JPH061433B2 - Processor - Google Patents

Processor

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JPH061433B2
JPH061433B2 JP61152451A JP15245186A JPH061433B2 JP H061433 B2 JPH061433 B2 JP H061433B2 JP 61152451 A JP61152451 A JP 61152451A JP 15245186 A JP15245186 A JP 15245186A JP H061433 B2 JPH061433 B2 JP H061433B2
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JP
Japan
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circuit
sum
sign
difference
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保 西山
茂郎 國信
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、算術演算処理装置に係り、特にセル配列構造
を持ち、LSI化に好適な高速演算処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arithmetic operation processing device, and more particularly to a high speed operation processing device having a cell array structure and suitable for use in an LSI.

従来の技術 従来、例えば高速乗算器に関しては、電子通信学会論文
誌、Vol.J66−D,NO.6(1983年)第683頁か
ら第690頁に論じられており、また、高速除算器に関
しては、電子通信学会論文誌、Vol.J67−D,NO.4
(1984年)第450頁から第457頁に論じられて
いる。これらは各桁を{−1,0,1}の要素で表す冗
長2進表現(一種の拡張SD表現)を利用して、組合せ
回路により乗算あるいは除算を実行する演算器である。
したがって、演算処理時間や規則正しい配列構造の点で
他の演算器より優れているが、素子数や面積の削減、M
OS回路での実現等の実用化の点については配慮されて
いなかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, regarding high speed multipliers, the Institute of Electronics and Communication Engineers, Vol. J66-D, No. 6 (1983), pages 683 to 690, and a high-speed divider is described in The Institute of Electronics and Communication Engineers, Vol. J67-D, NO.4
(1984) pp. 450-457. These are arithmetic units that execute multiplication or division by a combinational circuit using a redundant binary representation (a kind of extended SD representation) in which each digit is represented by an element of {-1, 0, 1}.
Therefore, it is superior to other arithmetic units in terms of arithmetic processing time and regular array structure, but the number of elements and the area are reduced, and M
No consideration was given to practical use such as realization with an OS circuit.

発明が解決しようとする問題点 上記従来技術では、高速演算器に関し、NORとORが
同時にとれるECL論理素子の特長を活かして乗算ある
いは除算等を組合せ回路として実現する方法が提案され
ているが、素子数の削減、他の回路径による実現等の実
用化面についてあまり配慮されておらず、 (1)演算数の桁数が大きくなると素子数が膨大となり、
1個のLSIチップで実現することが難しい。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the above-mentioned conventional technology, there has been proposed a method for realizing a combination circuit such as multiplication or division by taking advantage of the features of an ECL logic element capable of simultaneously taking NOR and OR. Practical aspects such as reduction in the number of elements and realization with other circuit diameters have not been taken into consideration. (1) The number of elements becomes enormous as the number of digits in the number of operations increases,
It is difficult to realize with one LSI chip.

(2)NORとROを同時にとることのできないMOS回
路等で実現する場合、ROをNORとインバータの2段
の素子で構成する必要があり、それだけ演算回路の段数
が多くなるため、演算遅延時間が大きくなる。
(2) When implementing NOR and RO with a MOS circuit that cannot simultaneously obtain RO, it is necessary to configure RO with two stages of elements of NOR and inverter, and the number of stages of the arithmetic circuit increases accordingly. Grows larger.

等の問題点がある。There are problems such as.

本発明の目的は、このような従来の問題点を改善し、演
算処理装置を配列構造で、かつ素子数の少ない組合せ回
路として実現し、桁上げ値の伝播を最小にすると共に回
路構成を簡単化することによってLSIに実装が容易で
ある高速な演算処理装置を提供することにある。
An object of the present invention is to improve such conventional problems, to realize an arithmetic processing device as a combinational circuit having an array structure and a small number of elements, minimize propagation of a carry value, and simplify the circuit configuration. The object of the present invention is to provide a high-speed arithmetic processing device that can be easily mounted on an LSI by implementing the above-mentioned processing.

問題点を解決するための手段 上記目的は、制御信号の値によって符号付ディジット数
と2進数との加算あるいは減算を行なう加減算手段を備
えた演算処理装置において、前記加減算手段が、各桁毎
に、(a)符号付ディジット数と2進数とを入力してそれ
らの加算(減算)における中間桁上げ(中間桁借り)を
決定する中間桁上げ(中間桁借り)決定手段と、(b)前
記符号付ディジット数と前記2進数とを入力してそれら
の加算(減算)における中間和(中間差)を決定する中
間和(中間差)決定手段と、(c)前記中間和(中間差)
決定手段で求めた中間和(中間差)と一桁下位桁に設け
られた前記中間桁上げ(中間桁借り)決定手段で求めた
下位桁からの中間桁上げ(中間桁借り)とから加算(減
算)の結果を決定し、符号付ディジット数として出力す
る最終和(最終差)決定手段と、(d)制御信号と符号付
ディジット数あるいは2進数を入力して、その制御信号
の値によりその符号付ディジット数あるいは2進数の符
号を反転する符号反転手段とを有し、加減算あるいは桁
シフト等の演算を符号付ディジット数と2進数との加算
(減算)手段で実行することによって達成される。
Means for Solving the Problems The above-mentioned object is to provide an arithmetic processing device equipped with an addition / subtraction means for performing addition or subtraction between a signed digit number and a binary number according to the value of a control signal. , (A) an intermediate carry (intermediate carry) determining means for inputting a signed digit number and a binary number and determining an intermediate carry (intermediate carry) in addition (subtraction) thereof, (b) Intermediate sum (intermediate difference) determining means for inputting a signed digit number and the binary number and determining an intermediate sum (intermediate difference) in addition (subtraction) thereof, and (c) the intermediate sum (intermediate difference)
Addition from the intermediate sum (intermediate difference) obtained by the determining means and the intermediate carry (intermediate carry) provided by the one-digit lower digit (intermediate carry) The final sum (final difference) determining means for determining the result of the subtraction) and outputting it as a signed digit number, and (d) the control signal and the signed digit number or binary number are input, and the control signal It is achieved by having a sign inverting means for inverting the sign of a signed digit number or a binary number, and performing an operation such as addition / subtraction or digit shift by addition (subtraction) means of the signed digit number and the binary number. .

作 用 例えば、内部演算において、各桁を0、正整数およびそ
の正整数に対応する負整数のいずれかの要素で表す符号
付ディジット(拡張SD(Signed Digi
t))表現を用いて内部演算数を表す。つまり、各桁を
{−1,0,1},{−2,−1,0,1,2}あるい
は{−N,……,−1,0,1,……,N}等のいずれ
かの要素で表し、1つの数をいくとおりかに表せるよう
に冗長性をもたせる。そのとき、符号付ディジット数と
2進数との加算(減算)における中間桁上げ(あるいは
中間桁借り)決定回路と中間和(あるいは中間差)決定
回路は、下位桁からの桁上げ(あるいは桁借り)があっ
ても、その桁の中間和(あるいは中間差)と下位桁から
の桁上げ(あるいは桁借り)との和(あるいは差)が必
ず1桁内に収まるように、その桁の中間桁上げ(あるい
は中間桁借り)と中間和(あるいは中間差)をそれぞれ
決定することができる。それによって、加算(あるいは
減算)において桁上げ(あるいは中間桁借り)の伝播を
ある程度防止でき、組合せ回路による並列加算(あるい
は減算)が演算数の桁数に関係なく一定時間で行える。
例えば、各桁を{−1,0,1}の要素で表す拡張SD
表現(つまり、冗長2進表現)では、加算(あるいは減
算)において桁上げ(あるいは桁借り)が高々1桁しか
伝搬しないようにすることができる。このことに関して
は、電子通信学会論文誌、Vol.J67−D,NO.4(19
84年)第450頁から第467頁あるいは電子通信学
会論文誌、Vol.J66−D,NO.6(1983年)第6
83頁から第690頁などに説明がある。
Operation For example, in internal calculation, a digit with a sign (extended SD (Signed Digit) that represents each digit as 0, a positive integer, or a negative integer corresponding to the positive integer.
t)) expression is used to represent the internal operation number. That is, each digit is either {-1, 0, 1}, {-2, -1, 0, 1, 2} or {-N, ..., -1, 0, 1, ..., N}, etc. It is represented by such an element, and redundancy is provided so that one number can be expressed in any number. At that time, the intermediate carry (or intermediate carry) decision circuit and the intermediate sum (or intermediate difference) decision circuit in addition (subtraction) of the signed digit number and the binary number carry (or borrow) from the lower digit. ), The middle digit (or difference) of that digit and the carry (or borrow) from the lower digit always fit within one digit. Raising (or borrowing intermediate digits) and intermediate sum (or intermediate difference) can be determined respectively. Thereby, carry (or intermediate carry) propagation can be prevented to some extent in addition (or subtraction), and parallel addition (or subtraction) by the combination circuit can be performed in a constant time regardless of the number of digits of the operation number.
For example, an extended SD that represents each digit with an element of {-1, 0, 1}
In the representation (that is, redundant binary representation), carry (or borrow) in addition (or subtraction) can be propagated at most one digit. Regarding this, the Institute of Electronics and Communication Engineers, Vol. J67-D, NO.4 (19
1984) pp. 450 to 467 or IEICE Transactions, Vol. J66-D, NO.6 (1983) No. 6
There is an explanation from page 83 to page 690.

また、反転回路は、前記中間桁上げ(あるいは中間桁借
り)決定回路および前記中間和(あるいは差)決定回路
の入力となる符号付ディジット数と2進数のどちらか一
方を入力とし、演算が減算であるか加算であるかの制御
信号により、その演算数の正負を反転したり、しなかっ
たりする。それによって、冗長表現の加減算のいずれで
も符号付ディジット数と2進数との加算(あるいは減
算)のみで実行することができるので素子数の削減が可
能である。
Further, the inverting circuit receives either one of the number of signed digits and the binary number which is an input of the intermediate carry (or intermediate carry) decision circuit and the intermediate sum (or difference) decision circuit, and subtracts the operation. Depending on the control signal indicating whether the operation number is addition or addition, the sign of the operation number is inverted or not. As a result, either addition or subtraction of the redundant expression can be executed only by addition (or subtraction) of the number of signed digits and the binary number, so that the number of elements can be reduced.

さらに、変換回路は、0,1等の制御信号の値に従っ
て、内部演算数の一方を0にすることができる。それに
よって、演算数の桁のシフトや0倍等の演算を符号付デ
ィジット数と2進数との加算(あるいは減算)を用いて
行えるので、内部演算処理に加減算と桁シフト等との振
り分けを行う回路を省け、演算回路のゲートの段数を少
なくすることができる。
Further, the conversion circuit can set one of the internal operation numbers to 0 according to the value of the control signal such as 0 or 1. Thereby, the shift of the digit of the operation number or the operation such as the multiplication by 0 can be performed by using addition (or subtraction) of the number of signed digits and the binary number, so that the addition and subtraction and the digit shift are performed for the internal operation processing. It is possible to omit the circuit and reduce the number of stages of gates of the arithmetic circuit.

