JPH06309147A - 演算回路 - Google Patents

演算回路

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JPH06309147A
JPH06309147A JP5094737A JP9473793A JPH06309147A JP H06309147 A JPH06309147 A JP H06309147A JP 5094737 A JP5094737 A JP 5094737A JP 9473793 A JP9473793 A JP 9473793A JP H06309147 A JPH06309147 A JP H06309147A
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JP
Japan
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signal
arithmetic
bit
circuit
borrow
Prior art date
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Pending
Application number
JP5094737A
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English (en)
Inventor
Masaki Yajima
征樹 矢島
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH06309147A publication Critical patent/JPH06309147A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】画像処理用のビット長の異なるデータの処理が
混在する演算回路を論理的に分割することにより、演算
回路のビット幅を効率よくする。 【構成】本演算回路は、処理データの桁上げ信号(以後
キャリー信号と呼ぶ)または桁借り信号(以下ボロー信
号と呼ぶ)を入力すると共に、隣接する上位のビットへ
のキャリー信号またはボロー信号の伝搬を制御する信号
をCNT端子から入力し、論理分割時の下位側のキャリ
ー信号またはボロー信号を出力する。さらに各々の演算
回路ユニット内部には、CNT端子から入力されたユニ
ット番号を識別するための比較回路(20)および論理
分割時に、入力されるキャリー信号またはボロー信号を
選択するための選択回路23を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は任意のビット長のデータ
の演算を行う演算回路に関し、特に任意のビットにおい
て隣接する上位ビットへのキャリー信号またはボロー信
号の伝搬を制御することにより論理的な分割の可能な演
算回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の演算回路の例を示す図7を参照す
ると、この従来の演算回路は、画像処理用のビット長の
異るデータの処理が混在する分野の演算回路であって、
2ビット幅で2分割可能な4ビットの加算回路を備え
る。
【0003】上記加算回路は、従属接続された1ビット
分の演算を行う演算(加算)回路ユニット70〜73の
ほかに演算(加算)回路ユニット71のキャリー信号の
伝搬を制御するためのNMOSトランスファーゲート7
4および75と、CMOSトランスファーゲート76お
よび77、さらにインバータ78とモードレジスタ79
ならびに演算(加算)回路ユニット71のキャリー信号
を出力させるための端子COUTを有している。
【0004】通常、加算回路を論理的に分割せずに使用
する場合は、モードレジスタ79に低論理レベルを設定
する。
【0005】このときインバータ78の出力は高論理レ
ベルになり、NMOSトランスファーゲート74および
75とCMOSトランスファーゲート76および77は
それぞれ非導通、導通、導通および非導通状態となり、
演算(加算)回路ユニット71のキャリー出力信号CO
はCMOSトランスファーゲート76を通じて演算(加
算)回路ユニット72の端子CIに入力され、端子CO
UTからは低論理レベルが出力される。
【0006】一方、加算回路を論理的に分割して使用す
る場合は、モードレジスタ79に高論理レベルを設定す
る。
【0007】このときインバータ78の出力は低論理レ
ベルになり、NMOSトランススァーゲート74および
75とCMOSトランスファーゲート76および77は
それぞれ導通、非導通、非導通および導通状態となり、
演算(加算)回路ユニット71のキャリー出力信号CO
はCMOSトランスファーゲート77を通じて端子CO
UTに出力され、演算(加算)回路ユニット72の端子
CIには低論理レベルが入力される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の演算回路は、論理的な分割のために必要なキャ
