JPH0628503A - 加算器 - Google Patents

加算器

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JPH0628503A
JPH0628503A JP4148468A JP14846892A JPH0628503A JP H0628503 A JPH0628503 A JP H0628503A JP 4148468 A JP4148468 A JP 4148468A JP 14846892 A JP14846892 A JP 14846892A JP H0628503 A JPH0628503 A JP H0628503A
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JP
Japan
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carry
adder
basic element
int
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JP4148468A
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English (en)
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Uonwarauipatsuto Uiwatsuto
ウィワット・ウォンワラウィパット
Ikou You
維康 楊
Makoto Yamamoto
山本  誠
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TAKAYAMA KK
Sharp Corp
Original Assignee
TAKAYAMA KK
Sharp Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
    • G06G7/14Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for addition or subtraction 
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
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    • G06F2207/00Indexing scheme relating to methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アナログ値の加算が可能なデバイスを提供す
ることを目的とする。 【構成】 1個の演算増幅器の出力を他の演算増幅器の
出力側基準電圧端子に入力し、アナログ値での加算を実
行し、またキャリーインを含む加算結果に対して桁上げ
の処理を行うか否かの判断をデジタル的に行い、この判
断に基づいて加算結果を加減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は加算器に係り、特にア
ナログ値の加算に有効な加算器に関する。
【0002】
【従来技術】現在、プログラマブルコンピュータはデジ
タルコンピュータが隆盛であり、LSIの微細加工技術
の進歩に依存した急激な性能向上が行われている。しか
し近年微細加工の限界が見え初めており、現状のLSI
製造プロセスで実現し得るデバイスにおいて新たなブレ
ークスルーが望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
状況に鑑みて創案されたもので、アナログ値の加算が可
能なデバイスを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決する手段】この発明に係る加算器は、1個
の演算増幅器の出力を他の演算増幅器の出力側基準電圧
端子に入力し、アナログ値での加算を実行し、またキャ
リーインを含む加算結果に対して桁上げの処理を行うか
否かの判断をデジタル的に行い、この判断に基づいて加
算結果を加減するものである。
【0005】
【実施例】次にこの発明に係る加算器に1実施例を図面
に基づいて説明する。図1は加算器を構成するための基
本素子BDを示すものであり、この基本素子は入力電圧
inに対してゲイン「1」で出力電圧Voutを与える演
算増幅器によって構成される。入力電圧Vinは入力側の
非反転入力端子I1に印加され、反転入力端子I0は接地
される。一方出力側は、基準電圧端子O0に対する出力
端子O1の電位差の形で出力が生じる。
【0006】図2において、前記基本素子による1桁の
加算器は、第1入力Aのための第1基本素子BD1、第
2入力Bのための第2基本素子BD2およびキャリーイ
ンCのための第3基本素子BD3により構成されてお
り、第1入力Aは基本素子BD1の非反転入力IA1に、