したがって、個々の内部演算の各桁の決定する回路の素
子数および段数を少なくでき、かつこれらの回路の規則
正しい配列構造として高速な演算回路を構成できるの
で、高速演算処理装置のLSI化が実現できる。
Therefore, it is possible to reduce the number of elements and the number of stages of the circuit for which each digit of each internal operation is determined, and it is possible to configure a high-speed operation circuit as a regular array structure of these circuits. .

実施例 以下、本発明の一実施例を断面により説明する。Example Hereinafter, one example of the present invention will be described with reference to a cross section.

第2図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。特に、本実施例では、n桁の符号なしr進小数の
除算器について説明する。なお、第2図は、n=8,r
=2の場合のブロック図である。図中、被除数20は、
小数点以下第1桁、第2桁、……第n桁の値x1,x2
……,xnにそれぞれ対応する信号の形で初期部分剰余
決定回路100に入力される。除数40も、同様に小数
点以下第1桁,第2桁,……,第n桁の値y1,y2,…
…,ynを表す信号の形で初期部分剰余決定回路100
および部分剰余決定回路101,102,103,10
4,105,……に入力される。商60は、整数第1桁
0、小数点以下第1桁z1、小数点以下第2桁z2、…
…,小数点以下第n桁znのR進数としてr進への変換
回路10より出力される。初期部分剰余決定回路100
は、被除数〔0.x12……xn〕r20nおよび除数
〔0.y12……yn〕r40nを入力として、商の整数第
1桁を決定した後の部分剰余あるいは部分剰余の符号の
反転したものを出力する回路である。特に、被除数およ
び除数を正規化していると、x1=y1=1となり、q0
=1と簡単に求まる。ただし、q0はr進数への変換回
路10の入力となる基数rのSD表現数における商[q
0.q12……qnSDrの整数第1桁である。以下、被
除数および除数の正規化されたものに対して説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. Particularly, in this embodiment, an n-digit unsigned r-adic fractional divider will be described. Note that in FIG. 2, n = 8, r
It is a block diagram in case of = 2. In the figure, the dividend 20 is
1st digit, 2nd digit, ... nth digit value x 1 , x 2 ,
.., x n are input to the initial partial remainder determination circuit 100 in the form of signals. Similarly, the divisor 40 is also the first digit, second digit, ..., Nth digit value y 1 , y 2 , ...
, Y n in the form of a signal representing the initial partial remainder determination circuit 100
And partial remainder decision circuits 101, 102, 103, 10
It is input to 4, 105, .... The quotient 60 is the first digit of the integer z 0 , the first digit of the decimal point z 1 , the second digit of the decimal point z 2 , ...
..., which is output from the conversion circuit 10 for converting to the R-ary as the R-ary of the nth digit z n below the decimal point. Initial partial remainder determination circuit 100
Is the dividend [0. x 1 x 2 ...... x n] r 20n and the divisor [0. y 1 y 2 ... Y n ] r 40n is input, and this is a circuit that outputs the partial remainder after deciding the integer first digit of the quotient or the inverted sign of the partial remainder. In particular, when the dividend and divisor are normalized, x 1 = y 1 = 1 and q 0
= 1 can be easily obtained. However, q 0 is a quotient [q in the SD representation number of the radix r that is an input to the r-adic conversion circuit 10.
0 . It is q 1 q 2 ...... q n] SDr integer first digit. The normalized divisor and divisor will be described below.

また、部分剰余決定回路101,102,103,10
4,105,……は、それぞれ図中の上段の部分剰余決
定回路(あるいは初期部分剰余決定回路100)の出力
および除数40およびそれそぞれ同じ段に対応する商決
定用セル201,202,203,204,205……
の出力である制御信号251,252,253,25
4,255……を入力として、次段(つまり下段)の部
分剰余決定回路への入力となる部分剰余あるいは部分剰
余の符号の反転したものを出力する回路である。
Further, the partial remainder decision circuits 101, 102, 103, 10
, 105 are output from the partial remainder determination circuit (or the initial partial remainder determination circuit 100) in the upper stage of the figure and the divisor 40 and the quotient determination cells 201, 202, 202 respectively corresponding to the same stage. 203, 204, 205 ...
Control signals 251, 252, 253, 25 which are outputs of
4, 255 ... Is an input, and is a circuit that outputs a partial remainder or an inversion of the sign of the partial remainder to be the input to the partial remainder determination circuit of the next stage (that is, the lower stage).

商決定用セル201,202,203,204,205
……は、それぞれ上段(例えば、j−1段)の部分剰余
決定回路の出力である部分剰余あるいは部分剰余の符号
の反転したものの上位3桁および上段(つまり、j−1
段)の商決定用セルで既に拡張された拡張SD表現で表
わされた商の小数点以下第j−1桁目の値を入力とし、
商の小数点以下第j桁目の値および、それぞれ同段(つ
まり、j段)の部分剰余決定回路に対する制御信号25
1,252,253,254,255,……を出力する
回路である。
Quotient decision cells 201, 202, 203, 204, 205
.. are the upper three digits and the upper stage (that is, j-1) of the partial remainder or the inversion of the sign of the partial remainder output from the partial remainder determination circuit of the upper stage (for example, j-1 stage), respectively.
The value of the j-1th digit after the decimal point of the quotient represented by the expanded SD expression already expanded by the quotient determination cell
The value of the j-th digit below the decimal point of the quotient and the control signal 25 for the partial remainder determination circuits of the same stage (that is, j stages), respectively.
It is a circuit for outputting 1, 252, 253, 254, 255, ....

r進への変換回路10は、商決定用セル201,20
2,203,204,205,……において、それぞれ
決定された拡張SD表現で表わされた商の各桁を入力と
し、各桁が非負の通常のr進数の商〔z0.z12……
n〕r60を出力する回路である。
The r-adic conversion circuit 10 includes quotient decision cells 201 and 20.
2, 203, 204, 205, ..., each digit of the quotient expressed in the extended SD expression determined respectively is input, and each digit is a non-negative ordinary r-ary quotient [z 0 . z 1 z 2 ……
It is a circuit that outputs z n ] r 60 .

次に、これらのブロックを用いた除算法について、説明
する。
Next, a division method using these blocks will be described.

減算シフト型除算法は一般に次の漸化式で表わされる。The subtraction shift type division method is generally expressed by the following recurrence formula.

(j+1)=r×R(j)−qj×D ここで、jは漸化式の指数、rは基数、Dは除数、qj
は商の小数点以下j桁目、R(j)はqjを決定する前の部
分除数、R(j+1)はqjを決定した後の部分剰余である。
したがって、漸化式の各指数j毎に、商qjを決定する
商決定用セルと、qjの値に従ってr×R(j)からDを減
じたり、減じなかったりする部分剰余決定回路を設け、
組合せ回路として実現できる。
R (j + 1) = where r × R (j) -q j × D, j is the index of the recurrence formula, r is the radix, D is the divisor, q j
Is the jth digit after the decimal point of the quotient, R (j) is the partial divisor before determining q j , and R (j + 1) is the partial remainder after determining q j .
Thus, for each index j recurrence formula, the quotient determined for cells that determines the quotient q j, or subtracting D from r × R (j) according to the value of q j, the partial remainder decision circuit or not reduce Provided,
It can be realized as a combinational circuit.

上記のような内部演算に拡張SD表現を用いることによ
って高速な除算器の実現が可能である。そのとき、例え
ば、基数2の拡張SD表現を用いて、整数部1ビット、
小数部nビットの符号なし2進数Xを、 X=〔x0.x1……xn〕SD2 で表現すると、Xは という値を表わす。ただし、各桁xiは{−1,0,
1}の要素である。この場合、上記漸化式において、除
数Dおよび各部分剰余R(j)を基数2の拡張SD表現で
表わすと、qjの値に応じて、qj=−1のときはR(j)
を左へ1桁シフトした後、Dを加算し、qj=0のとき
はR(j)を左へ1桁だけシフトし、qj=1のときはR
(j)を左へ1桁シフトした後、Dを加算する必要があ
る。
It is possible to realize a high-speed divider by using the extended SD expression for the above internal calculation. At that time, for example, using the extended SD representation of radix 2, 1 bit of the integer part,
An unsigned binary number X having a decimal part of n bits is represented by X = [x 0 . x 1 …… x n ] SD2, X is Represents the value. However, each digit x i is {-1, 0,
1} is an element. In this case, in the above recurrence formula, when representing the divisor D and the partial remainder R (j) in the extended SD representation of radix-2, depending on the value of q j, when the q j = -1 R (j)
Is shifted to the left by one digit, D is added, R (j) is shifted to the left by 1 digit when q j = 0, and R (j) is shifted by R when q j = 1.
It is necessary to add D after shifting (j) one digit to the left.

本発明では、特に、商の小数点以下j桁目qjの値に応
じて、拡張SD表現の内部演算数の正負の反転をする手
段(回路)および内部演算数に0を割り当てる手段によ
り、qjを決定した後の部分剰余R(j+1)は、 R(j+1)=P(j)(P(j)(r×R(j)))+D(j)) のように拡張SD表現の加算のみで決定することができ
る。ここで、P(j)は正負の反転を行う関数であり、D
(j),P(j)には幾種かのとり方がある。以下にその例を
示す。
In the present invention, in particular, q is provided by means (circuit) for inverting the positive / negative of the internal operation number of the extended SD expression and means for assigning 0 to the internal operation number according to the value of the jth digit q j below the decimal point of the quotient. The partial remainder R (j + 1) after determining j is expanded as R (j + 1) = P (j) (P (j) (r x R (j) )) + D (j) ) It can be determined only by adding SD expressions. Here, P (j) is a function that performs positive / negative inversion, and D (j)
(j) and P (j) have several methods. An example is shown below.

(j)(x)=X(つまり、P(j)は恒等変換)。 P (j) (x) = X (that is, P (j) is an identity transformation).

ただし、,は、それぞれ拡張SD表現数D,Xの正
負の反転を行った数である。この拡張SD表現における
正負の反転は各桁でその桁が1ならば−1に、−1なら
ば1にし、0はそのままにする。しかし、のように、
Dが各桁が非負の拡張SD表現の場合には2の補数表示
によって正負の反転を行うことが可能である。
However, is the number obtained by inverting the positive and negative numbers of the expanded SD representation numbers D and X, respectively. The positive / negative inversion in this extended SD expression is set to -1 if the digit is 1, and 1 if it is -1, and 0 is left unchanged. But, like,
When D is an extended SD expression in which each digit is non-negative, it is possible to perform positive / negative inversion by the two's complement display.