リー信号またはボロー信号の伝搬を制御する回路を外付
け回路で実現しており、ハードウェア自体で論理的に分
割するビット長を決めてしまっているため1度作成した
演算回路のハードウェアの構成を論理的に分割するビッ
トの位置が異なる構成としようとすると、データ再設計
になってしまい設計の流用性の面で乏しい問題点があっ
た。
【0009】したがって、本発明の目的は、論理的な分
割のためのキャリー信号またはボロー信号の伝搬を制御
する回路を外付けで実現せず、論理的に分割したい演算
ユニットの番号指定をソフトウェアのみで制御可能とす
る演算回路を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の演算回路は、任
意のビット長のデータの演算を行う演算回路において、
任意のビットに対して隣接する上位のビットへの桁上げ
信号(以後キャリー信号と呼ぶ)または桁借り信号(以
後ボロー信号と呼ぶ)の伝搬を無効または有効にするた
めの伝搬制御手段と、前記任意ビットのキャリー信号ま
たはボロー信号を外部に出力する出力手段と、任意ビッ
トに対して外部からのキャリー信号またはボロー信号を
入力するための入力手段と、前記伝搬制御手段および前
記出力手段および前記入力手段のそれぞれの処理を適用
させるビットを選択するための選択手段とを有する構成
である。
【0011】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0012】図1は本発明の第1の実施例の演算回路の
ブロック図であり、2ビット幅で2分割可能な4ビット
構成の加算回路である。
【0013】演算(加算)回路ユニットのブロック図を
示す図2および演算(加算)回路ユニットの回路例を示
す図3を参照すると、本発明の第1の実施例の演算回路
は、演算(加算)回路ユニット10,11,12および
13を有し、演算(加算)回路ユニット10,11,1
2および13はそれぞれ図2に示すようにキャリー信号
伝搬制御部20、キャリー信号生成部21、和信号生成
部22およびキャリー信号選択部23の4つのブロック
から構成され、1つのユニットで各々1ビットの演算
(加算)を行う。
【0014】それぞれの演算(加算)回路ユニット10
〜13の端子Aおよび端子Bに演算データを、端子CI
および端子CINには外部のキャリーフラグレジスタ1
5の情報を、また端子CNTには外部のモードレジスタ
14の情報を与えることにより、最上位のビットのキャ
リー信号CO、論理分割時の下位側のキャリー信号CO
UTおよび和信号Sを得ることができる。
【0015】信号CNTは隣接する上位のビットへのキ
ャリー信号の伝搬を制御するための信号で、本実施例で
は3ビット長となっており、その最上位ビットで信号C
NTが有効か無効かを決定し、残りの2ビットでキャリ
ー信号の伝搬を無効にしたい演算(加算)回路ユニット
の番号を指定するようになっている。
【0016】また端子CCNT1は演算(加算)回路ユ
ニット内部において端子CI,信号CINのどちらを演
算(加算)時のキャリー信号として用いるかを選択する
ための制御信号の入力端子で、隣接する下位の演算(加
算)回路ユニットの信号CCNTOが入力される。
【0017】通常、4ビット長のデータの演算(加算)
を行うときは信号CNTの最上位ビットを駆動するモー
ドレジスタ14の最上位部には低論理レベルが入力され
ており、残り2ビット部の値に関わりなく図3に示すN
ORゲート328の出力は低論理レベルに、インバータ
323および324の出力はそれぞれ高論理レベルに、
またNMOSトランスファーゲート311の出力は低論
理レベルになる結果、キャリー出力信号は端子COから
出力され、信号COUTは低論理レベルが出力される。
さらに、信号CCNTOも低論理レベルになるため、隣
接する上位の演算(加算)回路ユニットにおいては演算
(加算)時のキャリー信号として信号CIが選択され
る。
【0018】結果的に演算(加算)回路は論理的な分割
が行われず、通常の4ビット演算(加算)回路として動
作する。
【0019】一方、演算(加算)回路の論理的な分割を
行うときには、信号CNTの最上位ビットを駆動するモ
ードレジスタ14の最上位部に高論理レベルを入力し、
なおかつ残り2ビット部に上位ビットへのキャリー信号
の伝搬を無効にしたい演算(加算)回路ユニットの番号
を設定すればよい。
【0020】例えば、本実施例のように2ビット幅で2
分割してデータの演算(加算)を実行させる場合には、
演算(加算)回路ユニット11から演算(加算)回路ユ
ニット12へのキャリー信号の伝搬を無効にして、上位
側2ビットと下位側2ビットを論理的に分割してやれば
よく、このときにはモードレジスタの最上位以外のビッ
ト部に演算(加算)回路ユニット11のユニット番号で
ある『01』という信号を設定する。このとき、図3に
示す排他的論理和ゲート326および327の出力は低
