JPH0588852A - Partial product generating circuit and multiplying circuit - Google Patents

Partial product generating circuit and multiplying circuit

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JPH0588852A
JPH0588852A JP3249699A JP24969991A JPH0588852A JP H0588852 A JPH0588852 A JP H0588852A JP 3249699 A JP3249699 A JP 3249699A JP 24969991 A JP24969991 A JP 24969991A JP H0588852 A JPH0588852 A JP H0588852A
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JP
Japan
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output
circuit
signal
partial product
bit
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JP3249699A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunari Kaneko
和功 金子
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To carry out the multiplication at a high speed by reducing the number of the constitution gates of a partial product generating circuit used for a multiplying circuit using the Booth's algorithm. CONSTITUTION:The circuits are constituted of an E-NOR gate 2 to select to output multiplicands X0, X1, X2 and X3 as they are or invert and output them, in accordance with a signal SGN1 of a Booth's encoder 1 to show the code of (Y-1+Y0-2Y1) based on the Booth's algorithm, a transmission gate 6 to output the output of the E-NOR gate 2 in accordance with a signal M1-1 to show + or -1 by (Y-1+Y0-2Y1), a transmission gate 8 to shift the output of the E-NOR gate 2 to 1 bit higher order and output it, and a P channel MOS to make a partial product output into 0 by the output of an OR gate 3 to detect 0 by (Y-1+Y0-2Y1).