したがって、上記(II)の場合にはD(j)は各桁が常に非
負であり、また(I)の場合にもを2の補数表示するこ
とにより、先頭桁を除いた大部分の桁を非負にすること
が可能であるので、部分剰余の決定に一方(加算数)が
非負である1桁の拡張SD表現における冗長加算回路
(セル)の列を用い、これによって各j毎に部分剰余決
定回路を構成する。
Therefore, in the case of (II) above, each digit of D (j) is always non-negative, and also in the case of (I), by displaying 2's complement, most digits except the leading digit are Since it is possible to make it non-negative, a column of redundant adder circuits (cells) in the one-digit extended SD representation, where one (addition number) is non-negative, is used to determine the partial remainder. Configure the decision circuit.

次に、上記のR(j+1)の決定法2ケースに対して数式を
用いて具体的に説明する。
Next, the above two cases of the method of determining R (j + 1) will be specifically described using mathematical expressions.

(I)加算(つまり除数)の反転の場合: まず、初期部分剰余決定回路100において、 R(1)=〔0.x12……xn〕SD2−〔0.y12……yn〕SD2 の計算を行い、部分剰余R(1)を決定する。ただし、上
式は冗長2進(つまり、基数2の拡張SD)で計算を行
い、R(1)は冗長2進数である。また、x1=1,y1
1であるので商の整数第1桁はq0=1となる。さら
に、x1,x2,……,xn,y1,y2,……,ynは非負
であるから、初期部分剰余決定回路100は、各桁が非
負の冗長2進数同士の減算回路あるいは通常の減算回路
で容易に実現できる。また、上記部分剰余R(1)の決定
式は、 R(1)=〔0.x12……xn〕SD2+〔0.1 2……n〕SD2 のように各桁が非負の冗長2進数と冗長2進数の加算と
することが可能である。ただし、iはyiの正負の反転
を意味する。つまり、yi=1のときi=−1,yi
0のときi=0となる。ここで、iは1からnまでの
整数である。したがって、初期部分剰余決定回路100
は冗長2進数と各桁が非負の冗長2進数の加算回路とし
ても実現できる。
(I) Inversion of addition (that is, divisor): First, in the initial partial remainder determination circuit 100, R (1) = [0. x 1 x 2 ...... x n] SD2- [0. y 1 y 2 ... Y n ] SD2 is calculated, and the partial remainder R (1) is determined. However, the above formula is calculated in redundant binary (that is, extended SD of radix 2), and R (1) is a redundant binary number. Also, x 1 = 1, y 1 =
Since it is 1, the first digit of the integer of the quotient is q 0 = 1. Further, since x 1 , x 2 , ..., X n , y 1 , y 2 , ..., Y n are non-negative, the initial partial remainder determination circuit 100 subtracts redundant binary numbers whose digits are non-negative. It can be easily realized by a circuit or an ordinary subtraction circuit. Further, the determinant of the partial remainder R (1) is R (1) = [0. x 1 x 2 ...... x n] SD2 + [0. It is possible to add a redundant binary number and a redundant binary number in which each digit is non-negative like 1 2 ... n ] SD2. However, i means the positive / negative inversion of y i . That is, when y i = 1, i = −1, y i =
When 0, i = 0. Here, i is an integer from 1 to n. Therefore, the initial partial remainder determination circuit 100
Can also be implemented as a redundant binary number and a redundant binary number addition circuit in which each digit is non-negative.

次に、今、部分剰余R(j)=[▲rj 0▼.▲rj 1▼ ▲
j 2▼……▲rj n▼]SD2および商の小数点以下j−
1桁qj-1が既に決定されており、商の小数点以下第j
桁qjおよび部分剰余R(j+1)の決定について説明する。
ただし、jは1からnまでの整数とする。商の小数点以
下第j桁qjは部分剰余R(j)の上位3桁 〔▲rj 0▼.▲rj 1▼ ▲rj 2▼〕SD2の値によって
決定できる。つまり、R(j)の上位3桁の値が正ならqj
=1,0ならqj=0、負ならqj=−1と決定する。こ
の商の小数点以下第j桁qjの決定を、商決定用セル2
01,202,203,204,205,……のうちの
上位からj段目のセルで行う。
Then, now, the partial remainder R (j) = [▲ r j 0 ▼. ▲ r j 1 ▼ ▲
r j 2 ▼ …… ▲ r j n ▼] SD2 and the decimal point of the quotient j−
The one digit q j-1 has already been determined, and the decimal point j of the quotient
The determination of the digit q j and the partial remainder R (j + 1) will be described.
However, j is an integer from 1 to n. The jth digit q j below the decimal point of the quotient is the upper 3 digits of the partial remainder R (j) [▲ r j 0 ▼. [R j 1 ▼ r j 2 ▼] It can be determined by the value of SD2. That is, if the upper 3 digits of R (j) are positive, then q j
If = 1 and 0, q j = 0, and if negative, q j = −1. The determination of the j-th digit q j below the decimal point of this quotient is made by the quotient determination cell 2
Among the cells 01, 202, 203, 204, 205, ...

また、部分剰余決定回路101,102,103,10
4,105,……のうちの上位からj段目の回路におい
て、 (i)qj=−1のとき、 R(j+1)=〔▲rj 0▼ ▲rj 1▼.▲rj 2▼……▲rj n▼0〕SD2+〔0.y1
2……yn〕SD2 (ii)qj=1のとき、 R(j+1)=〔▲vj 0▼ ▲vj 1▼.▲vj 2▼……▲vj n▼,1〕SD2+〔0.
12……un〕SD2 ただし、i=1,……,nに対して、ui=1−yiであ
り、▲vj 1▼および▲vj 0▼の値は、▲rj 1▼=1のと
き▲vj 0▼=▲rj 0▼,▲vj 1▼=0、▲rj 1▼=0の
とき▲vj 0▼=▲rj 0▼,▲vj 1▼=−1、▲rj 1▼=
−1のとき▲vj 0▼=0,▲vj 1▼=0である。ここ
で、D=〔0.y12……yn〕SD2の正負の反転
は2の補数表示によって、 =〔(-1).00…1〕SD2+〔0.u12……un〕SD2 と表わされることを利用している。
Further, the partial remainder decision circuits 101, 102, 103, 10
In the j -th circuit from the higher order among the four, 105, ..., When (i) q j = -1, R (j + 1) = [▲ r j 0 ▼ ▲ r j 1 ▼. ▲ r j 2 ▼ …… ▲ r j n ▼ 0] SD2 + [0. y 1
y 2 ...... y n ] SD2 (ii) q j = 1 and R (j + 1) = [▲ v j 0 ▼ ▲ v j 1 ▼. ▲ v j 2 ▼ …… ▲ v j n ▼, 1] SD2 + [0.
u 1 u 2 ...... u n] SD2 However, i = 1, ......, relative to n, a u i = 1-y i, ▲ v j 1 ▼ and ▲ v j 0 ▼ value, ▲ When r j 1 ▼ = 1, ▲ v j 0 ▼ = ▲ r j 0 ▼, ▲ v j 1 ▼ = 0, when ▲ r j 1 ▼ = 0 ▲ v j 0 ▼ = ▲ r j 0 ▼, ▲ v j 1 ▼ = -1, ▲ r j 1 ▼ =
When −1, ▲ v j 0 ▼ = 0 and ▲ v j 1 ▼ = 0. Here, D = [0. y 1 y 2 …… y n ] SD2 is represented by the two's complement notation: = [(-1). 00 ... 1] SD2 + [0. u 1 u 2 ... u n ] SD2 is used.

(iii)qj=0のとき、 R(j+1)=〔▲rj 0▼.▲rj 1▼ ▲rj 2▼……▲rj n▼0〕SD2+〔0.0
0…0〕SD2 の計算を行い、部分剰余R(j+1)を決定する。上記(i),
(ii),(iii)の部分剰余R(j+1)の決定式において、いず
れの場合にも第2頁は各桁が非負であるので、部分剰余
決定回路101,102,103,104,105,…
…は、冗長2進数と各桁が非負の冗長2進数(つまり2
進数)の加算回路および加算数を決定する回路などによ
って実現できる。
(iii) When q j = 0, R (j + 1) = [▲ r j 0 ▼. ▲ r j 1 ▼ ▲ r j 2 ▼ …… ▲ r j n ▼ 0] SD2 + [0.0
0 ... 0] SD2 is calculated to determine the partial remainder R (j + 1) . Above (i),
In the formulas for determining the partial remainder R (j + 1) in (ii) and (iii), in each case, the second page has non-negative digits, so the partial remainder determining circuits 101, 102, 103, 104, 105, ...
... is a redundant binary number and a redundant binary number in which each digit is non-negative (that is, 2
It can be realized by an addition circuit for a base number and a circuit for determining the addition number.

この場合、制御信号251,252,253,254,
255……はそれぞれ対応する段のqjである。
In this case, the control signals 251, 252, 253, 254,
255 ... are q j of the corresponding stages.

最後に、j=1からnまでの上のように商の各桁qj
決定し、商Q=〔q0.q12……qn〕SD2が求まる
と、r進への変換回路10によって拡張SD表現された
商Qを通常のr(つまり2)進表現Z=〔z0.z12
……zn〕r60に変換する。r進への変換回路10は、
冗長2進表現の商Qで1になっている桁だけを1にした
符号なし2進数Qから、商Qで−1になっている桁だ
けを1にした符号なし2進数Qの通常の減算Q
を行い、順次桁上げ加算回路あるいは桁上げ先見加算回
路などによって実現できる。
Finally, each digit q j of the quotient is determined as above from j = 1 to n, and the quotient Q = [q 0 . q 1 q 2 ...... q when n] SD2 is determined, extended SD representation quotient Q usual r by the conversion circuit 10 to r advance (i.e. 2) proceeds representation Z = [z 0. z 1 z 2
...... converted to z n] r 60. The r-adic conversion circuit 10 is
Only digits that is a 1 in the quotient Q of the redundant binary representation of unsigned from binary Q + you 1, the quotient Q unsigned binary number was 1 only digit to become -1 Q - normal Subtraction of Q + Q
And a carry look-ahead addition circuit or a carry look-ahead addition circuit.

(II)被加数(つまり部分剰余)の反転の場合: 今、部分剰余R(j)の代りに部分剰余R(j)と符号だけ異
る値A(j)を考える。以下、この値も部分剰余と呼ぶ。
(j+1)は、 A(j+1)=P(j)(r×R(j))+D(j) と定義する。ただし、P(j)は、前記qjの値に応じて正
負の反転を行う関数である。
(II) When augend inversion (i.e. partial remainder): Now, consider the partial remainder R (j) a code by different Ru value A (j) in place of the partial remainder R (j). Hereinafter, this value is also called a partial remainder.
A (j + 1) is defined as A (j + 1) = P (j) (r × R (j) ) + D (j) . However, P (j) is a function that performs positive / negative inversion according to the value of q j .

