JPH0756713A - Full adder circuit - Google Patents

Full adder circuit

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Publication number
JPH0756713A
JPH0756713A JP20324793A JP20324793A JPH0756713A JP H0756713 A JPH0756713 A JP H0756713A JP 20324793 A JP20324793 A JP 20324793A JP 20324793 A JP20324793 A JP 20324793A JP H0756713 A JPH0756713 A JP H0756713A
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JP
Japan
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terminal
signal
output
gates
supply terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP20324793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Yanaga
修 弥永
Yasuyuki Okuaki
康幸 奥秋
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0756713A publication Critical patent/JPH0756713A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a full adder circuit capable of improving the delay propagation time of a carry signal from an 1-bit full adder circuit and sharply shortening the addition delay time of many bits. CONSTITUTION:This full adder circuit is constituted of transfer gates 101 to 112 and inverters 113 to 116. Signals Cn, the inverse of Cn, An, the inverse of AYL are connected to the gates 101 to 107 and the gates 101 to 104 are connected to the inverters 113, 114 so the the outputs of the inverters 114, 113 becomes Sn and the inverse of Sn. Gates 105, 106 and 107, 108 are respectively connected to the inverters 115, 116 so that the outputs of the inverters 116, 115 become Cn+1 and the inverse of Cn+1. Signals Bn, the inverse of Bn are connected to the input gates of the gates 109, 112 and 110, 111 whose switching control signal is An or the inverse of An, and the switching control of the gates 101 to 108 is executed by the outputs of the gates 109, 112 and the outputs of the gates 111, 112. Consequently, the inverse of Sn, Sn, the inverse of Cn+1, Cn+1 of respective gates 113 to 115 are respectively outputted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は全加算回路に係り、特に
CMOSトランジスタを用いて構成される全加算回路
(フル・アダー)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a full adder circuit, and more particularly to a full adder circuit (full adder) constructed by using CMOS transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来の全加算回路の回路図であ
る。n桁目の入力信号(加算数)An とn桁目の入力信
号(被加算数)Bn と、下位桁からのn桁目への桁上げ
信号Cnとを入力し加算出力信号Sn 及び上位桁への桁
上げ信号Cn+1 とを出力する回路機能を有している。図
3に示すように排他的論理和ゲート200と201及び
NANDゲート202〜204が図に示すように結合さ
れて構成される。An 及びBn が排他的論理和ゲート2
00及びNANDゲート203の入力に、またCnがN
ANDゲート202の入力にそれぞれ入力される。また
n は排他的論理和ゲート201の出力、Cn+1 はNA
NDゲート204の出力からそれぞれ出力される。この
動作を論理式で表わすと、
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional full adder circuit. The n-th digit input signal (addition number) A n , the n-th digit input signal (addend) B n, and the carry signal C n from the lower digit to the n-th digit are input, and the addition output signal S It has a circuit function of outputting n and a carry signal C n + 1 to the upper digit. As shown in FIG. 3, exclusive OR gates 200 and 201 and NAND gates 202 to 204 are connected as shown in the figure. A n and B n are exclusive OR gates 2
00 and the input of the NAND gate 203, and C n is N
They are input to the inputs of the AND gate 202, respectively. Further, S n is the output of the exclusive OR gate 201, and C n + 1 is NA.
It is output from the output of the ND gate 204. If this operation is expressed by a logical expression,

【0003】[0003]

【数1】 [Equation 1]

【0004】となる。なおここで、[0004] Here,

【0005】[0005]

【数2】 [Equation 2]

【0006】は排他的論理和を示す。Indicates an exclusive OR.

【0007】図4は加算数及び被加算数がNビットの場
合の従来の全加算回路の回路図を示したものである。こ
こでA0 、B0 は加算数A、被加算数Bの最下位ビット
(LSB)を示し、AN-1 、BN-1 はそれぞれ最上位ビ
ット(MSB)を示している。この回路では出力SはN
+1ビットとなりS0 及びSN はそれぞれLSB、MS
Bを表わす。
FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional full adder circuit in which the number of additions and the number of augends are N bits. Here, A 0 and B 0 indicate the least significant bits (LSB) of the addition number A and the augend B, and A N-1 and B N-1 indicate the most significant bit (MSB), respectively. In this circuit, the output S is N
+1 bit and S 0 and S N are LSB and MS respectively
Represents B.

【0008】図5は図3の論理動作を示す真理値図で、
n 、Bn 、Cn の真理値動作に応じてSn 及びCn+1
が図に示すような論理動作を行う。これは全加算回路の
動作を示す。
FIG. 5 is a truth diagram showing the logical operation of FIG.
A n, B n, in accordance with the truth operation of C n S n and C n + 1
Performs a logical operation as shown in the figure. This shows the operation of the full adder circuit.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし上述した従来の
全加算回路ではAn 、Bn 、Cn からSn 、Cn+1 への
遅延時間を考えた場合Sn については排他的論理和ゲー
ト2段分、Cn+1 については排他的論理和ゲート1段分
とNANDゲート2段分の伝搬遅延時間が存在する。そ
こで例えば図3に示すような多ビット同士の加算を考え
た場合Cn+1 の出力遅延時間がクリティカル・パスとな
り遅延時間がビット数分蓄積され高速動作に適しないと
いう問題点があった。
However, in the above-described conventional full adder circuit, when the delay time from A n , B n , C n to S n , C n + 1 is taken into consideration, the exclusive OR is applied to S n. There are two stages of gates, and for C n + 1 there is a propagation delay time of one stage of exclusive OR gate and two stages of NAND gate. Therefore, for example, when considering addition of multiple bits as shown in FIG. 3, there is a problem that the output delay time of C n + 1 becomes a critical path and the delay time is accumulated by the number of bits, which is not suitable for high speed operation.