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、デジタル信号処理装置
などに使用されるデジタル乗算回路に関し、特に、ブー
スのアルゴリズムを用いた部分積生成回路及び乗算回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital multiplication circuit used in a digital signal processing device or the like, and more particularly to a partial product generation circuit and a multiplication circuit using Booth's algorithm.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、2次のブースのアルゴリズムを使
用した乗算回路は、図3に示される如く構成されてい
た。図3において、ブース論理回路13は、2次のブー
スのアルゴリズムに従い、乗数Yの(Y2i-1+Y2i−2
2i+1)の値が0、+1、+2、−1、−2のいずれで
あるかを検出し、その検出信号を出力する。被乗数Xが
印加された切り替え回路14は、ブース論理回路13の
検出出力に基づいて、被乗数Xと2倍した被乗数2Xを
加算/減算切り替え回路15に印加する。加算/減算切
り替え回路15は切り替え回路14から出力された被乗
数Xあるいは2Xを符号処理するものであり、ブース論
理回路13の検出結果が負の場合に2の補数処理、即
ち、入力された乗数の各ビットを反転して最下位ビット
に1を加算する処理を行う。そして、加算/減算切り替
え回路15の出力は、部分積出力として加算回路16に
他の部分積出力とともに印加される。この加算回路16
の加算出力が乗数Yと被乗数Xの乗算出力として出力さ
れる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a multiplication circuit using a secondary Booth algorithm has been constructed as shown in FIG. In FIG. 3, the Booth logic circuit 13 follows the second-order Booth's algorithm and calculates (Y 2i-1 + Y 2i -2) of the multiplier Y.
It is detected whether the value of (Y 2i + 1 ) is 0, +1, +2, -1, or -2, and the detection signal is output. The switching circuit 14 to which the multiplicand X is applied applies the multiplicand 2X multiplied by 2 to the addition / subtraction switching circuit 15 based on the detection output of the Booth logic circuit 13. The addition / subtraction switching circuit 15 performs a sign process on the multiplicand X or 2X output from the switching circuit 14, and when the detection result of the Booth logic circuit 13 is negative, 2's complement process, that is, the input multiplier. The process of inverting each bit and adding 1 to the least significant bit is performed. Then, the output of the addition / subtraction switching circuit 15 is applied as a partial product output to the adding circuit 16 together with other partial product outputs. This adder circuit 16
Is output as the multiplication output of the multiplier Y and the multiplicand X.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】図3に示された乗算回
路によると、各切り替え回路14は、ANDゲート(あ
るいはNANDゲート)等の論理ゲートによって構成さ
れ、更に、加算/減算切り替え回路15は、2の補数処
理を行うための加算回路と切り替えゲートから構成され
ていた。そのため、被乗数Xの信号の流れが切り替え回
路14から加算/減算切り替え回路15を介して行わ
れ、更に、符号が負の場合には、2の補数処理のための
加算処理が加わるため、全体としての乗算速度が遅くな
る欠点があった。また、切り替え回路14及び加算/減
算切り替え回路15を構成する素子数も増大するため集
積回路のチップ面積が大きくなる欠点があった。
According to the multiplication circuit shown in FIG. 3, each switching circuit 14 is composed of a logical gate such as an AND gate (or NAND gate), and the addition / subtraction switching circuit 15 is further provided. It was composed of an adder circuit and a switching gate for performing the 2's complement process. Therefore, the signal flow of the multiplicand X is performed from the switching circuit 14 through the addition / subtraction switching circuit 15, and when the sign is negative, addition processing for 2's complement processing is added, and therefore, as a whole. There was a drawback that the multiplication speed of was slow. Further, since the number of elements forming the switching circuit 14 and the addition / subtraction switching circuit 15 also increases, there is a drawback that the chip area of the integrated circuit increases.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した点に
鑑みて創作されたものであり、印加された乗数Bの各ビ
ットから2次のブースのアルゴリズムに従い(Y2i-1
2i−2Y2i+1)が各々のi(i=0、1、・・・)に
ついて、正であるか負であるかを示す第1の信号と、+
1及び−1であることを示す第2の信号と、+2及び−
2であることを示す第3の信号とを作成出力するブース
エンコーダと、前記第1の信号、第2の信号、及び、第
3の信号から前記(Y2i-1+Y2i−2Y2i+1)が0であ
ることを検出する0検出回路と、該0検出回路の検出出
力に基づき部分積出力を0とする0出力回路と、前記第
1の信号に基づき被乗数の各ビットをそのまま出力する
かあるいは各ビットを反転して出力するビット反転制御
回路と、前記第2の信号に基づき前記ビット反転制御回
路の出力を前記部分積出力として出力する第1の出力回
路と、前記第3の信号に基づき前記ビット反転制御回路
の出力を上位ビット側に1ビットシフトして部分積出力
として出力する第2の出力回路とから構成することによ
り、構成ゲート数の少ない部分積生成回路が得られる。
The present invention was made in view of the above-mentioned points, and from each bit of the applied multiplier B, according to the quadratic Booth algorithm (Y 2i-1 +
Y 2i −2Y 2i + 1 ) for each i (i = 0, 1, ...) Is a positive or negative first signal, and +
The second signal indicating 1 and -1, and +2 and-
A Booth encoder that creates and outputs a third signal indicating that the signal is 2, and the (Y 2i-1 + Y 2i -2Y 2i + 1) from the first signal, the second signal, and the third signal. ) Is 0, a 0 output circuit that sets the partial product output to 0 based on the detection output of the 0 detection circuit, and outputs each bit of the multiplicand as it is based on the first signal. Alternatively, a bit inversion control circuit that inverts and outputs each bit, a first output circuit that outputs the output of the bit inversion control circuit as the partial product output based on the second signal, and the third signal Based on the second output circuit which shifts the output of the bit inversion control circuit by 1 bit to the upper bit side and outputs it as a partial product output based on the above, a partial product generating circuit with a small number of constituent gates can be obtained.

【0005】[0005]

【作用】乗数に従って出力される第1の信号、第2の信
号、第3の信号、及び、0検出回路の検出出力に従っ
て、0出力回路から0を出力するか、第1の出力回路か
ら出力をするか、第2の出力回路から出力をするかが直
接選択され、また、第1の出力回路と第2の出力回路か
ら選択出力される被乗数が反転されるかそのままである
かがあらかじめ決定されていることにより、構成する論
理ゲート数が少なくて済むので、乗算の高速化が図れ
る。
According to the first signal, the second signal, the third signal output according to the multiplier and the detection output of the 0 detection circuit, 0 is output from the 0 output circuit or is output from the first output circuit. Whether or not to output from the second output circuit is directly selected, and whether or not the multiplicands selectively output from the first output circuit and the second output circuit are inverted or remain unchanged is determined in advance. By doing so, the number of logic gates to be configured can be small, so that the multiplication can be speeded up.