まず、初期部分剰余決定回路100において、 A(1)=〔0.1 2……n〕SD2+〔0.y12……yn〕SD2 の計算を行い、部分剰余A(1)を決定する。ただし、i
=1,……,nに対してiはxiの符号を反転した数で
ある。さらに、i=1,……,nに対して、yiは常に
非負であるので、初期部分剰余決定回路100は冗長2
進数と各桁が非負の冗長2進数の加算回路により現実で
きる。また、(I)の場合と同様に、各桁が非負の冗長2
進数同士の減算回路を用いても実現できる。なお、冗長
2進表現の商の整数第1桁は、(I)の場合と同じく、q0
=1である。
First, in the initial partial remainder determination circuit 100, A (1) = [0. 1 2 ...... n ] SD2 + [0. y 1 y 2 ... Y n ] SD2 is calculated, and the partial remainder A (1) is determined. However, i
= 1, ..., N, i is a number obtained by inverting the sign of x i . Furthermore, y i is always non-negative for i = 1, ..., N, so the initial partial remainder determination circuit 100 is redundant 2
This can be realized by a redundant binary number addition circuit in which each digit and each digit are non-negative. Also, as in the case of (I), each digit has a non-negative redundancy 2
It can also be realized by using a subtraction circuit between base numbers. The first digit of the integer in the quotient in the redundant binary representation is q 0 as in the case of (I).
= 1.

次に、部分剰余A(j)=〔▲aj 0▼.▲aj 1▼ ▲aj 2
▼……▲aj n▼〕SD2および商の小数点以下第j−1
桁qj-1が既に決定されている場合の小数点第j桁qj
よび部分剰余A(1+1)の決定について説明する。
Next, the partial remainder A (j) = [▲ a j 0 ▼. ▲ a j 1 ▼ ▲ a j 2
▼ …… ▲ a j n ▼] SD2 and the decimal point j-1 of the quotient
The determination of the decimal point j-th digit q j and the partial remainder A (1 + 1) when the digit q j-1 has already been determined will be described.

商の小数点以下第j桁qjは、j段目の商決定用セル2
01,202,203,204,205……において、
部分剰余A(j)の上位3桁 〔▲aj 0▼.▲aj 1▼ ▲aj 2▼〕SD2の値および商
の小数点以下第j−1桁qj-1によって決定される。つ
まり、A(j)の上位3桁の値が正ならqj=sign(−
j-1)、0ならqj=0、負ならqj=−sign(−
j-1)と決定する。ただしsign(−qj-1)は、 と定義する。
The jth digit after the decimal point q j of the quotient is the quotient determination cell 2 of the jth stage.
01, 202, 203, 204, 205 ...
Upper 3 digits of partial remainder A (j) [▲ a j 0 ▼. ▲ a j 1 ▼ ▲ a j 2 ▼] It is determined by the value of SD2 and the j−1th digit q j−1 below the decimal point of the quotient. That is, if the upper three digits of the value is a positive A (j) q j = sign (-
q j-1 ), q j = 0 if 0, q j = -sign (-if negative
q j-1 ). However, sign (-q j-1 ) is It is defined as

また、部分剰余決定回路101,102,103,10
4,105,……のうちj段目の回路において、 A(j+1)=P(j)(2×P(j-1)(A(j)))+D(j) の計算を行い、部分剰余A(1+1)を決定する。ただし、
上式の第1項は、 (i)sign(−qj-1)×sign(−qj)=1のと
き、 P(j)=(2×P(j-1)(A(j)))=〔▲aj 0▼ ▲aj 1▼.▲aj 2▼……▲aj
n▼0〕SD2 (ii)sign(−qj-1)×sign(−qj)=−1の
とき、 P(j)=(2×P(j-1)(A(j)))=〔▲a ▼ ▲a ▼.▲a ▼…
…▲a ▼0〕SD2 であり、第2項は、 (i) qj≠0のとき、 D(j)=〔0.y12……yn〕SD2 (ii) qj=0のとき、 D(j)=〔0.00……0〕SD2 であり、各桁が非負の冗長2進数である。したがって部
分剰余決定回路101,102,103,104,10
5,……は、冗長2進数と各桁が非負の冗長2進数の加
算回路、冗長2進数の反転回路および加算数を決定する
回路によって実現できる。この場合、部分剰余決定回路
への各制御信号251,252,253,254,25
5……は、それぞれ商の対応する桁qjの大きさ、およ
び−qjと−qj-1の符号の相違の有無から構成される。
Further, the partial remainder decision circuits 101, 102, 103, 10
In the circuit of the jth stage among 4, 105, ...(j + 1)= P(j)(2 x P(j-1)(A(j))) + D(j) Is calculated, and the partial remainder A(1 + 1)To decide. However,
The first term in the above equation is (i) sign (-qj-1) × sign (-qj) = 1
K, P(j)= (2 x P(j-1)(A(j))) = [▲ aj 0▼ ▲ aj 1▼. ▲ aj 2▼ …… ▲ aj
n▼ 0] SD2 (ii) sign (-qj-1) × sign (-qj) =-1
When P(j)= (2 x P(j-1)(A(j))) = [▲ a 0▼ ▲ a 1▼. ▲ a Two▼ ...
… ▲ a n▼ 0] SD2, and the second term is (i) qjWhen ≠ 0, D(j)= [0. y1y2...... yn] SD2 (ii) qjWhen = 0, D(j)= [0.00 ... 0] SD2, and each digit is a non-negative redundant binary number. Therefore part
Remainder determination circuits 101, 102, 103, 104, 10
5, ... Adds a redundant binary number and a redundant binary number in which each digit is non-negative.
Arithmetic circuit, redundant binary number inversion circuit and addition number are determined
It can be realized by a circuit. In this case, the partial remainder decision circuit
Control signals 251, 252, 253, 254, 25 to
5 ... is the corresponding digit q of the quotientjThe size of
-QjAnd -qj-1It is composed of whether or not there is a difference in sign.

最後に、商の冗長2進表現Q=〔q0.y12……yn
SD2から通常の2進表現Z=〔Z0.z12……zn
2への変換を、r進へ変換回路10において、(I)の場
合と同様にして行う。
Finally, the redundant binary representation of the quotient Q = [q 0 . y 1 y 2 ...... y n ]
From SD2 the usual binary representation Z = [Z 0 . z 1 z 2 ...... z n ]
The conversion to 2 is performed in the r-adic conversion circuit 10 in the same manner as in the case of (I).

以上が第2図に示した除算器を構成する個々のブロック
を用いた除算法の説明であるが、(I)の場合には、第2
図における各商決定用セル202,203,204,2
05,206,……への上位の商決定用セルからの入力
信号線271,272,273,274,……は、未使
用であるので、省略してもよい。
The above is the description of the division method using the individual blocks constituting the divider shown in FIG. 2, but in the case of (I),
Each quotient determination cell 202, 203, 204, 2 in the figure
The input signal lines 271, 272, 273, 274, ... from the upper quotient decision cells to 05, 206, ... Are unused and may be omitted.

次に、部分剰余決定回路101,102,103,10
4,105,……について説明する。
Next, the partial remainder determination circuits 101, 102, 103, 10
4, 105, ... Will be described.

第3図は、第2図における各部分剰余決定回路101,
102,103,104,105,……の一構成例を示
したブロック図である。部分剰余決定回路300(11
01,102……)は、n+1個の冗長加算用セル31
0,311,312,313,……,329,330の
アレイである。今、仮に部分剰余決定回路300が第2
図におけるj段目の部分剰余決定回路とすると、被加算
数に対応する入力340,341,342,343,…
…,359は、それぞれ前段(つまり、j−1段)で決
定された部分剰余の各桁▲rj 1▼,▲rj 2▼,……,▲
j n▼,あるいは、▲a1 j▼,▲a2 j▼,……,▲an j
▼の値を表わす。加算数に対応する入力361,36
1,363,……379,380は、それぞれ除数の各
桁y1,y2,……,ynを表わす。制御信号390は、
第1図における制御信号251,252,……のいずれ
かであり、同じ段(つまりj段)の商決定用セルにおい
て、商の既に決定された桁qjあるいはqj-1から決まる
信号である。下位の冗長加算用セルから上位の冗長加算
用セルへの入力441,442,443,……,450
は、それぞれ下位桁からの中間桁上げを表す。また、各
冗長加算セル310,311,312,……,330の
出力410,411,412,……,430は、それぞ
れ部分剰余の各桁▲rj+1 0▼,▲rj+1 1▼,▲r
j+1 2▼,……,▲rj+1 n▼あるいは▲aj+1 0▼,▲a
j+1 1▼,▲aj+1 2▼,……,▲aj+1 n▼の値を表す。な
お、r=2、つまり2進表現の場合、除数の小数点以下
第1桁は、y1=1と固定しているから、入力361を
省略してよい。また、(II)の場合には、最終桁の桁上げ
450を省略することも可能である。
FIG. 3 is a partial remainder determination circuit 101,
2 is a block diagram showing a configuration example of 102, 103, 104, 105, .... Partial remainder determination circuit 300 (11
01, 102 ...) are n + 1 redundant addition cells 31.
An array of 0, 311, 312, 313, ..., 329, 330. Now, suppose that the partial remainder determination circuit 300 is the second
Assuming that the partial remainder determining circuit at the j-th stage in the figure, the inputs 340, 341, 342, 343, ... Corresponding to the augends.
, 359 are the respective digits of the partial remainder determined in the previous stage (that is, j-1 stage) ▲ r j 1 ▼, ▲ r j 2 ▼, ......, ▲
r j n ▼, or ▲ a 1 j ▼, ▲ a 2 j ▼, ..., ▲ a n j
Indicates the value of ▼. Inputs 361 and 36 corresponding to the number of additions
1 , 363, ... 379, 380 respectively represent the digits y 1 , y 2 , ..., Y n of the divisor. The control signal 390 is
One of the control signals 251, 252, ... In FIG. 1, which is a signal determined from the already determined digit q j or q j-1 of the quotient in the quotient determining cell in the same stage (that is, j stage). is there. Input from the lower redundant addition cell to the upper redundant addition cell 441, 442, 443, ..., 450
Indicates the middle carry from the lower digit, respectively. Further, the outputs 410, 411, 412, ..., 430 of the redundant addition cells 310, 311, 312, ..., 330 are respectively the respective digits of the partial remainder ▲ r j + 1 0 ▼, ▲ r j + 1 1. ▼, ▲ r
j + 1 2 ▼, ……, ▲ r j + 1 n ▼ or ▲ a j + 1 0 ▼, ▲ a
j + 1 1 ▼, ▲ a j + 1 2 ▼, ..., ▲ a j + 1 n ▼. In the case of r = 2, that is, in the case of binary representation, the first digit after the decimal point of the divisor is fixed as y 1 = 1 and thus the input 361 may be omitted. Further, in the case of (II), the carry 450 of the last digit can be omitted.

