JPH0561645A - Binary adder - Google Patents

Binary adder

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JPH0561645A
JPH0561645A JP25306391A JP25306391A JPH0561645A JP H0561645 A JPH0561645 A JP H0561645A JP 25306391 A JP25306391 A JP 25306391A JP 25306391 A JP25306391 A JP 25306391A JP H0561645 A JPH0561645 A JP H0561645A
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JP
Japan
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value
carry
output
input
addition
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP25306391A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Doi
祥晃 土井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0561645A publication Critical patent/JPH0561645A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To increase the propagation velocity of a carry signal by constituting a binary adder of transmission gates shortened at their delays and reducing the number of pass gates. CONSTITUTION:The adder is constituted of transmission gates 21, 22 controlled by either one of two binary adding inputs (x), (y), selecting either one of the one adding input and its inverted value and outputting the selected value as an intermediate sum value, transmission gates 23, 24 controlled by the intermediate sum value, selecting either one of a carry input C-IN and one adding input and outputting the selected value as a carry output C-OUT and transmission gates 25, 26 controlled by the intermediate sum value, selecting either one of the carry input C-IN and its inverted value and outputting the selected value as an added output SUM.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば乗算器、ALU
等の加算部分において加算演算を行うことが出来る半導
体論理回路で構成された2進加算器に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to, for example, a multiplier and an ALU.
The present invention relates to a binary adder composed of a semiconductor logic circuit capable of performing addition operation in the addition portion such as.

【0002】[0002]

【従来の技術】加算回路は、多数の半導体論理回路に用
いられている基本的な回路である。従来の加算回路の構
成は第2図で示すようにエクスクルーシブオアゲート
1、5、アンドゲート2、4オアゲート3で構成されて
いる。そして端子a、b、cからの入力信号は、各ゲー
ト1、2・・・・5を介して端子A、Bに出力される。
ここで端子Aからは、桁上げ信号が出力される。しかし
桁上げ信号を出力する端子Aに到達するまでにゲート
1、ゲート2、ゲート3の順でゲートを3段も通らなけ
れば桁上げ信号が確定しなかった。なおa、bは加算入
力で、cは桁上げ入力であり、加算出力は端子Bに出力
される。
2. Description of the Related Art An adder circuit is a basic circuit used in many semiconductor logic circuits. As shown in FIG. 2, the conventional adder circuit is composed of exclusive OR gates 1, 5, AND gates 2, 4 and OR gates 3. Then, the input signals from the terminals a, b and c are output to the terminals A and B through the respective gates 1, 2, ...
Here, a carry signal is output from the terminal A. However, the carry signal cannot be determined unless it passes through three gates in the order of gate 1, gate 2, and gate 3 before reaching the terminal A that outputs the carry signal. Note that a and b are addition inputs, c is a carry input, and the addition output is output to the terminal B.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の加算回路は、上
記説明のごとく3段のゲートの通過により桁上げ信号が
決定されていたため、桁上げ信号の伝搬遅延が大きいと
いう問題があった。つまり互いに直列に接続して使用し
た際に桁上げ信号の伝搬遅延が加算回路の高速化を妨げ
ていた。
The conventional adder circuit has a problem that the carry signal has a large propagation delay because the carry signal is determined by passing through the three stages of gates as described above. That is, the propagation delay of the carry signal hinders the speedup of the adder circuit when they are connected in series and used.

【0004】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
であり、遅延の小さいトランスミッションゲートで回路
を構成し、かつ、通過ゲート段数を減らすことによって
桁上げ信号の伝搬速度を速めることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to configure a circuit with a transmission gate having a small delay and to increase the propagation speed of a carry signal by reducing the number of passing gate stages. To do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、2進数の2つ
の加算入力と桁上げ入力とに基づいて加算出力を導出す
る2進加算器において、2つの加算入力値の一方とのそ
の反転値との何れか一方を選択して中間和値として導出
するトランスミッションゲートと、上記中間和値により
制御されて、桁上げ入力値と上記加算入力値の一方との
何れかを選択して桁上げ出力値として導出するトランス
ミッションゲートとを備えることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a binary adder for deriving an addition output based on two addition inputs and a carry input of a binary number, and its inversion with one of two addition input values. A transmission gate that selects one of the values and derives it as an intermediate sum value, and is controlled by the intermediate sum value to select one of the carry input value and the addition input value and carry it. And a transmission gate derived as an output value.