【0006】[0006]

【実施例】図1は本発明の実施例を示す回路図である。
図において、乗数は、Y0、Y1、Y2、Y3からなる2の
補数表示された4ビットのデータであり、被乗数は、X
0、X1、X2、X3からなる2の補数表示された4ビット
のデータである。ブースエンコーダ1は、乗数Y0
1、Y2、Y3から2次のブースのアルゴリズムに従っ
て信号SGN1、M1-1、M2-1、SGN2、M1-2、M2-2
を作成出力する回路である。2次のブースのアルゴリズ
ムは、周知のように、乗算結果XYは
1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, the multiplier is 4-bit data represented by 2's complement consisting of Y 0 , Y 1 , Y 2 , and Y 3 , and the multiplicand is X.
It is 4-bit data in 0 , X 1 , X 2 , X 3 which is expressed in 2's complement. The Booth encoder 1 has a multiplier Y 0 ,
Signals SGN 1 , M 1-1 , M 2-1 , SGN 2 , M 1-2 , M 2-2 from Y 1 , Y 2 , Y 3 according to the second order Booth's algorithm.
Is a circuit for creating and outputting. As is well known, the second-order Booth algorithm is that the multiplication result XY is

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】のように表され、ブースエンコーダ1は、
数式1の(Y2i-1+Y2i−2Y2i+1)が正であるか負で
あるか、絶対値が1であるか、及び、絶対値が2である
かを判別する。このブースエンコーダ1において、i=
0で表される乗数Y-1(=0となる)、Y0、Y1に対し
て、信号SGN1は(Y-1+Y0−2Y1)が負の場合に
のみ“1”となり、信号M1-1は、(Y-1+Y0−2
1)が+1及び−1の場合にはのみ“1”となり、信
号M2-1は、(Y-1+Y0−2Y1)が+2及び−2の場
合にのみ“1”となる。同様に、i=1で表される乗数
1、Y2、Y3に対して、信号SGN2は(Y1+Y2−2
3)が負の場合にのみ“1”となり、信号M 1-2は(Y
1+Y2−2Y3)が+1及び−1の場合のみ“1”とな
り、信号M2-2は(Y1+Y2−2Y3)が+2及び−2の
場合のみ“1”となる。
The Booth encoder 1 is represented as
(Y in Equation 12i-1+ Y2i-2Y2i + 1) Is positive or negative
Yes, absolute value is 1 and absolute value is 2
Determine whether. In this booth encoder 1, i =
Multiplier Y represented by 0-1(= 0), Y0, Y1Against
Signal SGN1Is (Y-1+ Y0-2Y1) Is negative
Only becomes "1" and signal M1-1Is (Y-1+ Y0-2
Y1) Is +1 and -1, it becomes "1", and
Issue M2-1Is (Y-1+ Y0-2Y1) Is +2 and -2
Only when it becomes "1". Similarly, a multiplier represented by i = 1
Y1, Y2, Y3To the signal SGN2Is (Y1+ Y2-2
Y3) Is negative only when the signal M is 1-2Is (Y
1+ Y2-2Y3) Is "1" only when +1 and -1
Signal M2-2Is (Y1+ Y2-2Y3) Is +2 and -2
Only in the case, it becomes "1".