第2入力Bは基本素子BD2の非反転入力IB1に、キャ
リーインCは基本素子BD3の非反転入力IC1に入力さ
れている。基本素子BD1の出力側基準電圧端子OA0
は基本素子BD2の出力端子OB1が接続され、基本素子
BD2の出力側基準電圧端子OB0には基本素子BD3の
出力端子OC1が接続されている。そして、各基本素子B
D1、BD2、BD3の入力側の反転入力端子IA0、I
B0、IC0は接地され、基本素子BD3の基準電圧端子O
C0も接地されている。以上の接続により、基本素子BD
1の出力端子OA1に生ずる出力電圧Sは、グランドに対
して(A+B+C)だけ高くなる。すなわち図2の構成
により S=A+B+C の演算が実行されることになる。ここに、A、Bはアナ
ログ値であり、キャリーインは「0」または「1」の値
をとる。
【0007】以上のように、演算増幅器を用いた単純な
構成により、キャリーインを含む1桁のためのアナログ
加算器を実現し得る。しかし、演算桁数が増加した場
合、キャリーインを順次次桁に送る構成では充分な演算
速度を得ることができないので、キャリールックアヘッ
ドの構成が必要になる。図3は前記基本素子を用いたキ
ャリールックアヘッドタイプの加算器である。図3にお
いて、加算器は、第1入力Aのための第1基本素子BD
1、第2入力Bのための第2基本素子BD2を有し、第
1入力Aは基本素子BD1の非反転入力IA1に、 第2
入力Bは基本素子BD2の非反転入力IB1に入力されて
いる。
【0008】基本素子BD1の出力側基準電圧端子OA0
には基本素子BD2の出力端子OB1が接続されている。
そして基本素子BD2の反転入力端子IB0および基準電
圧端子OB0は接地され、基本素子BD1の出力端子OA1
には(A+B)の演算結果が生じるようになっている。
この演算結果はコンパレータC1、C2に入力され、加
算の基数Nおよび(N−1)とそれぞれ比較される。
(A+B)≧Nのときには、コンパレータC1およびC
2は「1」を出力し、 N>(A+B)≧(N−1)の
ときコンパレータC2のみが「1」を出力し、コンパレ
ータC1は「0」を出力する。すなわちコンパレータC
1の出力はいわゆるGフラグ(キャリーアウトの生成)
であり、コンパレータC2の出力はいわゆるPフラグ
(キャリーインの伝播)である。
【0009】加算器に対するキャリーインCは、Gフラ
グおよびPフラグとともに演算機CALに入力され、以
下の演算が行われ、出力SUBが決定される。
【0010】出力SUBは、基本素子BD3、BD4よ
りなる減算回路に入力され、(A+B)からSUBを減
ずる演算が実行され、加算器の最終的出力Sが以下のよ
うに算出される。 S=(A+B)−SUB なお、演算器CALの真理値表は以下のとおりである。 G 1 1 0 0 0 0 P 1 1 1 1 0 0 C 1 0 1 0 1 0 SUB N−1 N N−1 0 −1 0
【0011】減算回路は、基本素子BD3の非反転入力
に基本素子BD1の出力を、基準電圧端子OC0に基本素
子BD4の出力端子0D1を接続し、基本素子BD4の反
転入力ID0に演算器CALの出力SUBを接続してな
り、基本素子BD3の出力端子から最終出力Sが出力さ
れる。そして基本素子BD4の非反転入力ID1および基
準電圧端子OD0は接地されている。
【0012】以上の構成により、G、Pフラグ生成から
1演算サイクルのみの遅れで最終出力が得られるキャリ
ルックアヘッドタイプのアナログ加算器が得られる。そ
して、このような加算器をモジュールM1、M1、M2
3、M4、M5、M6、M7・・・として、多桁キャリー
ルックアヘッドの加算器を構成した例を図4及び図5に
示す。なお、図4及び図5に示すのは16桁の加算器で
あるが、本回路の拡張あるいは修正により、桁数を変更
し得ることは、デジタル回路の分野において周知であ
る。
【0013】図4及び図5において、加算器は16桁の
桁数に対応して16個のモジュールM0〜M15を有し、
0〜M3(以下グループG1という)、M4〜M7(以下
グループG2という)、M8〜M11(以下グループG3
という)、M12〜M15(以下グループG4という)の各
モジュールをグループ化し、統合回路INT0〜INT3
によって統合する。これによって、各グループ内でのキ
ャリーの先読み、およびG1、G2間、G3、G4間で
のキャリーの先読みが可能になる。ここでモジュールM
iの出力をSi、Pi、Giとすると、統合回路INT
j(j=0〜3)はP4j+k、G4j+k(k=0〜3)の出
力を統合する。また統合回路INT0、INT1の出力
は、第2段統合回路INT4によって統合され、統合回
路INT2、INT3の出力は、第2段統合回路INT5
によって統合され、さらに、第3段統合回路INT6
よって最終的な統合が行われる。
【0014】統合回路INT06は下位の桁のキャリー
を取り込むキャリーインを備えているが、各段の最下位
に位置するINT0、INT4、INT6のキャリーイン
