意の桁(例えば第1桁)からそ
の1つ上位の桁(第i+1桁)に出力される信号が2つ
の2値信号、すなわち、第1の信号P、と、第2の信号
B1とになる。
ここで、第2の信号B、は、上記公報において次式(1
)で表されている。
Xis’ Y=S+ (X=aΦyi−) P、=−+
・・・・・・(1)すなわち、B、は第1桁の情報を含
むとともに、1つ下位の第i−1桁の情報(P、−、)
をも含む。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、かかる従来の加算器にあっては、2つの
複合ゲート(G、 、G、)、1つのEORゲート(G
、)、2つのENORゲート(G 3、G、)、1つの
INVゲート(G6)および1つのNANDゲート(C
7)を備える構成となっていたため、必要なトランジス
タ総数が40個にもなり、また、信号遅延段数がG1、
G6、G2、C7の計4段にもなり、トランジスタ数の
削減や信号遅延を少なくするといった面で問題点があっ
た。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
回路構成を工夫することにより、トランジスタ数を削減
するとともに信号遅延を少なくすることを目的としてい
る。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために、加数、被加数、
桁上げ入力、桁上げ出力および加算結果を符号付きディ
ジット数で表現する加算器において、第1桁の加数と被
加数から第1の中間和を求め、該第1の中間和の絶対値
に等しい絶対値をもつ第2の中間和を発生し、通常は、
第1の中間和の符号をそのまま第2の中間和の符号とす
る一方、所定条件の成立時には、前記第1の中間和の符
号を反転して第2の中間和の符号とするとともに、前記
第1の中間和を第i+1桁への桁上げ出力として発生し
、第1の中間和が+1または−1で、その符号が予想さ
れる桁上げ入力の符号と一致する場合を前記所定条件と
するために、第1の中間和が+1または−1の場合とO
の場合で桁上げ出力の発生経路を選択することを特徴と
し、または、各桁が符号と絶対値で表現される符号付き
ディジット数(冗長2進数)の加算を行う加算器におい
て、加数および被加数の各ディジットの加算によって発
生する桁上げを示すための第1の信号(Si)を生成す
る手段と、前記各ディジットの符号から予想される上位
桁への桁上げ符号を示す第2の信号(Ci,)を生成す
る手段と、前記各ディジットを加算した中間和の絶対値
を示す信号(R8)を生成する手段と、前記中間和の絶
対値を示す信号に基づいて、前記第1の信号または下位
桁からの前記第2の信号(C,is)の一方を選択し、
上位桁への桁上げを示す第3の信号(Cis)を生成す
る手段と、を備え、下位桁からの前記第2の信号(C,
is)と前記第3の信号(Ci−is)とにより表現さ
れる桁上げと、前記中間和との加算によって桁上げ伝播
のない冗長2進加算を行うことを特徴とする。
〔作用] 本発明では、各桁が符号と絶対値で表現される符号付き
ディジット数の加算によって得られる中間和の絶対値を
示す信号に基づいて、第1の信号(Si)または下位桁
からの第2の信号(C,is)の一方が「選択」され、
上位桁への桁上げを示す第3の信号(Ci,)が生成さ
れる。
ここで、上記選択動作は、例えばMOSスイッチなどの
簡単なデバイスで実現できる。
したがって、トランジスタ数を削減できるとともに、か
かるMOSスイッチにおける遅延はゲート1段よりも遥
かに少ないから、信号遅延を少なくすることもできる。
また、従来の冗長2進加算器では、桁上げ出力の発生条
件が複雑であったため、桁上げ出力の発生に多数の複合
ゲートを必要としているが、本発明のように、桁上げの
発生経路を選択することにより、各々の桁上げの発生条
件を簡単にすることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図〜第3図は本発明に係る加算器の一実施例を示す
図であり、任意の1桁、例えば第1桁の構成図である。
第1図において、1πは被加数X、の絶対値ビット(負
論理で1またはO)、ア−は加数y、の絶対値ビット(
負論理)、Xisは被加数X、の符号ビット(0は十符
号、1は一符号)、ytsは加数y、の符号ビット、−
は和信号Z、の絶対値ビット(負論理)、Zisは和信
号Z、の符号ビット、Ci Sは第1桁からの桁上げ出
力C1の符号ピント、Ciaは第1桁からの桁上げ出力
C4の絶対値ビア)、C1−8は1つ下位桁(第i−1
桁)からの上記Ci S、Ci −11は1つ下位桁か
らの上記C8っである。
なお、上記のCi%z Ciaは、第3図にも示すよう
に、2ピント分の信号で実際の桁上げ値を表わしている
。すなわち、桁上げの絶対値は、厳密には当該桁上げ値
の絶対値を言う。したがって、第3図からも明らかなよ
うに、前記絶対値ビットと称するC inの値と実際の
絶対値とは、Ci Sが正(1)のときだけ一致し、負
(0)のときには逆であるが、ここでは説明の便宜上、
C0を絶対値ビットと称するものとする。
yl、xiは、NORゲート10、複合ゲート11およ
びENORゲー目2に入力され、NORゲート10から
Ci %が取り出されるとともに、複合ゲート11から
中間桁上げS、が、そしてENORゲート12から第1
の中間和の絶対値R4が取り出される。
S、 、R,は、INVゲート13および2つのMOS
スイッチ14.15からなるセレクタ16に与えられ、
さらにR1は、INVゲート13.2つのMOSトラン
ジスタ17.18および1つのMOSスイッチ19から
なるENOR回路20に与えられる。
セレクタ16は、S、または下位桁からのCr −+ 
sの何れか一方を選択するもので、その選択動作はR4
の論理(ハイ論理:1、ロー論理二〇)で決められる。
例えば、R1がハイ論理であればS、を選択し、また、
ロー論理であればCi −I Sを選択する。選択され
た信号は何れもCi aとなり、上位桁へ出力される。
また、ENOR回路20は、R,およびC8−8の排他
的論理和信号E、を出力する。
E、は、下位桁からのCi −1mと共に、NORゲー
ト21および複合ゲート22に与えられ、NORゲート
