JPH0584529B2 - - Google Patents

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JPH0584529B2
JPH0584529B2 JP59062758A JP6275884A JPH0584529B2 JP H0584529 B2 JPH0584529 B2 JP H0584529B2 JP 59062758 A JP59062758 A JP 59062758A JP 6275884 A JP6275884 A JP 6275884A JP H0584529 B2 JPH0584529 B2 JP H0584529B2
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JP
Japan
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multiplier
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multiplicand
half word
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Noryuki Ikumi
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
    • G06F7/52Multiplying; Dividing
    • G06F7/523Multiplying only
    • G06F7/53Multiplying only in parallel-parallel fashion, i.e. both operands being entered in parallel
    • G06F7/5324Multiplying only in parallel-parallel fashion, i.e. both operands being entered in parallel partitioned, i.e. using repetitively a smaller parallel parallel multiplier or using an array of such smaller multipliers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2207/00Indexing scheme relating to methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F2207/38Indexing scheme relating to groups G06F7/38 - G06F7/575
    • G06F2207/3804Details
    • G06F2207/3808Details concerning the type of numbers or the way they are handled
    • G06F2207/3828Multigauge devices, i.e. capable of handling packed numbers without unpacking them

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、2分割方式の配列乗算器に関する
もので、特に2系統の乗算を同時に行なうことに
よつて演算効率を高めるために使用されるもので
ある。
〔発明の技術的背景〕 従来、2分割可能な乗算器として、例えば第1
図に示すようなものが使用されている。図におい
て、M0〜M3はそれぞれ、mビツト×mビツト
の乗算器で、これら乗算器M0〜M3にはそれぞ
れ、被乗数XH,XL(XH:上位ビツト、XL:下位
ビツト)および乗数YH,YL(YH:上位ビツト、
YL:下位ビツト)が選択的に供給される。すな
わち、乗算器M0には、被乗数XL、乗数YLが供
給され、下位ビツトL側の演算(乗算)出力が出
力信号Z0として出力されるとともに、上位ビツ
トH側の出力が加算器A0に供給される。上記乗
算器M1には、被乗数XH、乗数YLが供給され、
下位ビツトL側の演算出力がセレクタS0を介し
て上記加算器A0に供給される。この加算器A0
による加算出力は、加算器A1に供給され、キヤ
リCaが加算器A2に供給される。上記乗算器M
1の上位ビツトH側の演算出力は、セレクタS1
を介して上記加算器A2に供給される。上記乗算
器M2には、被乗数XL、乗数YHが供給され、下
位ビツトL側の演算出力はセレクタS2を介して
上記加算器A1に供給される。この加算器A1に
よる加算出力は出力信号Z1として出力され、キ
ヤリCaが加算器A3に供給される。一方、上記
乗算器M2の上位ビツトH側の演算出力は、セレ
クタS1を介して上記加算器A2に供給される。