冗長加算用セル310,311,312,313,…
…,329,330は、部分剰余R(j+1)あるいはA
(j+1)の整数第1桁、小数点以下第1桁、小数点以下第
2桁、……、小数点以下第n桁それぞれ決定するセルで
ある。これらの冗長加算用セルのうち、素子数削減のた
め、小数点以下第2桁から小数点以下第n−1桁の冗長
加算用セル312,313,……,329を基本セルで
構成し、上位2桁の冗長加算用セル310,311およ
び最下位桁(つまり、小数点以下第n桁)の冗長加算用
セル330を例外的なセルとしもよい。また、上位2桁
の冗長加算用セル310,311を同段(つまりj段)
の商決定用セルとまとめて1つのセルとすることも可能
であり、あるいは、j段の最下位桁の冗長加算用セル3
30とj+1段の小数点以下n−1桁の冗長加算用セル
329を1つのセルにまとめて、素子数を削減すること
も可能である。また、n/2<j≦n−1の範囲の整数
jに対して、j段目の部分剰余決定回路において、小数
点以下2×(n−j+1)桁以降の冗長加算用セルを省
略してもよい。第2図は、特に、この部分を省略した例
を示している。
Redundant addition cells 310, 311, 312, 313, ...
…, 329, 330 are partial remainders R (j + 1) or A
It is a cell that determines the integer first digit of (j + 1) , the first digit after the decimal point, the second digit after the decimal point, ..., And the nth digit after the decimal point. Among these redundant addition cells, in order to reduce the number of elements, the redundant addition cells 312, 313, ... The redundant addition cells 310 and 311 of the digits and the redundant addition cell 330 of the least significant digit (that is, the nth digit after the decimal point) may be exceptional cells. Further, the redundant addition cells 310 and 311 of the upper two digits are arranged in the same stage (that is, j stage).
It is also possible to combine them with the quotient decision cell of No. 1 into one cell, or the redundant addition cell 3 of the lowest digit of the jth stage.
It is also possible to reduce the number of elements by combining the redundant addition cells 329 of 30 and j + 1 stages with n-1 digits below the decimal point into one cell. Further, for an integer j in the range of n / 2 <j ≦ n−1, in the partial remainder determination circuit of the jth stage, the redundant addition cells after 2 × (n−j + 1) digits after the decimal point are omitted. Good. FIG. 2 particularly shows an example in which this part is omitted.

次に、前記(I)と(II)のそれぞれの場合について冗長加
算用セルにおける基本セルの説明を行う。
Next, the basic cell in the redundant addition cell will be described for each of the cases (I) and (II).

第4図は、(I)、つまり加算数の反転の場合の第3図に
おける各冗長加算用セル312,313,……,329
を構成する基本セルの一構成例を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 shows (I), that is, each redundant addition cell 312, 313, ..., 329 in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a basic cell configuring

基本セル470(312,313……)は、加算数決定
回路472、中間和決定回路473、中間桁上げ決定回
路474、および最終和決定回路475から構成され
る。また、入力481は、部分剰余R(j)の小数点以下
第i+1桁▲rj i+1▼の値を表す信号であり、▲rj i+1
▼は冗長2進であるので2ビツトの信号が必要である。
入力482は、除数の小数点以下i桁の値yiを表す信
号diであり、diは2進数であるので、1ビットの信号
でよい。また、制御信号483は、商の小数点以下第j
桁qjを表す信号であり、qjは1,0,−1の値をとり
得るので2ビットの信号でなければならない。加算数4
85は、0,1の値をとる2進数であるので、1ビット
信号である。信号486は、小数点以下第i桁の中間和
▲sj i▼を表す1ビット信号であり、信号487は小数
点以下第i桁の中間桁上げの有無を表す1ビット信号で
あり、信号488は小数点以下第i+1桁からの中間桁
上げの有無を表す1ビット信号である。さらに、最終和
決定回路475の出力489は部分剰余R(j+1)の小数
点以下第i桁▲rj+1 i▼の値を表す2ビット信号であ
る。
The basic cell 470 (312, 313 ...) Is composed of an addition number determination circuit 472, an intermediate sum determination circuit 473, an intermediate carry determination circuit 474, and a final sum determination circuit 475. The input 481 is a signal representing the value of the i + 1th digit ▲ r j i + 1 ▼ below the decimal point of the partial remainder R (j) , and ▲ r j i + 1
Since ▼ is redundant binary, a 2-bit signal is required.
The input 482 is a signal d i that represents a value y i of i digits to the right of the decimal point of the divisor, and since d i is a binary number, it may be a 1-bit signal. Further, the control signal 483 is the j-th decimal point of the quotient.
It is a signal representing the digit q j , and since q j can take values of 1, 0, -1, it must be a 2-bit signal. Addition number 4
Since 85 is a binary number that takes values 0 and 1, it is a 1-bit signal. The signal 486 is a 1-bit signal indicating the intermediate sum ▲ s j i ▼ of the i-th digit below the decimal point, the signal 487 is a 1-bit signal indicating the presence or absence of intermediate carry of the i-th digit below the decimal point, and the signal 488 is This is a 1-bit signal indicating the presence / absence of an intermediate carry from the (i + 1) th digit after the decimal point. Further, the output 489 of the final sum decision circuit 475 is a 2-bit signal representing the value of the i-th digit ∇r j + 1 i ▼ below the decimal point of the partial remainder R (j + 1) .

加算数決定回路472は、商の小数点以下第j桁qj
値に応じて、加算数の小数点以下第i桁▲dj i▼を決定
する回路である。つまり、qj=−1のとき、▲dj i
=di,qj=0のとき、▲dj i▼=0,qj=1のと
き、▲dj i▼=1−diと、反転あるいは0の割り当て
により加算数を決定する。
The addition number determination circuit 472 is a circuit that determines the i- th digit ▲ d j i ▼ below the decimal point of the addition number according to the value of the j-th digit after the decimal point q j of the quotient. That is, when q j = -1, ▲ d j i
= D i , q j = 0, ▲ d j i ▼ = 0 and q j = 1, ▲ d j i ▼ = 1-d i, and the addition number is determined by inverting or allocating 0.

中間和決定回路473は、冗長2進の被加算数▲rj i+1
▼と通常の2進の加算数▲dj i▼の冗長加算により中間
和を決定する回路である。つまり、表1に示すように中
間和を決定する。
The intermediate sum determination circuit 473 uses the redundant binary augend ▲ r j i + 1
This is a circuit for determining an intermediate sum by performing redundant addition of ▼ and a normal binary addition number ▲ d j i ▼. That is, the intermediate sum is determined as shown in Table 1.

中間桁上げ決定回路474は、被加算数▲rj i+1▼と加
算数▲dj i▼の冗長加算により中間桁上げ値を決定する
回路である。つまり、表2に示すように中間桁上げ値を
決定する。
The intermediate carry determination circuit 474 is a circuit for determining an intermediate carry value by performing redundant addition of the augend ▲ r j i + 1 ▼ and the addition number ▲ d j i ▼. That is, the intermediate carry value is determined as shown in Table 2.

最終和決定回路475は、小数点以下第i桁の中間和と
小数点以下第i+1桁の中間桁上げ値の和を求め、部分
剰余R(j+1)の小数点第i桁rj+1 iを決定する回路であ
る。
The final sum determination circuit 475 obtains the sum of the intermediate sum of the i-th digit after the decimal point and the intermediate carry value of the i + 1-th digit after the decimal point, and calculates the i-th digit r j + 1 i of the decimal point of the partial remainder R (j + 1). It is a circuit to decide.

次に(II)の場合について同様の説明をする。Next, a similar explanation will be given for the case of (II).

第1図は、(II)、つまり被加算数の反転の場合の第3図
における各冗長加算用セル312,313,……,32
9を構成する基本セルの一構成例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 shows (II), that is, the redundant addition cells 312, 313, ..., 32 in FIG. 3 in the case of inversion of the augend.
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the configuration of a basic cell that constitutes No. 9.

基本セル510(312,313……)は、正負反転回
路511、除数変換回路512、中間和決定回路51
3、中間桁上げ決定回路514および最終和決定回路5
15から構成される。入力521は、部分剰余A(j)
小数点以下第i+1桁の▲aj i+1▼の値を表す2ビット
信号であり、制御信号523は、商の小数点以下第j桁
jの大きさ、および−qj-1と−qjとの符号の相違の
有無を表す2ビットの信号である。正負反転回路511
の出力524は、冗長2進の被加算数▲ej i▼を表す2
ビット信号である。また、除数変換回路512の出力5
25は、2進の加算数▲dj i▼を表す1ビット信号であ
る。また、信号526,527および528はそれぞれ
第4図における信号486,487および488と同じ
である。出力529は部分剰余A(j+1)の小数点以下第
i桁▲aj+1 i▼の値を表す2ビット信号である。
The basic cell 510 (312, 313 ...) Has a positive / negative inversion circuit 511, a divisor conversion circuit 512, and an intermediate sum determination circuit 51.
3. Intermediate carry determination circuit 514 and final sum determination circuit 5
It consists of 15. Input 521 is a 2-bit signal representing the value of the decimal point (i + 1) th digit ▲ a j i + 1 ▼ partial remainder A (j), the control signal 523, the decimal point of quotient of the j digit q j size , And a 2-bit signal indicating whether or not there is a sign difference between −q j−1 and −q j . Positive / negative inversion circuit 511
Output 524 of 2 is 2 representing the redundant binary augend ▲ e j i
It is a bit signal. Also, the output 5 of the divisor conversion circuit 512
Reference numeral 25 is a 1-bit signal representing a binary addition number ▲ d j i ▼. Also, signals 526, 527 and 528 are the same as signals 486, 487 and 488 in FIG. 4, respectively. The output 529 is a 2-bit signal representing the value of the i-th digit ▲ a j + 1 i ▼ after the decimal point of the partial remainder A (j + 1) .

正負反転回路511は、商の小数点以下j,j−1桁q
j,qj-1の符号の相違に応じて、部分剰余の小数点以下
第i+1桁の▲aj i+1▼を決定する回路である。つま
り、sign(−qj-1)×sign(−qj)=1のと
き、▲ej i▼=▲aj i+1▼,sign(−qj-1)×s
ign(−qj)=−1のとき、▲ej i▼=▲j i+1
と正負の反転を行い、被加算数を決定する。ただし、▲
j i+1▼=−1ならば▲j i+1▼=1,▲aj i+1▼=0
ならば、▲j i+1▼=0,▲aj i+1▼=1ならば▲j
i+1▼=−1である。
The plus / minus inversion circuit 511 has a decimal point j, j−1 digits q of the quotient.
It is a circuit for determining ▲ a j i + 1 ▼ of the i + 1th digit below the decimal point of the partial remainder according to the difference in the signs of j and q j-1 . That is, when sign (-q j-1 ) × sign (-q j ) = 1, ▲ e j i ▼ = ▲ a j i + 1 ▼, sign (-q j-1 ) × s
When ign (−q j ) = − 1, ▲ e j i ▼ = ▲ j i + 1
The positive and negative inversions are performed to determine the augend. However, ▲
If a j i + 1 ▼ = -1, then ▲ j i + 1 ▼ = 1, ▲ a j i + 1 ▼ = 0
Then, if ▲ j i + 1 ▼ = 0 and ▲ a j i + 1 ▼ = 1, then ▲ j
i + 1 ▼ = -1.