【0009】ここで、乗算(Y-1+Y0−2Y1)Xと
(Y1+Y2−2Y3)Xは、全く同一の回路構成で行え
るので、以下乗算(Y-1+Y0−2Y1)Xについて、説
明する。信号SGN1は、被乗数Xの各ビットX0
1、X2、X3が各々印加されるE−NORゲート2の
一方の入力に印加される。このE−NORゲート2は、
信号SGN1が“0”即ち、正の場合に被乗数の各ビッ
トX0、X1、X2、X3をそのまま部分積出力として出力
するために、一度反転する作用をし、信号SGN1
“1”即ち、負の場合に被乗数の各ビットX0、X1、X
2、X3を反転して部分積出力として出力するために、反
転せずにそのまま出力する作用をする。ORゲート3は
信号SGN1、信号M1-1、及び、信号M2-1を入力して
(Y-1+Y0−2Y 1)の値が0であることを検出する回
路であり、ORゲート3の出力は部分積出力P1-0、P
1-1、P1-2、P1-3、P1-4を出力するインバータ4の各
入力と電源VDDの間に接続されたPチャネルMOS5の
ゲートに印加される。信号M1-1は、被乗数の各ビット
0、X1、X2、X3を±1倍して部分積出力P1-0、P
1-1、P1-2、P1-3、P1-4に出力するための信号であ
り、各E−NORゲート2の出力と各インバータ4の入
力との間に接続された伝送ゲート6の制御入力に印加さ
れるとともに、部分積出力P1-3に出力されるX3をP
1-4にも出力するための伝送ゲート7の制御入力に印加
される。また、信号M2-1は、被乗数の各ビットX0、X
1、X2、X3を±2倍して部分積出力P1-0、P1-1、P
1-2、P1-3、P1-4に出力するための信号であり、各イ
ンバータ4の入力と各E−NORゲート2の出力の間に
接続された伝送ゲート8の制御入力に印加されるととも
に、信号SGN 1を反転するインバータ9の出力と部分
積出力P1-0を出力するインバータ4の入力の間に接続
された伝送ゲート10の制御入力に印加される。
Here, multiplication (Y-1+ Y0-2Y1) X and
(Y1+ Y2-2Y3) X can be done with exactly the same circuit configuration
Therefore, the following multiplication (Y-1+ Y0-2Y1) About X
Reveal Signal SGN1Is each bit X of the multiplicand X0,
X1, X2, X3Of the E-NOR gate 2 to which
Applied to one input. This E-NOR gate 2 is
Signal SGN1Is “0”, that is, each bit of the multiplicand is positive.
To X0, X1, X2, X3Is output as is as a partial product output
In order to do so, it acts to invert once and the signal SGN1But
"1", that is, each bit X of the multiplicand when negative0, X1, X
2, X3To invert and output as the partial product output,
It works as it is without rolling it. OR gate 3
Signal SGN1, Signal M1-1, And signal M2-1Enter
(Y-1+ Y0-2Y 1) Is detected when the value of 0 is 0
The output of the OR gate 3 is the partial product output P1-0, P
1-1, P1-2, P1-3, P1-4Each of the inverter 4 that outputs
Input and power VDDOf the P-channel MOS5 connected between
Applied to the gate. Signal M1-1Is each bit of the multiplicand
X0, X1, X2, X3Is multiplied by ± 1 and the partial product output P1-0, P
1-1, P1-2, P1-3, P1-4Signal to output to
Output of each E-NOR gate 2 and input of each inverter 4
Applied to the control input of a transmission gate 6 connected between
And the partial product output P1-3X output to3To P
1-4Applied to the control input of the transmission gate 7 to output
To be done. Also, the signal M2-1Is each bit X of the multiplicand0, X
1, X2, X3Is multiplied by ± 2 and the partial product output P1-0, P1-1, P
1-2, P1-3, P1-4Is a signal to be output to
Between the input of the inverter 4 and the output of each E-NOR gate 2.
It is applied to the control input of the connected transmission gate 8.
To the signal SGN 1Output and part of the inverter 9 that inverts
Product output P1-0Connected between the inputs of the inverter 4 that outputs
Applied to the control input of the transmitted transmission gate 10.