この加算器A2の加算出力は、上記加算器A3に
供給され、キヤリCaが加算器A4に供給される。
上記乗算器M3には、被乗数XH、乗数YHが供給
され、下位ビツトL側の演算出力は上記加算器A
3に供給される。この加算器A3による加算出力
は出力信号Z2として出力され、キヤリCaが加
算器A5に供給される。一方、上記乗算器M3の
上位ビツトH側の演算出力は上記加算器A4に供
給される。この加算器A4には、加算数として
“0”が供給されており、上記乗算器M3の出力
と上記加算器A2のキヤリCaとに基づく出力が
加算器A5に供給される。また、上記加算器A5
には加算数として“0”が供給されており、上記
加算器A4の加算出力と上記加算器A3のキヤリ
Caとに基づく出力が出力信号Z3として出力さ
れるようになつている。
上記のような構成において、2mビツト×2mビ
ツトの乗算を行なう場合には、セレクタS0によ
つて、乗算器M1の下位ビツトL側の出力を選択
し、セレクタS1によつて上記乗算器M1の上位
ビツトH側の出力を選択するとともに、乗算器M
2の上位ビツトH側の出力を選択する。またセレ
クタS2によつて上記乗算器M2の下位ビツトL
側の出力を選択する。こうすることにより、第2
図に示すような2mビツト×2mビツトの乗算が行
なわれる。
一方、mビツト×mビツトの2系統の乗算を行
なう場合には、セレクタS0,S1およびS2に
よつて、乗算器M1,M2の出力を“0”に設定
し、この“0”を加算数として加算器A0,A1
およびA2に供給する。こうすることにより、Z
1とZ2には「XL,YL」が、Z3とZ2には
「XH,YH」がそれぞれ得られる。
〔背景技術の問題点〕
ところで、上述したような乗算器を構成する場
合、以下に記すような種々の問題を生ずる。
まず第1に、配線数が多い。特に、オペランド
X,Yを入力するところ、および乗算器M0〜M
3の結果を次段のセレクタS0〜S2、加算器A
0〜A3に入力する際の配線が多くなる。この傾
向はビツト長が大きくなるに従つて顕著となる。
第2の、冗長な回路が多い。例えば各乗算器M
0〜M3には最終和の加算器が内蔵されており、
加算器A0〜A5の機能と重複している。また、
セレクタS0〜S2も2mビツト×2mビツトの演
算時には不要である。
第3に、上記第1、第2の理由によりLSI化し
た場合にパターン面積が大きくなる。
第4に、動作速度が遅い。これは上述したよう
に、配線が多い(長い)ことにより配線容量など
による遅延が増大するためである。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、分割可能であ
り、パターン面積が小さく、しかも高速演算が可
能な配列乗算器を提供することである。
〔発明の概要〕
すなわち、この発明においては、上記の目的を
達成するために、配列乗算器を4つのアレイブロ
ツクに分割設定し、これらアレイブロツクに選択
的に乗数、被乗数あるいは不活性値を供給するよ
うに構成したもので、被乗数の上位半ワードと乗
数の下位半ワードとの積を取る第1アレイブロツ
クと、この第1アレイブロツクの被乗数入力端に
配設され、選択制御信号に基づいて上記第1アレ
イブロツクに不活性値あるいは被乗数を選択的に
供給する第1の選択回路と、被乗数の上位半ワー
ドと乗数の上位半ワードとの積を取る第2アレイ
ブロツクと、被乗数の下位半ワードと乗数の下位
半ワードとの積を取る第3アレイブロツクと、被
乗数の下位半ワードと乗数の上位半ワードとの積
を取る第4アレイブロツクと、上記第3アレイブ
ロツクと第4アレイブロツク間に配設され、選択
制御信号に基づいて上記第4アレイブロツクに不
活性値あるいは被乗数を選択的に供給する第2の
選択回路とを設け、上記選択制御信号により分割
可能に設定している。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例のついて図面を参照
して説明する。第3図aは、配列乗算器の基本セ
ル(フル・アダー)11を示している。
Xj,Yi(あるいはXj)は当セルのビツト積入
力、Si-1は前段のセルの加算出力、Ci-1は前段の
セルのキヤリ出力、Ciは当セル11のキヤリ出
力、Siは当セル11の加算出力である。配列乗算
器は、上記第3図の基本セル11をアレイ状に配
設し、乗算を並列的に行なうもので、第3図bに
示すように上辺には被乗数X、左辺には乗数Yが
入力される。上記被乗数Xは上下方向、乗数Yは
左右方向にそれぞれアレイ状に並んだ各セルにビ
ツト毎に供給される。そして、各セルの交点では
Xi,Yjというビツト積が生成されセルの一方の
入力端に与えられる。今、上述した配列乗算器の
語長が2mビツトであるとすると、通常は2mビツ
ト×2mビツトの乗算が行なわれる。これに対し、
mビツト×mビツトの2系統の入力が供給される
とする。すなわち、XH,XL(XHは上位mビツト、
XLは下位mビツト)と、YH,YL(YHは上位mビ
ツト、YLは下位mビツト)が入力されXH,YH