【0006】また本発明の他の特徴による2進加算器
は、2進数の2つの加算入力値の一方の値により制御さ
れて、上記加算入力値の一方とのその反転値との何れか
一方を選択して中間和値として導出するトランスミッシ
ョンゲートと、上記中間和値により制御されて、桁上げ
入力値と上記加算入力の一方との何れかを選択して桁上
げ出力値として導出するトランスミッションゲートと、
上記中間和値により制御されて、上記桁上げ入値とその
反転値との何れか一方を選択して加算出力値として導出
するトランスミッションゲートとを備えることを特徴と
する。
Further, a binary adder according to another feature of the present invention is controlled by one of two binary addition input values, and one of the addition input value and its inverted value. , And a transmission gate that is controlled by the intermediate sum value and that selects one of the carry input value and the addition input to derive the carry output value. When,
A transmission gate controlled by the intermediate sum value to select one of the carry-in value and its inverted value and derive it as an added output value.

【0007】[0007]

【作用】本発明の作用について表1をもとに説明する。
表1において、x、yは半導体論理回路の加算器におけ
る2つのデータ入力値のことで、ノード1、SUM、C
−IN、C−OUTはそれぞれx、yのエクスクルーシ
ブオアを取った中間和出力、3つの入力信号の加算出力
信号、下位桁からの桁上げ入力信号、上位桁への桁上げ
出力信号のことである。まずx、y共にハイかローの時
つまりノード1がローの時、C−OUTにはxもしくは
yが、SUMにはC−INが出力される。また、x、y
がそれぞれ別の値を取る時つまりノードがハイの時、C
−OUTにはC−INが、SUMにはC−INの反転信
号がそれぞれ出力される。以上のアルゴリズムを元にト
ランスミッションゲート、インバータのみで回路を構成
することにより、消費電力を小さくし、かつ桁上げ信号
の伝搬速度を速めることができる。
The operation of the present invention will be described with reference to Table 1.
In Table 1, x and y are two data input values in the adder of the semiconductor logic circuit, and node 1, SUM, C
-IN and C-OUT are the intermediate sum output taking the exclusive OR of x and y respectively, the addition output signal of three input signals, the carry input signal from the lower digit, and the carry output signal to the upper digit. is there. First, when both x and y are high or low, that is, when the node 1 is low, x or y is output to C-OUT and C-IN is output to SUM. Also, x, y
C takes different values, that is, when the node is high, C
C-IN is output to -OUT, and an inverted signal of C-IN is output to SUM. By configuring the circuit only with the transmission gate and the inverter based on the above algorithm, the power consumption can be reduced and the propagation speed of the carry signal can be increased.

【0008】[0008]

【表1】 [Table 1]

【0009】[0009]

【実施例】本発明の一実施例の加算回路を図1に示す。
図1において、16、17は2進入力x,yの入力端子
であり、入力端子18、出力端子19はそれぞれ下位桁
からの桁上げ入力C−INおよび上位桁への桁上げ出力
C−OUTの端子である。また20は加算出力SUMの
出力端子である。11〜15はインバータであり、21
〜26はトランスミッションゲートである。
FIG. 1 shows an adder circuit according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 16 and 17 are input terminals for binary inputs x and y, and an input terminal 18 and an output terminal 19 are a carry input C-IN from a lower digit and a carry output C-OUT to an upper digit, respectively. Is the terminal. Further, 20 is an output terminal of the addition output SUM. 11 to 15 are inverters, 21
26 are transmission gates.

【0010】トランスミッションゲート21、22は、
加算入力x、yの一方(例えばy)の値によって開閉が
制御されて、加算入力の一方(例えばx)とその値をイ
ンバータ11によって反転した値の何れか一方を選択し
て、中間和出力としてノード1に出力する。インバータ
12は、トランスミッションゲート21、22の相補駆
動用である。
The transmission gates 21 and 22 are
Opening / closing is controlled by the value of one of the addition inputs x and y (for example, y), and either one of the addition inputs (for example, x) and the value obtained by inverting the value by the inverter 11 are selected to output the intermediate sum output. Is output to the node 1. The inverter 12 is for complementary driving of the transmission gates 21 and 22.

【0011】トランスミッションゲート23、24は、
ノード1の中間和値によって開閉が制御されて、加算入
力の一方(例えばy)と端子18の桁上げ入力C−IN
との何れか一方を選択して、桁上げ出力C−OUTとし
て端子19に出力する。インバータ13は、トランスミ
ッションゲート23、24、25、26の相補駆動用で
ある。
The transmission gates 23 and 24 are
Opening and closing are controlled by the intermediate sum value of the node 1, one of the addition inputs (for example, y) and the carry input C-IN of the terminal 18.
And one of them is output to the terminal 19 as a carry output C-OUT. The inverter 13 is for complementary driving of the transmission gates 23, 24, 25 and 26.