論理レベルに、NORゲート328の出力は高論理レベ
ルに、またインバータ323および32の出力はそれぞ
れ低論理レベルになる結果、キャリー出力信号は端子C
OUTから出力され、端子COは高インピーダンス状態
となる。さらに信号CCNTOは高論理レベルになるた
め演算(加算)回路ユニット11の端子COが接続され
ている端子CI側ではなく、外部のキャリーフラグレジ
スタ15に接続されている端子CINからのキャリー入
力信号が選択される。
【0021】このように演算(加算)回路を論理的に分
割したうえで、同時に複数組のデータの演算(加算)さ
せることにより、演算(加算)回路のビット幅を有効に
活用することができ、実行時間が2演算サイクル以上必
要な複数組のデータの演算(加算)を1演算サイクルで
実行することが可能となる。
【0022】次に、本発明の第2の実施例の演算回路に
ついて図面を参照して説明する。
【0023】図4は本発明の第2の実施例の演算回路の
ブロック図であり、2ビット幅で2分割可能な4ビット
構成の減算回路である。
【0024】減算回路ユニットのブロックを示す図5お
よび減算回路ユニットの回路例を示す図6を参照して、
この実施例を説明すると、本発明の第2の実施例の演算
回路は、減算回路ユニット40,41,42および43
を有し、減算回路ユニット40,41,42および43
はそれぞれボロー信号伝搬制御部50、ボロー信号生成
部51、和信号生成部52およびボロー信号選択部53
の4つのブロックから構成され、1つのユニットで各々
1ビットの減算を行う。
【0025】それぞれの減算回路ユニット40〜43の
端子AおよびBに演算データを、端子BIおよび端子C
NT(0)には外部のキャリーフラグレジスタ45の情
報を、また端子CNT(0)を除く端子CNTには外部
のモードレジスタ44の情報を与えることにより、最上
位のビットのボロー信号BO、論理分割時の下位側のボ
ロー信号BOUTおよび和信号Sを得ることができる。
【0026】信号CNTは主に隣接する上位ビットへの
ボロー信号の伝搬を制御するための信号で、本実施例で
は4ビット長となっており、その最上位ビットで信号C
NTが有効か無効かを決定し、最下位を除いた残りの2
ビットでボロー信号の伝搬を無効にしたい減算回路ユニ
ットの番号を指定するようになっている。なお最下位ビ
ットは本実施例の場合、外部のキャリーフラグレジスタ
45の情報が入力されるようになっている。
【0027】また端子BCNT1は減算回路ユニット内
部において信号BI、信号CNT(0)のどちらを減算
時のボロー信号として用いるかを選択するための制御信
号の入力端子で、隣接する下位の減算回路ユニットの信
号BCNTOが入力される。
【0028】通常、4ビット長のデータの減算を行うと
きは信号CNTの最上位ビットを駆動するモードレジス
タ44の最上位部には低論理レベルが入力されており、
残り2ビット部の値に関わりなく図6に示すNORゲー
ト628の出力は低論理レベルに、インバータ623お
よび624の出力はそれぞれ高論理レベルに、またNM
OSトランスファーゲート611の出力は低論理レベル
になる結果、ボロー出力信号は端子BOから出力され、
信号BOUTは低論理レベルが出力される。
【0029】さらに、信号BCNTOも低論理レベルに
なるため、隣接する上位の減算回路ユニットにおいては
減算時のキャリー信号として信号BIが選択される。
【0030】結果的に減算回路は論理的な分割が行われ
ず、通常の4ビット減算回路として動作する。
【0031】一方、減算回路の論理的な分割を行うとき
には信号CNTの最上位ビットを駆動するモードレジス
タ44の最上位部高論理レベルを入力し、なおかつ残り
2ビット部に上位ビットへのボロー信号の伝搬を無効に
したい減算回路ユニットの番号を指定すればよい。
【0032】例えば、本実施例のように2ビット幅で2
分割してデータの減算を実行させる場合には、減算回路
ユニット41から減算回路ユニット42へのボロー信号
の伝搬を無効にして、上位側2ビットと下位側2ビット
を論理的に分割してやればよく、このときにはモードレ
ジスタの最上位以外のビット部に減算回路ユニット41
のユニット番号である『01』という信号を設定する。
【0033】このとき、図6に示す排他的論理和ゲート
626および627の出力は低論理レベルに、NORゲ
ート628の出力は高論理レベルに、またインバータ6
23および624の出力はそれぞれ低論理レベルになる
結果、ボロー出力信号は端子BOUTから出力され、端
子BOは高インピーダンス状態となる。
【0034】さらに、信号BCNTOは高論理レベルに
なるため減算回路ユニット42においては演算時のボロ
ー信号として減算回路ユニット41の端子BOが接続さ
れている端子BI側ではなく、外部のキャリーフラグレ
ジスタ45に接続されている端子CNT(0)からのボ
ロー入力信号が選択される。
【0035】このように減算回路を論理的に分割したう
えで、同時に複数組のデータを減算させることにより、