21からZisが、また、複合ゲート22からZiiが
取り出される。
第2図は第1図に示した回路の真理値表である。
この真理値表において、第1の中間和が非ゼロとなる加
数、被加数の組み合わせは、#3.4.9.10の各組
み合わせである。また、桁上げ伝播が発生する可能性は
、これらの組み合わせにおける第1の中間和の符号と下
位桁からの桁上げ符号とが一致する#3と#lOである
本実施例では、上記#3および#lOにおける第2の中
間和の符号を、第1の符号に対して逆符号(例えば#3
では十符号から一符号)にすると共に、上位桁への桁上
げ(#3のとき+1、#lOのとき−1)を出力する。
したがって、下位桁からの桁上げと第2の中間和の加算
が異符号同士の加算となり、かかる加算に伴う新たな桁
上げ発生を回避することができ、#3および#10での
桁上げ伝播を断ち切ることができる。
なお、第3図は第1桁からの桁上げ値を示す図である。
本実施例では、Ci mとC= aが「00」の組み合
せで−1を表現し、「11」の組み合せで+1を表現し
、「01Jおよび「10jの組み合せでOを表現する。
また、第1図の構成によると、必要な素子数を少なくで
きる効果がある。すなわち、1つのEORゲートを6素
子、その他のゲートをその入力数の2倍の素子数として
カウントすると、第4図の従来構成では全部で40素子
を必要とするのに対し、第1図の構成では全部で38素
子とすることができ、2素子を削減することができる。
これは、特に、S、または下位桁からのCi ’−I 
Sの何れか一方を「選択」するようにしたからで、かか
る選択動作は、MO3I−ランジスタなどの簡単なデバ
イスで構成できるからである。
しかも、MO3I−ランジスタの信号遅延は、ゲート1
段当たりの遅延量よりも遥かに少ない(0段で計算でき
る)から、回路全体の信号遅延を少なくできる効果も得
られる。
例えば、上記の実施例においては、全体の遅延量を、N
ORゲート10の1段、セレクタ16の0段、NORゲ
ート21の1段および複合ゲート22の1段の計3段と
することができ、従来例(第4図参照)よりも、1段分
少なくすることができる。
〔発明の効果] 本発明によれば、第1の信号(Si)または下位桁から
の第2の信号(Ci−is)の一方を「選択」するよう
にしたので、上記選択動作を、例えばMOSスイッチな
どの簡単なデバイスで実現できるようになり、トランジ
スタ数を削減できるとともに信号遅延を少なくすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明に係る加算器の一実施例を示す
図であり、 第1図はその構成図、 第2図はその真理値表を示す図、 第3図はその桁上げ値を示す図、 第4図は従来例を示すその構成図である。 10.21・・・・・・NORゲート、11.22・・
・・・・複合ゲート、 12・・・・・・ENORゲート、 13・・・・・・INVゲート、 14.15.19・・・・・・MOSスイッチ、16・
・・・・・セレクタ、 17.18・・・・・・MOSトランジスタ、20・・
・・・・ENOR回路。 第3図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)加数、被加数、桁上げ入力、桁上げ出力および加
    算結果を符号付きディジット数で表現する加算器におい
    て、 第i桁の加数と被加数から第1の中間和を求め、 該第1の中間和の絶対値に等しい絶対値をもつ第2の中
    間和を発生し、 通常は、第1の中間和の符号をそのまま第2の中間和の
    符号とする一方、 所定条件の成立時には、前記第1の中間和の符号を反転
    して第2の中間和の符号とするとともに、前記第1の中
    間和を第i+1桁への桁上げ出力として発生し、 第1の中間和が+1または−1で、その符号が予想され
    る桁上げ入力の符号と一致する場合を前記所定条件とす
    るために、第1の中間和が+1または−1の場合と0の
    場合で桁上げ出力の発生経路を選択することを特徴とす
    る加算器。
  2. (2)各桁が符号と絶対値で表現される符号付きディジ
    ット数(冗長2進数)の加算を行う加算器において、 加数および被加数の各ディジットの加算によって発生す
    る桁上げを示すための第1の信号(S_i)を生成する
    手段と、 前記各ディジットの符号から予想される上位桁への桁上
    げ符号を示す第2の信号(C_i_s)を生成する手段
    と、 前記各ディジットを加算した中間和の絶対値を示す信号
    (R_i)を生成する手段と、 前記中間和の絶対値を示す信号に基づいて、前記第1の
    信号または下位桁からの前記第2の信号(C_i−_i
    _s)の一方を選択し、上位桁への桁上げを示す第3の
    信号(C_i_a)を生成する手段と、を備え、 下位桁からの前記第2の信号(C_i−_i_s)と前
    記第3の信号(C_i−_i_a)とにより表現される
    桁上げと、前記中間和との加算によって桁上げ伝播のな
    い冗長2進加算を行うことを特徴とする加算器。
JP30920990A 1990-11-15 1990-11-15 加算器 Pending JPH04180125A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432726A (en) * 1993-06-01 1995-07-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Arithmetic unit for quantization/inverse quantigation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5432726A (en) * 1993-06-01 1995-07-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Arithmetic unit for quantization/inverse quantigation

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