XL,YLとの2つの乗算を行なうものとする。こ
の場合は、XH,YLとXL,YHの乗算結果を“0”
に設定する必要がある。このような演算を実現す
るため、配列乗算器を第4図に示すように構成し
ている。すなわち、2mビツト×2mビツトの配列
乗算器を4分割設定し、右上のアレイブロツク1
1でXL,YLの乗算を行ない、左下のアレイブロ
ツク122でXH,YHの乗算を行なう。上記XL
YLの上位ビツトが右下のアレイブロツク123
上半分を通過してその演算結果がZ0,Z1とし
て出力され、上記XH,YHの下位ビツトが、右下
のアレイブロツク123の下半分を通過してその
演算結果がZ2,Z3として出力される。この
際、双方の乗算が影響を及ぼし合つたり、未使用
の左上のアレイブロツク124の乗算出力が他の
領域に流入しないようにするために、左上と右下
のアレイブロツク124,123に選択制御信号
BDIVによつて制御される選択回路13から被乗
数Xに“0”を与える。従つて、左上のアレイブ
ロツク124の演算結果は“0”となるので、他
のアレイブロツクに影響を与えることはない。ま
た、右下のアレイブロツク123の上下でそれぞ
れ別の演算を行なつているので、上のアレイブロ
ツクのキヤリ出力が下のアレイブロツクに流入し
ないようにするために、分離制御信号で制御
される分離回路14を設けている。さらに、右下
のアレイブロツク123では加算結果Sとキヤリ
Cの加算のみを行なえば良いので、選択制御信号
BDIVによつて制御される選択回路15によつて
被乗数Xに“0”を与える。
第5図は、上記選択回路13の構成例を示して
いる。各ビツト毎に設けられたアンドゲート16
〜16mの一方の入力端にはそれぞれ、被乗数
Xn+1〜X2nが供給され、他方の入力端にはそれぞ
れ選択制御信号が供給される。そして、上
記アンドゲート161〜16mの出力が左上のア
レイブロツク124に供給される。また、被乗数
Xn+1〜X2nが左下のアレイブロツク122に供給
されるようになつている。なお、前記選択回路1
5も同様な構成である。
第6図は、前記第4図における分離回路14の
構成例を示している。セルアレーの各ビツト毎に
設けられたアンドゲート171〜17mの一方の
入力端には、キヤリ出力C0〜Cn-1が供給され、
他方の入力端にはそれぞれ、分離制御信号が
供給される。上記アンドゲート171〜17mの
出力C0′,C1′,…,Cn-2′,Cn-1′はそれぞれ、右
下のアレイブロツク123の下段に供給される。
上記のような構成において、前記第4図の回路
の動作を説明する。選択制御信号およびお
よび分離制御信号がそれぞれ“1”レベルの
場合は、2mビツト×2mビツトの通常の乗算が行
なわれる。一方、上記選択制御信号および
分離制御信号がそれぞれ“0”レベルとなる
と、選択回路13,15を構成するアンドゲート
161〜16m、および分離回路14を構成する
アンドゲート171〜17mの出力が全て“0”
となる。従つて、左上のアレイブロツク124
演算結果は“0”となり、この演算結果がアレイ
ブロツク122に供給される。また、右下のアレ
イブロツク123には被乗数Xに“0”が与えら
れるので、このアレイブロツク123では加算結
果Sにキヤリ出力Cを加算する演算のみが行なわ
れる。
このような構成によれば、オペランド入力はス
トレートに供給され、出力も一か所だけで良いの
で、配線数を大幅に低減できる。また、前記第1
図の回路においては、ワード長の半分の2入力加
算器が6個必要であつたのに対し、ワード長の2
倍の加算器が2個で済み、冗長な回路が少ない。
さらに、上記第4図の配列乗算器は、通常の配列
乗算器より若干パターン面積が増加する程度であ
り、前記第1図に示した回路に比べ大幅にパター
ン面積を低減できる。さらに、配線および冗長な
回路が少ないので配線容量による遅延、および冗
長な回路による遅延が少なく、高速動作が得られ
る。
第7図は、この発明の他の実施例を示すもの
で、上記第4図の回路においては、左上のアレイ
ブロツク124に選択回路13を設けたのに対し、
アレイブロツク124の演算結果の出力端に、分
離制御信号で制御される分離回路181,1
2を設けたものである。図において、前記第4
図と同一構成部には同じ符号を付してその説明を
省略する。上記分離回路181,182はそれぞれ
基本的には前記第6図の回路と同様にアンドゲー
トによつて構成される。
上記のような構成のおいて、分離制御信号
が“1”レベルの時には、通常の2mビツト×2m
ビツトの乗算が行なわれ、分離制御信号が
“0”レベルの時には、アレイブロツク124が分
離されるので、出力にはXL,YLおよびXH,YH
乗算出力が得られる。このような構成においても
上記実施例と同様な効果が得られる。
なお、上記各実施例においては、アレイブロツ
ク123に分離回路14をそれぞれ設けたが、基
本セルの構造が、上記のアレイのキヤリ出力が下
のアレイに流入される心配のないものであれば、