【0010】以上の構成が(Y-1+Y0−2Y1)と被乗
数Xとの部分積回路であり、以下に動作を説明する。
(Y-1+Y0−2Y1)の値が0の時、信号SGN1、信
号M1-1及び信号M2-1は、全て“0”である。従って、
伝送ゲート6及び8は、オフとなる。一方、ORゲート
3の出力は“0”であるため、PチャネルMOS5は、
全てオンとなり、各インバータ4の入力電圧はVDDに引
き上げられ、部分積出力P1-0、P1-1、P1-2、P1-3
1-4には、全て0が出力される。即ち、0×Xの乗算
結果が部分積出力に出力されることになる。
The above configuration is a partial product circuit of (Y -1 + Y 0 -2Y 1 ) and the multiplicand X, and the operation will be described below.
When the value of (Y −1 + Y 0 −2Y 1 ) is 0, the signal SGN 1 , the signal M 1-1 and the signal M 2-1 are all “0”. Therefore,
The transmission gates 6 and 8 are turned off. On the other hand, since the output of the OR gate 3 is "0", the P channel MOS5
All are turned on, the input voltage of each inverter 4 is raised to V DD , and partial product outputs P 1-0 , P 1-1 , P 1-2 , P 1-3 ,
All 0s are output to P 1-4 . That is, the multiplication result of 0 × X is output to the partial product output.

【0011】(Y-1+Y0−2Y1)の値が+1の時、信
号M1-1のみが“1”となるため、ORゲート3の出力
により、PチャネルMOS5は、オフとなり、伝送ゲー
ト6及び7がオンとなる。従って、被乗数の各ビットX
0、X1、X2、X3がE−NORゲート2によって反転さ
れてインバータ4の入力に印加されるので、部分積出力
1-0、P1-1、P1-2、P1-3には被乗数X0、X1
2、X3が出力される。ここで部分積出力P1-4にも被
乗数X3が出力されるが、これは、X3がサインビットで
あるため、同一のサインを最上位ビットにも出力する必
要があるためである。このように、部分積出力P1-0
1-1、P1-2、P1-3、P1-4には、被乗数Xに+1を乗
算した結果が出力されることになる。
When the value of (Y -1 + Y 0 -2Y 1 ) is +1, only the signal M 1-1 becomes "1", so that the output of the OR gate 3 turns off the P-channel MOS 5 to transmit the signal. Gates 6 and 7 are turned on. Therefore, each bit X of the multiplicand
0 , X 1 , X 2 , X 3 are inverted by the E-NOR gate 2 and applied to the input of the inverter 4, so that partial product outputs P 1-0 , P 1-1 , P 1-2 , P 1 -3 is the multiplicand X 0 , X 1 ,
X 2 and X 3 are output. Here Although multiplicand X 3 to the partial product output P 1-4 is output, this is because the X 3 is the sign bit, is because the same sign it is necessary to output to the most significant bit. Thus, the partial product outputs P 1-0 ,
The result of multiplying the multiplicand X by +1 is output to P 1-1 , P 1-2 , P 1-3 , and P 1-4 .

【0012】(Y-1+Y0−2Y1)の値が+2の時、信
号M2-1のみが“1”となるため、前述と同様にPチャ
ネルMOS5は全てオフとなり、伝送ゲート8及び10
がオンとなる。従って、被乗数の各ビットX0、X1、X
2、X3がE−NORゲート2によって反転されてインバ
ータ4の入力に印加されるので、部分積出力P1-1、P
1-2、P1-3、P1-4には被乗数X0、X1、X2、X3が出
力される。即ち、X0、X1、X2、X3が1ビット上位に
シフトされるので、被乗数に2が乗算されたことにな
る。一方、部分積出力P1-0を出力するインバータ4の
入力には、伝送ゲート10を介して信号SGN1の反転
出力“1”が印加されるため、部分積出力P1-0には
“0”が出力される。
When the value of (Y -1 + Y 0 -2Y 1 ) is +2, only the signal M 2-1 becomes "1", so that all the P-channel MOSs 5 are turned off and the transmission gate 8 and 10
Turns on. Therefore, each bit X 0 , X 1 , X of the multiplicand
2 , X 3 are inverted by the E-NOR gate 2 and applied to the input of the inverter 4, so that partial product outputs P 1-1 , P 3
Multiplicands X 0 , X 1 , X 2 and X 3 are output to 1-2 , P 1-3 and P 1-4 . That is, since X 0 , X 1 , X 2 , and X 3 are shifted upward by 1 bit, the multiplicand is multiplied by 2. On the other hand, since the inverted output “1” of the signal SGN 1 is applied to the input of the inverter 4 which outputs the partial product output P 1-0 via the transmission gate 10, the partial product output P 1-0 becomes “ 0 "is output.