00、C16、C20は接地され、最下位のモジュールM0
のキャリーインも同様に接地されている。統合回路IN
1、INT3のキャリーインC04、C12には、より下の
統合回路INT0、INT2からのキャリーアウトが、統
合回路INT4、INT5からフィードバックされ
(C17、C19)、一方統合回路INT4のキャリーアウ
トは統合回路INT6から、モジュールM8のキャリーイ
ン、および統合回路INT2、INT5のキャリーインC
08、C18にフィードバックされている。このように構成
された加算器は、各モジュールの出力S0〜S15を各桁
の出力として出力し、統合回路INT6から最終的(M
SBを越える)キャリーアウトG22が出力される。
【0015】前述のようにモジュールM0〜M15は同一
回路で構成されているが、統合回路INT0〜INT3
統合回路INT4〜INT6はそれぞれ同一回路で実現さ
れている。従って、加算器は共通のセルを組み合わせ
て、比較的容易に回路実現し得る。
【0015】
【発明の効果】前述のとおり、この発明に係る加算器
は、1個の演算増幅器の出力を他の演算増幅器の出力側
基準電圧端子に入力し、アナログ値での加算を実行し、
またキャリーインを含む加算結果に対して桁上げの処理
を行うか否かの判断をデジタル的に行い、この判断に基
づいて加算結果を加減するので、アナログ値の加算が可
能なデバイスを実現し得るという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に使用される基本素子を示す
概念図である。
【図2】加算器の基本となる1桁加算器を示すブロック
図である。
【図3】本発明の1実施例を示すブロック図である。
【図4】同実施例により構成された多桁加算器のG4、
G3、INT3、INT2、INT5及びINT6を示すブ
ロック図である。
【図5】同実施例により構成された多桁加算器のG2、
G1、INT2、INT1、INT4及びINT6を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
BD 基本素子 Vin 入力電圧 Vout 出力電圧 I1 非反転入力端子 I0 反転入力端子 O1 基準電圧端子 O0 出力端子 A 第1入力 B 第2入力 C キャリーイン S 出力電圧 M 加算器 N 基数 C1 第1比較器 C2 第2比較器 G キャリーアウトの生成 P キャリーインの伝播 CAL 演算器 G グループ M モジュール INT 統合回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 誠 東京都世田谷区北沢3−5−18 株式会社 鷹山内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1入力が非反転入力端子に入力された
    第1演算増幅器と、第2入力が非反転入力端子に入力さ
    れ、かつ出力端子が前記第1演算増幅器の出力側基準電
    圧端子に接続された第2演算増幅器と、前記第1演算増
    幅器の出力が基数以上のとき「1」を出力し、その他の
    場合に「0」を出力する第1比較器と、前記第1演算増
    幅器の出力が「基数より1小さい値」以上のとき「1」
    を出力し、その他の場合に「0」を出力する第2比較器
    と、第1、第2比較器の出力およびキャリーインが入力
    された演算器であって、第1比較器の出力が「1」であ
    るときには第1、第2入力の和から基数を減じ、第2比
    較器の出力が「1」でありかつキャリーインが「1」の
    ときに第1、第2入力の和から「基数より1小さい値」
    を減じ、 第1、第2比較器の出力が「0」でありかつ
    キャリーインが「1」のときに第1、第2入力の和に
    1」を加え、その他の場合に「0」を減じる演算器とを
    備えている加算器。
JP4148468A 1992-05-15 1992-05-15 加算器 Pending JPH0628503A (ja)

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JP4148468A JPH0628503A (ja) 1992-05-15 1992-05-15 加算器
US08/057,781 US5289392A (en) 1992-05-15 1993-05-06 Adder
EP93107465A EP0569881A1 (en) 1992-05-15 1993-05-07 Adder
KR1019930008349A KR930023822A (ko) 1992-05-15 1993-05-15 가산기

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KR930023822A (ko) 1993-12-21
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