特に設けなくても良い。また、第8図に示すよう
なブース乗算器にも適用可能である。第8図にお
いて、前記第4図と同一構成部には同じ符号を付
してその説明は省略する。YDECLはYの下位デ
コータ、YDECHはYの上位デコーダである。こ
のような構成においても前記第4図の回路と基本
的には同様な動作を行ない、同様な効果が得られ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、分割可
能であり、パターン面積が小さく、しかも高速演
算が可能な配列乗算器が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の分割可能な乗算器を説明するた
めの図、第2図は上記第1図の乗算器の動作を説
明するための図、第3図は配列乗算器の構成を説
明するための図、第4図はこの発明の一実施例に
係る分割可能な配列乗算器を説明するための図、
第5図は上記第4図における選択回路の構成例を
示す図、第6図は上記第4図における分離回路の
構成例を示す図、第7図および第8図はそれぞれ
この発明の他の実施例を説明するための図であ
る。 11……基本セル、124……第1アレイブロ
ツク、122……第2アレイブロツク、121……
第3アレイブロツク、123……第4アレイブロ
ツク、13……第1選択回路、15……第2選択
回路、14,181,182……分離回路、BDIV
……選択制御信号、DIV……分離制御信号、XH
……被乗数の上位半ワード、XL……被乗数の下
位半ワード、YH……乗数の上位半ワード、YL
…乗数の下位半ワード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基本セルをアレイ状に配設し、乗算を並列的
    に行なう配列乗算器において、被乗数の上位半ワ
    ードと乗数の下位半ワードとの積を取る第1アレ
    イブロツクと、この第1アレイブロツクの被乗数
    入力端に配設され、選択制御信号に基づいて上記
    第1アレイブロツクに不活性値あるいは被乗数を
    選択的に供給する第1の選択回路と、被乗数の上
    位半ワードと乗数の上位半ワードとの積を取る第
    2アレイブロツクと、被乗数の下位半ワードと乗
    数の下位半ワードとの積を取る第3アレイブロツ
    クと、被乗数の下位半ワードと乗数の上位半ワー
    ドとの積を取る第4アレイブロツクと、上記第3
    アレイブロツクと第4アレイブロツク間に配設さ
    れ、選択制御信号に基づいて上記第4アレイブロ
    ツクに不活性値あるいは被乗数を選択的に供給す
    る第2の選択回路とを具備し、上記選択制御信号
    により分割可能に構成したことを特徴とする配列
    乗算器。 2 上記第4アレイブロツクは、分割制御信号に
    基づいて、キヤリ入力を取るか不活性値を取るか
    を選択するための分割回路を備えることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の配列乗算器。 3 基本セルをアレイ状に配設し、乗算を並列的
    に行なう配列乗算器において、被乗数の上位半ワ
    ードと乗数の下位半ワードとの積を取る第1アレ
    イブロツクと、被乗数の上位半ワードと乗数の上
    位半ワードとの積を取る第2アレイブロツクと、
    被乗数の下位半ワードと乗数の下位半ワードとの
    積を取る第3アレイブロツクと、上記第1アレイ
    ブロツクの出力端に配設され、分割制御信号に基
    づいてこの第1アレイブロツクから得た乗算出力
    を上記第2、第3アレイブロツクに供給するか不
    活性値を供給するかを選択する第1、第2の分離
    回路と、被乗数の下位半ワードと乗数の上位半ワ
    ードとの積を取る第4アレイブロツクと、上記第
    3、第4アレイブロツク間に配設され選択信号に
    基づいて上記第4アレイブロツクに不活性値ある
    いは被乗数を選択的に供給する選択回路とを具備
    し、上記分割制御信号により分割可能に構成した
    ことを特徴とする配列乗算器。 4 上記第4アレイブロツクは、分離制御信号に
    基づいて、キヤリ入力を取るか不活性値を取るか
    選択するための分離回路を備えることを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項記載の配列乗算器。
JP59062758A 1984-03-30 1984-03-30 配列乗算器 Granted JPS60205746A (ja)

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JPS60205746A JPS60205746A (ja) 1985-10-17
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