除数変換回路512は、商の小数点以下第j桁qjの大
きさに応じて、加算数の小数点以下第i桁▲dj i▼を決
定する回路である。つまり、qj≠0のとき、▲dj i
=dj,qj=0のとき、▲dj i▼=0となるように0の
割り当てにより加算数を決定する。ただし、djは除数
の小数点以下第i桁yiの値を表す。
The divisor conversion circuit 512 is a circuit that determines the i- th decimal place ▲ d j i ▼ of the addition number according to the j-th decimal place q j of the quotient. That is, when q j ≠ 0, ▲ d j i
= D j , q j = 0, the addition number is determined by assigning 0 so that ▲ d j i ▼ = 0. However, d j represents the value of the i-th digit y i after the decimal point of the divisor.

中間和決定回路513、中間和桁上げ決定回路514、
および最終和決定回路515は、それぞれ、第4図にお
ける473,474、および475と同様の回路であ
る。
Intermediate sum determination circuit 513, intermediate sum carry determination circuit 514,
The final sum decision circuit 515 is a circuit similar to 473, 474, and 475 in FIG. 4, respectively.

以上が第2図に示した部分剰余決定回路101,10
2,103,104,105,……の構成法についての
説明である。
The above is the partial remainder determination circuits 101 and 10 shown in FIG.
2, 103, 104, 105, ... will be described.

また、初期部分剰余決定回路100は、基本的には、部
分剰余決定回路101,102,……と同様に、基本セ
ル470あるいは510においてq0=1の場合のセル
のアレイとして構成することができる。なお、初期部分
剰余決定回路100は、通常の2進数同士の冗長減算あ
るいは、通常の2進数と各桁が非正の冗長2進数の冗長
加算であるため、各桁の中間桁上げを常に0とすること
ができ、各セルを簡単化することが可能である。
Further, the initial partial remainder determining circuit 100 can basically be configured as an array of cells in the case of q 0 = 1 in the basic cell 470 or 510, similarly to the partial remainder determining circuits 101, 102, .... it can. Since the initial partial remainder determination circuit 100 is a redundant subtraction between normal binary numbers or a redundant addition of a normal binary number and a non-positive redundant binary number, the intermediate carry of each digit is always 0. And each cell can be simplified.

次に商決定用セル201,202,203,204,2
05,……の構成法について簡単に説明する。
Next, quotient decision cells 201, 202, 203, 204, 2
The construction method of 05, ... Will be briefly described.

第5図は、第2図における各商決定用セル201,20
2,203,204,205,……の構成例を示すブロ
ック図である。
FIG. 5 shows each quotient determination cell 201, 20 in FIG.
It is a block diagram which shows the structural example of 2,203,204,205, ....

商決定用セル550(201,202……)は、商決定
回路551、正負反転回路552および制御信号決定回
路553から構成される。入力560,561および5
62は、それぞれ部分剰余の上3桁▲rj 0▼,▲rj 1
および▲rj 2▼、あるいは▲aj 0▼,▲aj 1▼および▲
j 2▼の値を表す2ビット信号であり、入力563は商
の小数点以下第j−1桁qj-1から決定される1ビット
信号である。信号564は、商の小数点以下第j桁qj
と符号の違いがある仮の値を表す2ビット信号である。
また、出力565は商の小数点以下第j桁qjの値を表
す2ビットト信号であり、出力は566は部分剰余決定
回路101,102……を制御する2ビット信号であ
る。
The quotient determining cell 550 (201, 202 ...) Is composed of a quotient determining circuit 551, a positive / negative inverting circuit 552, and a control signal determining circuit 553. Inputs 560, 561 and 5
62 is the first three digits of the partial remainder ▲ r j 0 ▼, ▲ r j 1 ▼, respectively.
And ▲ r j 2 ▼, or ▲ a j 0 ▼, ▲ a j 1 ▼ and ▲
The input 563 is a 2-bit signal representing the value of a j 2 ▼, and the input 563 is a 1-bit signal determined from the j-1 th digit q j-1 below the quotient. The signal 564 is the jth digit q j below the decimal point of the quotient.
Is a 2-bit signal representing a temporary value having a sign difference.
The output 565 is a 2-bit signal that represents the value of the j-th digit q j below the decimal point of the quotient, and the output 566 is a 2-bit signal that controls the partial remainder determination circuits 101, 102 ....

商決定回路551は、部分剰余の上位3桁560,56
1および562の値〔▲rj 0▼,▲rj 1▼ ▲rj 2▼〕
SD2あるいは〔▲aj 0▼,▲aj 1▼ ▲aj 2▼〕SD
2によって商の小数点以下第j桁qjの仮の値564を
決定する回路である。つまり、部分剰余の上位3桁の値
が正なら仮の値は1,0なら仮の値は0、負なら仮の値
は−1である。
The quotient decision circuit 551 uses the upper three digits 560, 56 of the partial remainder.
The values of 1 and 562 [▲ r j 0 ▼, ▲ r j 1 ▼ ▲ r j 2 ▼]
SD2 or [▲ a j 0 ▼, ▲ a j 1 ▼ ▲ a j 2 ▼] SD
2 is a circuit for determining a temporary value 564 of the j-th digit q j below the decimal point of the quotient. That is, if the value of the upper 3 digits of the partial remainder is positive, the temporary value is 1, 0 if the temporary value is 0, and if negative, the temporary value is -1.

正負反転回路552は、前記の(I)の場合には省略で
き、(II)の場合には、商の小数点以下第j−1桁qj-1
の値に応じて正負の反転を行い、商の小数点以下第j桁
jを決定する回路である。つまり、qj-1=1のとき、
1を−1に、−1を1に置き換える正負の反転を行い、
j-1=−1,0のとき、そのままの値を出力する。
The positive / negative inverting circuit 552 can be omitted in the case of the above (I), and in the case of the above (II), the j-1th digit q j-1 after the decimal point of the quotient.
It is a circuit that performs positive / negative inversion according to the value of and determines the j-th digit q j below the decimal point of the quotient. That is, when q j-1 = 1
Perform positive / negative inversion to replace 1 with -1 and -1 with 1.
When q j-1 = -1,0, the value is output as it is.

制御信号決定回路553は、前記(I)の場合には商の第
j桁qjをそのまま制御信号に使用できるため、省略で
き、(II)の場合には、qjの大きさ、および−qjと−q
j-1の符号の相違の有無を決定する回路である。なお、
本回路553は商決定回路551と共通する部分が多
く、通常は素子数削除のため、これらの2回路をまとめ
て共通する部分を共有化する。
In the case of (I), the control signal determination circuit 553 can omit the j-th digit q j of the quotient as a control signal, and therefore can be omitted. In the case of (II), the magnitude of q j and − q j and −q
It is a circuit that determines whether or not there is a difference in the sign of j-1 . In addition,
This circuit 553 has many parts in common with the quotient determination circuit 551, and normally, because the number of elements is deleted, these two circuits are put together and the common part is shared.

以上が商決定用セルの構成法の説明である。The above is the description of the configuration method of the quotient determination cell.

次に、上記の構成法に従って実現した具体的な回路を上
記(II)の場合について説明する。
Next, a specific circuit realized according to the above configuration method will be described in the case of (II).

まず、各信号に対し2値符号化の一例を次に示す。First, an example of binary coding for each signal is shown below.

冗長2進表現の1桁▲aj i▼あるいはqjを2ビット▲
j i+▼ ▲aj i-▼、あるいは▲qj+j-▼でそれぞれ
表し、−1を11、0を10、1を01と2値符号化す
る。このとき、商の小数点以下第j桁qjの大きさおよ
び符号は、それぞれqj-およびqj+で表わせる。また、
商の小数点以下第j桁qjとj−1桁qj-1との符号の相
違の有無の信号をtjとする。つまり、符号の相違があ
れば(sign(−qj)×sign(−qj-1)=−1
のとき)、tj=0、なければ (sign(−qj)×sign(−qj-1)=1のと
き)、tj=1とする。したがって、tjは、制御信号決
定回路553において、 tj=▲aj 0+▼(▲aj 0-▼+▲aj 1+▼)・(▲aj 0-▼+▲aj 1-▼+▲aj 2+
▼)・(▲aj 0-▼+▲aj 1-▼+▲aj 2-▼+qj-1+) で決定できる。また、qj-,qj+は、それぞれ qj-=▲aj 0-▼+▲aj 1-▼+▲aj 2-の式で決定できる。ただし、・は論理積(AND)を、
+は論理和(OR)を、は排他的論理和(Ex−O
R)を、 はそれぞれ▲aj i-▼+▲aj k+▼およびqj-の論理否定
を表す演算子である。
Redundant binary representation of 1 digit ▲ a j i ▼ or q j is 2 bits ▲
a j i + ▼ ▲ a j i- ▼ or ▲ q j + q j- ▼, respectively, and binary-codes -1 for 11, 0 for 10, and 1 for 01. At this time, the magnitude and sign of the j-th digit q j below the decimal point of the quotient can be represented by q j- and q j + , respectively. Also,
A signal indicating whether or not there is a difference in sign between the j-th digit q j and the j−1-th digit q j−1 below the decimal point of the quotient is designated as t j . That is, if there is a difference in sign (sign (-q j) × sign (-q j-1) = - 1
, T j = 0, otherwise (when sign (−q j ) × sign (−q j−1 ) = 1), t j = 1. Therefore, t j is t j = ▲ a j 0+ ▼ (▲ a j 0- ▼ + ▲ a j 1+ ▼) · (▲ a j 0- ▼ + ▲ a j 1 in the control signal determination circuit 553. - ▼ + ▲ a j 2+
▼) ・ (▲ a j 0- ▼ + ▲ a j 1- ▼ + ▲ a j 2- ▼ + q j-1 + ) Further, q j- and q j + are respectively q j- = ▲ a j 0- ▼ + ▲ a j 1- ▼ + ▲ a j 2- Can be determined by the formula. However, · is the logical product (AND),
+ Is a logical sum (OR), and is an exclusive logical sum (Ex-O
R) Are operators that represent the logical negation of ▲ a j i- ▼ + ▲ a j k + ▼ and q j- , respectively.