減算回路のビット幅を有効に活用することができ、実行
時間が2演算サイクル以上必要な複数組のデータの減算
を1演算サイクルで実行することが可能となる。
【0036】上述の第1および第2の実施例の演算回路
を2ビット幅で2分割可能な4ビットの加算回路および
4ビットの減算回路で説明したが本発明の演算回路はこ
れら4ビット構成の演算回路に限らず他ビットの演算回
路にも適用できることは言うまでもない。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、論理的に
分割したい演算ユニットの番号指定をソフトウェアのみ
で制御可能となるように各々の演算回路ユニット内部に
比較回路を有することによって、論理的な分割のための
キャリー信号またはボロー信号の伝搬を制御する回路を
備えるので、本来2演算サイクル以上必要な複数組のデ
ータの演算を1演算サイクルで実行する機能を実現する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の演算回路のブロック図
であり、2ビット幅で2分割可能な4ビット構成の加算
回路の例である。
【図2】図1に示す演算回路の演算(加算)回路ユニッ
トの構成を示すブロック図である。
【図3】図2に示す演算(加算)回路ユニットの回路例
である。
【図4】本発明の第2の実施例の演算回路のブロック図
であり、2ビット幅で2分割可能な4ビット構成の減算
回路の例である。
【図5】図4に示す演算回路の減算回路ユニットの構成
を示すブロック図である。
【図6】図5に示す減算回路ユニットの回路例である。
【図7】従来例の演算回路のブロック図であり、2ビッ
ト幅で2分割可能な4ビット構成の加算回路の例であ
る。
【符号の説明】
10〜13 演算(加算)回路ユニット 14,44,79 モードレジスタ 15,45 キャリーフラグレジスタ 20 キャリー信号伝搬制御部 21 キャリー信号生成部 22,52 和信号生成部 23 キャリー信号選択部 40〜43 演算(減算)回路ユニット 50 ボロー信号伝搬制御部 51 ボロー信号生成部 53 ボロー信号選択部 70〜73 演算(加算)回路ユニット 74〜75 NMOSトランスファーゲート 76〜77 CMOSトランスファーゲート 78 インバータ 301〜306,601〜606 PMOSトランス
ファーゲート 307〜311,607〜611 NMOSトランス
ファーゲート 312〜317,612〜617 CMOSトランス
ファーゲート 318〜324,618,〜624 インバータ 325,625 クロックドインバータ 326〜327,626〜627 排他的論理和ゲー
ト 328,628 NORゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意のビット長のデータの演算を行う演
    算回路において、任意のビットに対して隣接する上位の
    ビットへの桁上げ信号(以後キャリー信号と呼ぶ)また
    は桁借り信号(以後ボロー信号と呼ぶ)の伝搬を無効ま
    たは有効にするための伝搬制御手段と、前記任意ビット
    のキャリー信号またはボロー信号を外部に出力する出力
    手段と、任意ビットに対して外部からのキャリー信号ま
    たはボロー信号を入力するための入力手段と、前記伝搬
    制御手段および前記出力手段および前記入力手段のそれ
    ぞれの処理を適用させるビットを選択するための選択手
    段とを有することを特徴とする演算回路。
JP5094737A 1993-04-22 1993-04-22 演算回路 Pending JPH06309147A (ja)

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JP5094737A JPH06309147A (ja) 1993-04-22 1993-04-22 演算回路

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61239327A (ja) * 1985-04-16 1986-10-24 Nec Corp オ−バフロ−検出方式
JPH03139718A (ja) * 1989-10-25 1991-06-13 Nec Corp Nビットの算術演算回路
JPH0421125A (ja) * 1990-05-16 1992-01-24 Fujitsu Ltd 演算処理装置
JPH04245533A (ja) * 1991-01-31 1992-09-02 Sony Corp 加算回路及びアキュムレータ
JPH052469A (ja) * 1991-06-25 1993-01-08 Oki Electric Ind Co Ltd 可変長語長用演算回路

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Effective date: 19960521