【0013】(Y-1+Y0−2Y1)の値が−1の時、信
号SGN1及び信号M1-1が共に“1”となるため、伝送
ゲート6及び7がオンし、前述と同様にE−NORゲー
ト2の出力がインバータ4を介して部分積出力P1-0
1-1、P1-2、P1-3、P1-4に出力されるが、E−NO
Rゲート2の出力は被乗数の各ビットX0、X1、X2
3の反転出力にはならず、そのままの出力X0、X1
2、X3となるため、部分積出力P1-0、P1-1
1-2、P1-3、P1-4には、被乗数の各ビットX0
1、X2、X3の反転された信号が現れる。従って、部
分積出力P1-0、P1-1、P1 -2、P1-3、P1-4が印加さ
れる加算回路において、部分積出力P1-0、P1-1、P
1-2、P1-3、P1-4の最下位ビットに信号P1-SGN(=
1)を加算することにより、−1×Xの乗算結果が得ら
れる。
(Y-1+ Y0-2Y1When the value of) is -1,
No. SGN1And signal M1-1Both are “1”, so transmission
Gates 6 and 7 turn on, and the E-NOR gate is turned on as described above.
Output from the inverter 2 via the inverter 4 is a partial product output P1-0,
P1-1, P1-2, P1-3, P1-4Output to the E-NO
The output of the R gate 2 is the bit X of the multiplicand.0, X1, X2,
X3The output is not the inverted output of X0, X1,
X2, X3Therefore, the partial product output P1-0, P1-1,
P1-2, P1-3, P1-4For each bit X of the multiplicand0,
X 1, X2, X3The inverted signal of appears. Therefore, the department
Product output P1-0, P1-1, P1 -2, P1-3, P1-4Is applied
In the adder circuit, the partial product output P1-0, P1-1, P
1-2, P1-3, P1-4Signal P in the least significant bit of1-SGN(=
1) is added to obtain a multiplication result of -1 × X.
Be done.

【0014】(Y-1+Y0−2Y1)の値が−2の時、信
号SGN1及び信号M2-1が共に“1”となる。従って、
前述と同様に、E−NORゲート2の出力は被乗数の各
ビットX0、X1、X2、X3の反転出力とはならないた
め、伝送ゲート8を介して出力される部分積出力
1-1、P1-2、P1-3、P1-4には、被乗数の各ビットX
0、X1、X2、X3の反転された信号が出力される。この
時、部分積出力P1-0には、信号SGN1(=1)が出力
される。この部分積出力P1-0、P1-1、P1-2、P1-3
1-4の最下位ビットに信号P1-SGNを加算することによ
り、−2×Xの乗算結果が得られる。
When the value of (Y -1 + Y 0 -2Y 1 ) is -2, both the signal SGN 1 and the signal M 2-1 are "1". Therefore,
Similarly to the above, since the output of the E-NOR gate 2 is not the inverted output of each bit X 0 , X 1 , X 2 , X 3 of the multiplicand, the partial product output P 1 output via the transmission gate 8 -1 , P 1-2 , P 1-3 , P 1-4 are each bit X of the multiplicand.
The inverted signals of 0 , X 1 , X 2 and X 3 are output. At this time, the signal SGN 1 (= 1) is output to the partial product output P 1-0 . The partial product outputs P 1-0 , P 1-1 , P 1-2 , P 1-3 ,
By adding the signal P 1 -SGN to the least significant bit of P 1-4 , the multiplication result of −2 × X is obtained.