さらに、第1図における加算数▲dj i▼525、中間和
▲sj i▼526および中間桁上げ▲sj i▼527は、そ
れぞれ ▲dj i▼=yi・qj- ▲sj i▼=▲aj i+1-▼ ▲dj i▼ ▲cj i▼=(▲aj i+1-▼ tj)・▲aj i+1-▼+▲dj i▼・▲j i+1-▼ の式で決定できる。また、基本セル510の出力▲a
j+1 i▼は、 ▲aj+1 i+▼=▲sj i▼+▲j i+1▼ ▲aj+1 i-▼=▲sj i▼ ▲cj i+1▼ の式で決定できる。
Furthermore, addition number at the first view ▲ d j i ▼ 525, intermediate sum ▲ s j i ▼ 526 and intermediate carry ▲ s j i ▼ 527, respectively ▲ d j i ▼ = y i · q j- ▲ s j i ▼ = ▲ a j i + 1- ▼ ▲ d j i ▼ ▲ c j i ▼ = (▲ a j i + 1- ▼ t j ) ・ ▲ a j i + 1- ▼ + ▲ d j i ▼・ It can be determined by the formula of ▲ j i + 1- ▼. Also, the output of the basic cell 510 ▲ a
j + 1 i ▼ is an expression of ▲ a j + 1 i + ▼ = ▲ s j i ▼ + ▲ j i + 1 ▼ ▲ a j + 1 i- ▼ = ▲ s j i ▼ ▲ c j i + 1 ▼ Can be determined by.

第6図は、上記の2値符号化により第1図の基本セル5
10をCMOS回路で実現した回路図の一例を示す。ゲ
ート611,625はEx−OR、ゲート612はインバ
ータ、ゲート613は2入力NOR、ゲート631は2
入力NAND、ゲート632はEx−NORゲートであ
る。また、pチャンネル・トランジスタ621とnチャ
ンネル・トランジスタ622、およびpチャンネル・ト
ランジスタ623とnチャンネルトランジスタ624
は、それぞれトランスファー・ゲートを構成している。
FIG. 6 shows the basic cell 5 of FIG. 1 obtained by the above binary coding.
An example of a circuit diagram in which 10 is realized by a CMOS circuit is shown. The gates 611 and 625 are Ex-OR, the gate 612 is an inverter, the gate 613 is a 2-input NOR, and the gate 631 is 2.
The input NAND gate 632 is an Ex-NOR gate. Also, p-channel transistor 621 and n-channel transistor 622, and p-channel transistor 623 and n-channel transistor 624.
Respectively constitute transfer gates.

また、▲aj i+1+▼601および▲aj i+1-▼602は第
1図における2ビットの入力521であり、除数の小数
点第i桁yiの論理否定i603は第1図における入力
522である。j-604およびtj605は第1図に
おける2ビットの制御信号を構成する。また▲dj i▼6
14は第1図における加算数525であり、信号615
および602が被加算数542に相当する情報を与え
る。さらに、中間和を表す信号▲j i▼626あるいは
中間桁上げの有無を表す信号▲cj i▼627,▲cj i+1
▼628は、それぞれ第1図における1ビット信号52
6あるいは527,528に対応する。出力▲aj+1 i+
▼633および▲aj+1 i-▼634は第1図における部
分剰余の小数点以下第i桁を表す2ビット信号529で
ある。
Further, ▲ a j i + 1 + ▼ 601 and ▲ a j i + 1- ▼ 602 are 2-bit inputs 521 in FIG. 1, and the logical negation i 603 of the i- th digit y i of the decimal point of the divisor is the first. This is an input 522 in the figure. j- 604 and t j 605 form the 2-bit control signal in FIG. Also ▲ d j i ▼ 6
14 is the addition number 525 in FIG.
And 602 give information corresponding to the augend 542. Further, a signal ▲ j i ▼ 626 representing an intermediate sum or a signal ▲ c j i ▼ 627, ▲ c j i + 1 indicating the presence or absence of an intermediate carry.
▼ 628 is the 1-bit signal 52 in FIG.
6 or 527,528. Output ▲ a j + 1 i +
633 and ▲ a j + 1 i- ▼ 634 are 2-bit signals 529 representing the i-th digit after the decimal point of the partial remainder in FIG.

また、第1図における除数変換回路512はNORゲー
ト613で、正負反転回路511はEx−ORゲート61
1およびトランスファー・ゲート621,622によっ
て、中間和決定回路513の核はEx−OR625で、中
間桁上げ決定回路514はインバータ612トランスフ
ァー・ゲート621,622およびトランスファー・ゲ
ート623,624によって、最終和決定回路515は
NANDゲート631およびEx−NORゲート632に
よって、それぞれ構成されている。
Further, the divisor conversion circuit 512 in FIG. 1 is a NOR gate 613, and the positive / negative inversion circuit 511 is an Ex-OR gate 61.
1 and the transfer gates 621 and 622, the core of the intermediate sum decision circuit 513 is Ex-OR 625, and the intermediate carry decision circuit 514 is the final sum decision by the inverters 612 transfer gates 621 and 622 and transfer gates 623 and 624. The circuit 515 includes a NAND gate 631 and an Ex-NOR gate 632.

なお、本例ではトランスファー・ゲートを用いてるが、
通常のゲートを用いて実現することも可能である。
In addition, although the transfer gate is used in this example,
It can also be realized by using a normal gate.

第7図は、第6図においてトランスファー・ゲートを使
用した部分回路700をNORゲートによって構成した
一例である。ゲート701,702,703は共に2入
力ゲートであり、この場合、ゲート701および612
は第1図における正負反転回路511の一部分を、ゲー
ト702および703は中間桁上げ決定回路527を構
成する。ただし、第7図のようにすると回路の段数およ
び素子数が増えるので、複合ゲートを用いた構成も可能
である。
FIG. 7 is an example in which the partial circuit 700 using the transfer gate in FIG. 6 is configured by a NOR gate. Gates 701, 702 and 703 are both 2-input gates, in this case gates 701 and 612.
Represents a part of the positive / negative inversion circuit 511 in FIG. 1, and the gates 702 and 703 form an intermediate carry determination circuit 527. However, as shown in FIG. 7, since the number of stages and the number of elements of the circuit increase, a configuration using a composite gate is also possible.

次に、第5図の商決定用セル550のCMOS回路での
実現について説明する。
Next, the implementation of the quotient decision cell 550 of FIG. 5 in a CMOS circuit will be described.

第8図は、前記の2値符号化による商決定用セル550
の一実施例を示すCMOS回路図である。図中、ゲート
811はインバータ、ゲート813および823は2入
力のNOR、ゲート814,815および822は3入
力のNOR、ゲート812および821は4入力NO
R、ゲート831はEx−NORゲートである。
FIG. 8 shows a quotient determination cell 550 by the above-mentioned binary encoding.
FIG. 3 is a CMOS circuit diagram showing one example. In the figure, a gate 811 is an inverter, gates 813 and 823 are 2-input NORs, gates 814, 815 and 822 are 3-input NORs, and gates 812 and 821 are 4-input NOs.
The R gate 831 is an Ex-NOR gate.

また、▲aj 0+▼801および▲aj 0-▼802は第5図
における2ビット入力560であり、▲aj 1+▼803
および▲aj 1-▼804は2ビット入力561であり、
▲aj 2+▼805および▲aj 2-▼806は2ビット入力
562である。入力qj-1+807は第5図における上位
の商決定用セルからの入力信号563である。また、出
力qj+832およびj-833は商の小数点以下第j桁
を表す2ビット信号565であり、出力j-833およ
びtj834はj段にある各基本セル510を制御する
2ビット信号である。
Further, ▲ a j 0+ ▼ 801 and ▲ a j 0- ▼ 802 are 2-bit inputs 560 in FIG. 5, and ▲ a j 1+ ▼ 803
And ▲ a j 1- 804 are 2-bit inputs 561,
▲ a j 2+ ▼ 805 and ▲ a j 2- ▼ 806 are 2-bit inputs 562. Input q j-1 + 807 is the input signal 563 from the upper quotient decision cell in FIG. The outputs q j + 832 and j- 833 are 2-bit signals 565 representing the j-th digit below the decimal point of the quotient, and the outputs j- 833 and t j 834 are 2-bit signals that control each basic cell 510 in the j-th stage. Is.

また、第5図における商決定回路551はインバータ8
11、NORゲート813,814、および815によ
って構成され、正負反転回路552はNORゲート82
3およびEx−NORゲート831によって構成される。
また、制御信号決定回路553はインバータ811、N
ORゲート812,813,814,821、および8
15によって構成される。なお、インバータ811、N
ORゲート813,814および815は、商決定回路
551と制御信号決定回路553で共通に使用されてい
る。
In addition, the quotient decision circuit 551 in FIG.
11, the NOR gates 813, 814, and 815, and the positive / negative inverting circuit 552 includes the NOR gate 82.
3 and Ex-NOR gate 831.
In addition, the control signal determination circuit 553 includes inverters 811 and N.
OR gates 812, 813, 814, 821, and 8
It is composed of 15. Inverters 811, N
The OR gates 813, 814 and 815 are commonly used by the quotient decision circuit 551 and the control signal decision circuit 553.

以上に本実施例における(II)の場合のCMOS回路によ
る実現の一例を説明した。上記例では、2値符号化にお
いて、部分剰余▲aj i▼と商qjとを同じ符号割当てに
したが、それぞれ異なる2値符号化を行ってもよい。ま
た(I)の場合も同様にCMOS回路で容易に実現でき
る。なお、本実施例では冗長2進数と通常の2進数の加
算についてのみ説明したが、減算についても同様にして
実施例を作成することが可能である。
An example of implementation by the CMOS circuit in the case of (II) in this embodiment has been described above. In the above example, in the binary encoding, the partial remainders a j i and the quotients q j are assigned the same code, but different binary encodings may be performed. Similarly, in the case of (I), it can be easily realized by a CMOS circuit. Although only the addition of the redundant binary number and the normal binary number has been described in the present embodiment, the embodiment can be similarly created for the subtraction.

なお、第6図の基本セルは、6トランジスタのEx−O
R,Ex−NORを使用すると32トランジスタであり、
クリティカル・パスのゲート数は3ゲートとなる。ま
た、第8図の商決定用セルでは、トランジスタ数が50
トランジスタであり、クリティカル・パスのゲート数が
2段となる。
The basic cell shown in FIG. 6 is a 6-transistor Ex-O.
When using R and Ex-NOR, it is 32 transistors,
The number of gates on the critical path is three. In addition, in the quotient determination cell of FIG.
It is a transistor, and the number of gates in the critical path is two.

また、本実施例では、特に除算器をCMOS回路の2値
論理で実現したが、本発明は他のテクノロジ(例えば、
NMOS,ECL,TTL等)あるいは多値論理を用い
ても容易に実現できる。さらに、乗算器に対しても同様
にして本発明を実施することができる。
Further, in the present embodiment, the divider is realized by the binary logic of the CMOS circuit, but the present invention is not limited to other technologies (for example,
It can be easily realized by using NMOS, ECL, TTL, etc.) or multi-valued logic. Further, the present invention can be similarly implemented for the multiplier.