【0012】トランスミッションゲート25、26は、
ノード1の中間和値によって開閉が制御されて、端子1
8の桁上げ入力C−INとその値をインバータ14によ
って反転した値の何れか一方を選択して、加算出力SU
Mとしてインバータ15を介して端子20に出力する。
The transmission gates 25 and 26 are
Opening and closing are controlled by the intermediate sum value of node 1, and terminal 1
8 carry input C-IN or one of the values obtained by inverting the carry input C-IN by the inverter 14 to select the addition output SU.
It is output to the terminal 20 via the inverter 15 as M.

【0013】図1の加算器の動作を説明すると、入力端
子16、17に与えられる入力信号x、yについて入力
信号yがローの場合、入力信号yによりトランスミッシ
ョンゲート21が開き、入力信号xはそのままの値でノ
ード1に送られる。また入力信号yがハイの場合、入力
信号yによりトランスミッションゲート22が開きイン
バータ11により入力信号xを反転した値がノード1に
送られる。この動作により、1ビット同志の2数の和信
号が中間和としてノード1に出力される。
The operation of the adder shown in FIG. 1 will be described. When the input signal y is low for the input signals x and y given to the input terminals 16 and 17, the transmission gate 21 is opened by the input signal y and the input signal x becomes The value as it is is sent to the node 1. When the input signal y is high, the input signal y opens the transmission gate 22 and the inverter 11 sends the inverted value of the input signal x to the node 1. By this operation, two one-bit sum signals are output to the node 1 as an intermediate sum.

【0014】次に入力信号x、yが共に同じ値を取る場
合、中間のノード1に出力される信号はローであるが、
この中間和信号によりトランスミッションゲート23が
開き、入力信号yが桁上げ信号として出力端子19に出
力される。また中間和ノード1がハイの場合、トランス
ミッションゲート24が開き、入力端子18に供給され
ている桁上げ入力信号C−INが桁上げ出力信号C−O
UTとして出力端子19に出力される。これによって最
終的な桁上げ信号が確定する。
Next, when the input signals x and y both have the same value, the signal output to the intermediate node 1 is low,
The transmission gate 23 is opened by this intermediate sum signal, and the input signal y is output to the output terminal 19 as a carry signal. When the intermediate sum node 1 is high, the transmission gate 24 is opened and the carry input signal C-IN supplied to the input terminal 18 is changed to the carry output signal C-O.
It is output to the output terminal 19 as UT. This establishes the final carry signal.

【0015】さらに中間和ノード1からの和信号と桁上
げ入力信号C−INTとの和を取るため、入力信号x、
yから中間和ノード1までの回路と同じ回路(インバー
タ14及びトランスミッションゲート25、26から成
る)を使用することによって最終的な和信号SUMが確
定する。この構成によって3入力2出力の加算器が得ら
れる。
Further, in order to obtain the sum of the sum signal from the intermediate sum node 1 and the carry input signal C-INT, the input signal x,
The final sum signal SUM is determined by using the same circuit (comprising the inverter 14 and the transmission gates 25, 26) as the circuit from y to the intermediate sum node 1. With this configuration, a 3-input 2-output adder can be obtained.

【0016】この回路ではトランスミッションゲートを
使用しているため消費電力はかなり小さくなる。また桁
上げ入力信号C−INは、中間和ノード1への出力が確
定すればトランスミッションゲート1個を通過するだけ
で桁上げ出力端子19へ出力できる。
Since the transmission gate is used in this circuit, the power consumption is considerably reduced. Further, the carry input signal C-IN can be output to the carry output terminal 19 only by passing through one transmission gate if the output to the intermediate sum node 1 is confirmed.

【0017】本回路を桁上げ出力信号C−OUTと桁上
げ入力信号C−INを接続することにより複数個互いに
直列に接続して使用した場合、表1から、中間和ノード
1がローの場合は、下位ビットの桁上げ入力信号の値に
かかわらずそのビットの入力信号xまたはyがそのビッ
トの桁上げ出力信号C−OUTに対応する。この場合下
位からの桁上げ信号の入力を待たずに上位の加算が可能
になる。また中間和ノード1がハイの場合は、下位ビッ
トの桁上げ入力信号C−INがそのまま桁上げ出力信号
C−OUTとなって上位ビットに伝搬するため、その部
分の回路構成はトランスミッションゲート1個という簡
単な構成になり桁上げ信号の伝搬速度を速めることが出
来る。
When this circuit is used by connecting a plurality of carry output signals C-OUT and carry input signals C-IN in series with each other, from Table 1, when the intermediate sum node 1 is low, Irrespective of the value of the carry input signal of the lower bit, the input signal x or y of that bit corresponds to the carry output signal C-OUT of that bit. In this case, the higher-order addition can be performed without waiting for the input of the carry signal from the lower-order. Further, when the intermediate sum node 1 is high, the carry input signal C-IN of the lower bit becomes the carry output signal C-OUT as it is and propagates to the upper bit. Therefore, the circuit configuration of that part has one transmission gate. With this simple structure, the propagation speed of the carry signal can be increased.