【0015】上述のブースのアルゴリズムを用いた部分
積生成回路によれば、部分積生成回路を構成するゲート
回路の数が少なくて済み、乗算速度の高速化が図れる。
図2は、図1に示された部分積生成回路の部分積出力P
1-0、P1-1、P1-2、P1-3、P1-4、P1-SGN及び
2-0、P2-1、P2-2、P2-3、P2-4、P2-SGNを入力
し、これを加算して乗算出力を得る加算回路の回路図で
ある。即ち、図1及び図2の回路によってブースのアル
ゴリズムを利用した乗算回路が形成される。
According to the partial product generation circuit using the above Booth's algorithm, the number of gate circuits constituting the partial product generation circuit can be small, and the multiplication speed can be increased.
FIG. 2 is a partial product output P of the partial product generation circuit shown in FIG.
1-0 , P 1-1 , P 1-2 , P 1-3 , P 1-4 , P 1-SGN and P 2-0 , P 2-1 , P 2-2 , P 2-3 , P 2-4 is a circuit diagram of an adder circuit that inputs P 2 -SGN and adds them to obtain a multiplication output. That is, the circuits of FIGS. 1 and 2 form a multiplication circuit using the Booth algorithm.

【0016】図2において、部分積出力P1-0、P1-1
1-2、P1-3、P1-4は、半加算回路11の加算入力b
に印加され、最下位ビットの半加算回路11の加算入力
aには、信号P1-SGNが印加される。また、各半加算回
路11のキャリー出力COは、次ビットの半加算回路1
1の加算入力aに印加される。この半加算回路11の最
下位ビット出力と次の出力は、乗算出力S0及びS1とし
て出力されるが、他のビットの出力及び最上位ビットの
キャリー出力は各々全加算回路12の加算入力aに印加
される。全加算回路12の加算入力bには、部分積出力
2-0、P2-1、P 2-2、P2-3、P2-4が印加され、最下
位ビットの全加算回路12のキャリー入力CIには信号
2-SGNが印加され、更に、各全加算回路12のキャリ
ー出力COは、上位のキャリー入力CIに印加される。そ
して、全加算回路12の各出力は乗算出力S2、S3、S
4、S5、S6として出力され、最上位ビットの全加算回
路12のキャリー出力COは、乗算出力S7として出力さ
れる。
In FIG. 2, the partial product output P1-0, P1-1,
P1-2, P1-3, P1-4Is the addition input b of the half adder circuit 11.
Input to the half-adder circuit 11 of the least significant bit
a is the signal P1-SGNIs applied. Also, each half addition times
Carry output C on path 11OIs the half adder circuit 1 for the next bit
Applied to the summing input a of 1. This half adder circuit 11
Lower bit output and next output are multiplication output S0And S1age
Of the other bits and the most significant bit
The carry output is applied to the addition input a of the full addition circuit 12, respectively.
To be done. The partial product output is output to the addition input b of the full addition circuit 12.
P2-0, P2-1, P 2-2, P2-3, P2-4Is applied at the bottom
Carry input C of full adder circuit 12 for the most significant bitINo signal
P2-SGNIs applied to the carry of each full adder circuit 12.
-Output COIs the upper carry input CIApplied to. So
Then, each output of the full adder circuit 12 is the multiplication output S2, S3, S
Four, SFive, S6Is output as
Carry output C on path 12OIs the multiplication output S7Output as
Be done.

【0017】図2の如く、部分積出力P1-0、P1-1、P
1-2、P1-3、P1-4の符号を示す信号P1-SGNと部分積出
力P2-0、P2-1、P2-2、P2-3、P2-4の符号を示す信
号P 1-SGNを各々部分積出力の最下位ビットに加算する
ことにより、2の補数処理が加算回路によって行えるの
で、部分積生成回路で2の補数処理の一部、即ち、被乗
数の各ビットの反転処理を行うだけでよい。
As shown in FIG. 2, the partial product output P1-0, P1-1, P
1-2, P1-3, P1-4Signal P indicating the sign of1-SGNAnd partial shipment
Power P2-0, P2-1, P2-2, P2-3, P2-4Signal indicating the sign of
Issue P 1-SGNIs added to the least significant bit of each partial product output
As a result, the 2's complement process can be performed by the adder circuit.
Then, in the partial product generation circuit, a part of the 2's complement process, that is, the multiplicand
It is only necessary to invert each bit of the number.