本実施例によれば、除算器をCMOS回路によって、商
1桁当りの演算に要する遅延が5ゲート程度であり、か
つ30トランジスタ程度の素子から構成される基本セル
および50トランジスタ程度の商決定用セルの規則正し
い配列構造の組合せ回路として実現できるため、順次桁
上げ加算器を用いた従来の減算シフト型除算器に比べ、
トランジスタ数でほぼ半分程度、計算時間(ゲートの段
数)において32ビットの除算で約12分の1、64ビ
ットで約24分の1程度になり、さらに、冗長2進加減
算器を用いた従来の減算シフト型除算器に比べ、トラン
ジスタ数でほぼ半分程度になる。
According to the present embodiment, the CMOS circuit is used as the divider to determine the quotient of about 50 transistors and the basic cell composed of elements of about 30 transistors, with a delay of about 5 gates per digit of quotient. Since it can be realized as a combinational circuit with a regular array structure of cells, compared with the conventional subtraction shift type divider using a sequential carry adder,
The number of transistors is about half, the calculation time (the number of stages of gates) is about 1/12 when divided by 32 bits, and about 1/24 of 64 bits. Further, the conventional binary binary adder / subtractor is used. The number of transistors is about half that of the subtractive shift type divider.

したがって、除算器の回路素子の削減、LSI化の容易
性、および高速化等に効果がある。
Therefore, it is effective in reducing the number of circuit elements of the divider, facilitating the formation of an LSI, and increasing the speed.

発明の効果 本発明によれば、除算あるいは乗算等の内部演算にあら
われる加減算等を、各桁に負値を許す拡張SD表現数等
の冗長表現数と2進表現数との冗長加算回路、または冗
長減算回路のどちらか一方のみで組合せ回路として実現
でき、加減算の各桁の桁上げあるいは桁借りが高々1桁
しか伝播しないようにすることができるので、 (1)演算処理装置の素子数を削減でき、 (2)加減算が桁数によらず一定時間で高速処理できるた
め、演算処理装置の高速化が図れ、 (3)演算処理装置のLSI化が容易かつ経済的に行え
る、 等の効果がある。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, a redundant addition circuit of a redundant representation number such as an extended SD representation number and a binary representation number that allows a negative value for each digit, such as addition or subtraction that appears in an internal operation such as division or multiplication, or Since it can be realized as a combinational circuit with only one of the redundant subtraction circuits, and carry or borrow of each digit of addition and subtraction can propagate only at most one digit, (1) The number of elements of the arithmetic processing unit can be reduced. (2) Addition and subtraction can be processed at high speed in a fixed time regardless of the number of digits, so the speed of the arithmetic processing unit can be increased, and (3) LSI of the arithmetic processing unit can be implemented easily and economically. There is.

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

第1図、第4図は第3図の冗長加算用セルにおける基本
セルの構造を示すブロック図、第2図は本発明の一実施
例の構成を示すブロック図、第3図は第2図の部分剰余
決定回路の一構成例を示すブロック図、第5図は第2図
における商決定用セルの構造を示すブロック図、第6図
は第1図の基本セルのCMOS回路図、第7図は第6図
のトランスファー・ゲートの説明のための図、第8図は
第5図の商決定用セルのCMOS回路図である。 10……r進への変換回路、20……被除数、40……
除数、60……商、100……初期部分剰余決定回路、
101,102,103,104,105……部分剰余
決定回路、201,202,203,204,205…
…商決定用セル、310,311,312,313……
冗長加算用セル、470,510……基本セル、472
……加算数決定回路、511……正負反転回路、512
……除数変換回路、474,514……中間桁上げ決定
回路、473,513……中間和決定回路、475,5
15……最終和決定回路、551……商決定回路、55
2……正負反転回路、553……制御信号決定回路。
1 and 4 are block diagrams showing the structure of a basic cell in the redundant addition cell shown in FIG. 3, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the partial remainder determination circuit of FIG. 5, FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the quotient determination cell in FIG. 2, and FIG. 6 is a CMOS circuit diagram of the basic cell of FIG. 6 is a diagram for explaining the transfer gate of FIG. 6, and FIG. 8 is a CMOS circuit diagram of the quotient determination cell of FIG. 10 ...... R-adic conversion circuit, 20 ...... dividend, 40 ......
Divisor, 60 ... Quotient, 100 ... Initial partial remainder determination circuit,
101, 102, 103, 104, 105 ... Partial remainder determination circuit, 201, 202, 203, 204, 205 ...
... quotient decision cells, 310, 311, 312, 313 ...
Redundant addition cell, 470, 510 ... Basic cell, 472
...... Addition number determination circuit, 511 ... Positive / negative inversion circuit, 512
…… Divisor conversion circuit, 474,514 …… Intermediate carry determination circuit, 473,513 …… Intermediate sum determination circuit, 475,5
15 ... Final sum decision circuit, 551 ... Quotation decision circuit, 55
2 ... Positive / negative inverting circuit, 553 ... Control signal determining circuit.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】制御信号の値によって符号付ディジット数
と2進数との加算あるいは減算を行なう加減算手段を備
えた演算処理装置であって、 前記加減算手段が、各桁毎に、 (a)符号付ディジット数と2進数とを入力してそれら
の加算(減算)における中間桁上げ(中間桁借り)を決
定する中間桁上げ(中間桁借り)決定手段と、 (b)前記符号付ディジット数と前記2進数とを入力し
てそれらの加算(減算)における中間和(中間差)を決
定する中間和(中間差)決定手段と、 (c)前記中間和(中間差)決定手段で求めた中間和
(中間差)と一桁下位桁に設けられた前記中間桁上げ
(中間桁借り)決定手段で求めた下位桁からの中間桁上
げ(中間桁借り)とから加算(減算)の結果を決定し、
符号付ディジット数として出力する最終和(最終差)決
定手段と、 (d)制御信号と符号付ディジット数あるいは2進数を
入力して、その制御信号の値によりその符号付ディジッ
ト数あるいは2進数の符号を反転する符号反転手段とを
有することを特徴とする演算処理装置。
1. An arithmetic processing device comprising addition / subtraction means for performing addition or subtraction between a signed digit number and a binary number according to the value of a control signal, wherein the addition / subtraction means is arranged to (a) sign each digit. An intermediate carry (intermediate carry) determining means for inputting an attached digit number and a binary number and determining an intermediate carry (intermediate carry) in the addition (subtraction) thereof, and (b) the signed digit number An intermediate sum (intermediate difference) determining means for inputting the binary number and determining an intermediate sum (intermediate difference) in addition (subtraction) thereof; and (c) an intermediate sum obtained by the intermediate sum (intermediate difference) determining means. Determines the result of addition (subtraction) from the sum (intermediate difference) and the intermediate carry (intermediate carry) determined by the intermediate carry (intermediate carry) determination means provided in the lower digit of one digit. Then
Final sum (final difference) determining means for outputting as a number of signed digits, and (d) a control signal and a number of signed digits or a binary number are input, and the number of signed digits or a binary number is input according to the value of the control signal. An arithmetic processing unit, comprising: a sign inverting means for inverting the sign.
【請求項2】さらに (e)制御信号と符号付ディジット数あるいは2進数を
入力して、その制御信号の値によりその符号付ディジッ
ト数あるいは2進数を定数に入れ替えて出力する定数設
定手段を有し、 中間桁上げ(中間桁借り)決定手段および中間和(中間
差)決定手段が共に前記定数設定手段の出力を少なくと
も一つの共通の入力とすることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の演算処理装置。
2. A constant setting means for inputting the control signal and the number of digits with a sign or a binary number and replacing the number of digits with a sign or the binary number with a constant and outputting the constant according to the value of the control signal. 2. The intermediate carry (borrow) borrow determining means and the intermediate sum (intermediate difference) determining means both use the output of the constant setting means as at least one common input. The arithmetic processing device described.
【請求項3】さらに (f)最終和(最終差)決定手段の出力である符号付デ
ィジット数と制御信号とを入力して、その制御信号の値
によりその符号付ディジット数の符号を反転する最終和
(最終差)符号反転手段を有し、 中間桁上げ(中間桁借り)決定手段および中間和(中間
差)決定手段が共に符号反転手段の出力を少なくとも一
つの共通の入力とすることを特徴とする特許請求の範囲
第1項または第2項記載の演算処理装置。
3. (f) The number of signed digits as an output of the final sum (final difference) determining means and the control signal are input, and the sign of the number of signed digits is inverted according to the value of the control signal. Final sum (final difference) sign inverting means, and both the intermediate carry (intermediate borrow) determining means and the intermediate sum (intermediate difference) determining means use the output of the sign inverting means as at least one common input. The arithmetic processing unit according to claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
【請求項4】符号反転手段および定数設定手段が、 2ビット制御信号の値によって、入力された2進数をそ
のまま、または前記2進数を0に置き換えて、または前
記2進数を符号反転した2進数のいずれかを出力するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の演算処理装
置。
4. A binary number in which the sign inverting means and the constant setting means, depending on the value of the 2-bit control signal, input the binary number as it is, replace the binary number with 0, or invert the binary number. The arithmetic processing unit according to claim 2, wherein any one of the above is output.
【請求項5】符号反転手段が、 1ビット制御信号の値によって、入力された符号付ディ
ジット数をそのまま、または前記符号付ディジット数の
各桁毎に正負の符号を反転した符号付ディジット数を出
力することを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
2項記載の演算処理装置。
5. The sign reversing means, depending on the value of the 1-bit control signal, keeps the input number of signed digits as it is or the number of signed digits obtained by inverting the positive and negative signs for each digit of the signed digit number. The arithmetic processing device according to claim 1 or 2, wherein the arithmetic processing device outputs.
【請求項6】定数設定手段が、 1ビット制御信号の値によって、入力された2進数をそ
のまま、または前記2進数を0に置き換えて出力するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の演算処理装
置。
6. The constant setting means outputs the input binary number as it is or by replacing the binary number with 0 according to the value of the 1-bit control signal, and outputs the binary number. Processing unit.
【請求項7】中間桁上げ(中間桁借り)決定手段と中間
和(中間差)決定手段と最終和(最終差)決定手段と符
号反転手段とをそれぞれ内部演算の1桁分の演算に対応
するセルによって構成し、複数の前記セルの配列構造を
有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の演
算処理装置。
7. An intermediate carry (borrow) borrow determining means, an intermediate sum (intermediate difference) determining means, a final sum (final difference) determining means, and a sign inverting means each correspond to one digit of internal operation. The arithmetic processing unit according to claim 1, characterized in that the arithmetic processing unit comprises a plurality of cells and has an array structure of a plurality of the cells.
【請求項8】中間桁上げ(中間桁借り)決定手段と中間
和(中間差)決定手段と最終和(最終差)決定手段と符
号反転手段と定数設定手段とをそれぞれ内部演算の1桁
分の演算に対応するセルによって構成し、複数の前記セ
ルの配列構造を有することを特徴とする特許請求の範囲
第2項記載の演算処理装置。
8. An intermediate carry (intermediate carry) deciding means, an intermediate sum (intermediate difference) deciding means, a final sum (final difference) deciding means, a sign inverting means and a constant setting means respectively for one digit of internal calculation. The arithmetic processing device according to claim 2, wherein the arithmetic processing device is configured by cells corresponding to the operation of (3) and has an array structure of a plurality of the cells.
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