【0018】なお、本発明は、実施例として示した図1
のようなCMOS回路構成だけでなくNMOSのみの回
路でも構成できる。
The present invention is shown in FIG.
Not only the CMOS circuit configuration as described above, but also a circuit having only NMOS can be configured.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、2
進表現された信号を入力する3つの端子からの3つの信
号の和を第1出力端子(加算出力)、第2出力端子(桁
上げ出力)に分けて出力する際に、第1出力端子への加
算出力信号を決定するよりも先に、3つの入力端子のう
ちの決まった2つからの信号の和である中間和信号によ
って、第2出力端子への桁上げ出力を決定する特徴によ
り、桁上げ信号の伝搬速度の向上を図れるから、論理演
算速度を格段に向上することができる。
As described above, according to the present invention, 2
When the sum of the three signals from the three terminals for inputting the signal expressed in binary is output to the first output terminal (addition output) and the second output terminal (carry output) separately, output to the first output terminal Of the carry output to the second output terminal by the intermediate sum signal, which is the sum of the signals from the two fixed input terminals of the three input terminals, before the addition output signal of Since the propagation speed of the carry signal can be improved, the logical operation speed can be remarkably improved.

【0020】また本発明によれば、インバータとトラン
スミッションゲートで全加算器を構成できるので、演算
速度を高めると共に、消費電力を少なくすることができ
る。
Further, according to the present invention, since the full adder can be constituted by the inverter and the transmission gate, the operation speed can be increased and the power consumption can be reduced.

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

【図1】本発明の一実施例を示す2進全加算器の回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a binary full adder showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来の2進加算器の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional binary adder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11〜15 インバータ 21〜26 トランスミッションゲート 16〜18 入力端子 19、20 出力端子 11-15 Inverter 21-26 Transmission gate 16-18 Input terminal 19, 20 Output terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2進数の2つの加算入力と桁上げ入力と
に基づいて加算出力を導出する2進加算器において、 2つの加算入力値の一方とその反転値との何れか一方を
選択して中間和値として導出するトランスミッションゲ
ートと、 上記中間和値により制御されて、桁上げ入力値と上記加
算入力値の一方との何れかを選択して桁上げ出力値とし
て導出するトランスミッションゲートとを備えることを
特徴とする2進加算器。
1. A binary adder for deriving an addition output based on two addition inputs of binary numbers and a carry input, and selects either one of the two addition input values and its inverted value. And a transmission gate that is controlled by the above intermediate sum value and that selects one of the carry input value and one of the addition input values and derives it as the carry output value. A binary adder characterized by comprising.
【請求項2】 2進数の2つの加算入力値の一方の値に
より制御され、上記加算入力値の一方とのその反転値と
の何れか一方を選択して中間和値として導出するトラン
スミッションゲートと、 上記中間和値により制御されて、桁上げ入力値と上記加
算入力値の一方との何れかを選択して桁上げ出力値とし
て導出するトランスミッションゲートと、 上記中間和値により制御されて、上記桁上げ入力値とそ
の反転値との何れか一方を選択して加算出力値として導
出するトランスミッションゲートとを備えることを特徴
とする2進加算器。
2. A transmission gate which is controlled by one of two addition input values in binary number and which selects one of the addition input value and its inverted value to derive it as an intermediate sum value. A transmission gate controlled by the intermediate sum value to select one of the carry input value and the addition input value and derive as a carry output value; and a transmission gate controlled by the intermediate sum value, A binary adder, comprising: a transmission gate that selects one of a carry input value and its inverted value and derives it as an addition output value.
JP25306391A 1991-09-04 1991-09-04 Binary adder Withdrawn JPH0561645A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781412B2 (en) 2001-04-13 2004-08-24 Fujitsu Limited Logic circuit for fast carry/borrow

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781412B2 (en) 2001-04-13 2004-08-24 Fujitsu Limited Logic circuit for fast carry/borrow

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Effective date: 19981203