【0018】[0018]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、部分積生
成回路を構成する論理ゲート回路の数が減少し、高速で
乗算が行える利点があり、更に、集積回路に内蔵する際
に素子の占有面積が少なくて済み、チップサイズを小さ
くすることが可能となる。
As described above, according to the present invention, the number of logic gate circuits forming the partial product generation circuit is reduced, and there is an advantage that multiplication can be performed at high speed. Occupies a small area, and the chip size can be reduced.

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

【図1】本発明の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路に接続されて乗算回路を構成する加
算回路を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an adder circuit that is connected to the circuit of FIG. 1 to form a multiplication circuit.

【図3】従来回路を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ブースエンコーダ 2 E−NORゲート 3 ORゲート 4、9 インバータ 5 PチャネルMOS 6、7、8、10 伝送ゲート 11 半加算回路 12 全加算回路 1 Booth Encoder 2 E-NOR Gate 3 OR Gate 4, 9 Inverter 5 P Channel MOS 6, 7, 8, 10 Transmission Gate 11 Half Adder Circuit 12 Full Adder Circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 印加された乗数Yの各ビットから2次の
ブースのアルゴリズムに従い(Y2i-1+Y2i−2
2i+1)が各々のi(i=0、1、・・・)について、
正であるか負であるかを示す第1の信号と、+1及び−
1であることを示す第2の信号と、+2及び−2である
ことを示す第3の信号とを作成出力するブースエンコー
ダと、前記第1の信号、第2の信号、及び、第3の信号
から前記(Y 2i-1+Y2i−2Y2i+1)が0であることを
検出する0検出回路と、該0検出回路の検出出力に基づ
き部分積出力を0とする0出力回路と、前記第1の信号
に基づき被乗数の各ビットをそのまま出力するかあるい
は各ビットを反転して出力するビット反転制御回路と、
前記第2の信号に基づき前記ビット反転制御回路の出力
を前記部分積出力として出力する第1の出力回路と、前
記第3の信号に基づき前記ビット反転制御回路の出力を
上位ビット側に1ビットシフトして部分積出力として出
力する第2の出力回路とを備えた部分積生成回路。
1. From each bit of the applied multiplier Y to the quadratic
According to Booth's algorithm (Y2i-1+ Y2i-2
Y2i + 1) Is for each i (i = 0, 1, ...)
A first signal indicating positive or negative and +1 and-
The second signal indicating 1 and +2 and -2
Booth Encoder that creates and outputs a third signal indicating that
And the first signal, the second signal, and the third signal
From the above (Y 2i-1+ Y2i-2Y2i + 1) Is 0
Based on the 0 detection circuit for detection and the detection output of the 0 detection circuit
0 output circuit for setting the partial product output to 0, and the first signal
Whether to output each bit of the multiplicand as it is based on
Is a bit inversion control circuit that inverts and outputs each bit,
Output of the bit inversion control circuit based on the second signal
A first output circuit for outputting as a partial product output,
The output of the bit inversion control circuit based on the third signal
Shift 1 bit to the upper bit side and output as partial product output
And a second output circuit for outputting the partial product.
【請求項2】 請求項1に記載された部分積生成回路を
複数備えると共に、各部分積生成回路の部分積出力を所
定ビットずつシフトして加算する加算回路と、前記各部
分積生成回路の第1の信号が負を示す信号であるときそ
の部分積出力の最下位ビットに1を加算する加算回路と
を備えた乗算回路。
2. A plurality of partial product generation circuits according to claim 1 are provided, and an adder circuit for shifting and adding a partial product output of each partial product generation circuit by a predetermined bit, and an adder circuit for each partial product generation circuit. And a first adder circuit for adding 1 to the least significant bit of the partial product output when the first signal is a negative signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6240438B1 (en) 1996-08-29 2001-05-29 Fujitsu Limited Multiplier circuit for reducing the number of necessary elements without sacrificing high speed capability
US6535902B2 (en) 1996-08-29 2003-03-18 Fujitsu Limited Multiplier circuit for reducing the number of necessary elements without sacrificing high speed capability

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