【0010】本発明は上述した問題点を解消するために
なされたもので、1ビットの全加算回路の桁上げ信号の
遅延伝搬時間を改善し多ビットの加算遅延時間を大幅に
短縮することの可能な全加算回路を提供することを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to improve the delay propagation time of a carry signal of a 1-bit full adder circuit and significantly reduce the multi-bit addition delay time. It is an object to provide a possible full adder circuit.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、n桁目の入力
信号An 、Bn と桁上げ信号Cn とに基づいて加算出力
信号Sn とn+1桁目の桁上げ信号Cn+1 とを作成する
全加算回路において、信号Cn の供給端子に入力端子
が、信号Sn の供給端子に出力端子が接続される第1の
トランスファーゲートと、信号−Cn の供給端子に入力
端子が、信号Snの供給端子に出力端子が接続される第
2のトランスファーゲートと、信号Cn の供給端子に入
力端子が、信号−Sn の供給端子に出力端子が接続され
る第3のトランスファーゲートと、信号−Cn の供給端
子に入力端子が、信号−Sn の供給端子に出力端子が接
続される第4のトランスファーゲートと、信号Cn の供
給端子に入力端子が、信号Cn+1 の供給端子に出力端子
が接続される第5のトランスファーゲートと、信号An
の供給端子に入力端子が、信号Cn+1 の供給端子に出力
端子が接続される第6のトランスファーゲートと、信号
−Cn の供給端子に入力端子が、信号−Cn+1 の供給端
子に出力端子が接続される第7のトランスファーゲート
と、信号−An の供給端子に入力端子が、信号−Cn+1
の供給端子に出力端子が接続される第8のトランスファ
ーゲートと、信号Bn の供給端子に入力端子が、第1の
制御出力端子に出力端子が接続される第9のトランスフ
ァーゲートと、信号−Bn の供給端子に入力端子が、第
1の制御出力端子に出力端子が接続される第10のトラ
ンスファーゲートと、信号−Bn の供給端子に入力端子
が、第2の制御出力端子に出力端子が接続される第11
のトランスファーゲートと、信号Bn の供給端子に入力
端子が、第1の制御出力端子に出力端子が接続される第
12のトランスファーゲートと、を供え、前記第1、第
2の制御出力端子からの制御出力により前記第1〜第8
のトランスファーゲートを制御するものである。
The present invention is based on the n-th digit input signals A n and B n and the carry signal C n , and the addition output signal S n and the n + 1-digit carry signal C n +. in full adder to create a 1 and the input terminal to the supply terminal of the signal C n has a first transfer gate output terminal to the supply terminal of the signal S n is connected, the input to the supply terminal of the signal -C n A second transfer gate whose terminal is connected to the output terminal of the signal S n, and whose input terminal is connected to the signal C n supply terminal, and whose output terminal is connected to the signal -S n supply terminal Of the transfer gate and the supply terminal of the signal -C n , the input terminal is connected to the supply terminal of the signal -S n , and the input terminal is connected to the supply terminal of the signal C n. fifth Toransufu to C n + 1 output terminals to the supply terminal of is connected And the Geto, signal A n
The input terminal to the supply terminal, a sixth transfer gate of which the signal C n + 1 output terminals to the supply terminal of is connected, the input terminal to the supply terminal of the signal -C n, supplying signals -C n + 1 The seventh transfer gate whose output terminal is connected to the terminal and the input terminal to the signal -A n supply terminal are connected to the signal -C n + 1.
An eighth transfer gate whose output terminal is connected to the supply terminal of the signal, a ninth transfer gate whose input terminal is connected to the supply terminal of the signal B n , and a ninth control gate whose output terminal is connected to the first control output terminal; an input terminal to the supply terminal of the B n is 10 and transfer gate of which the output terminal to the first control output terminals are connected, the input terminal to the supply terminal of the signal -B n, output to the second control output terminal 11th terminal is connected
And a twelfth transfer gate having an input terminal connected to the supply terminal of the signal B n and an output terminal connected to the first control output terminal, from the first and second control output terminals. According to the control output of
It controls the transfer gate of.

【0012】[0012]

【作用】本発明では上述した手段を採用することによ
り、入力から出力へのゲート数が入力信号及び桁上げ信
号についてすべて同一個数となる。従って入力から出力
への信号伝搬遅延時間が同一となり、しかもゲート段数
が従来に比べて減少しているため出力遅延時間を小さく
できる。
In the present invention, by adopting the above-mentioned means, the number of gates from the input to the output is the same for all input signals and carry signals. Therefore, the signal propagation delay time from the input to the output is the same, and the number of gate stages is smaller than in the conventional case, so that the output delay time can be reduced.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の一実施例の回路図を示したも
のである。Cn 及びその反転出力である−Cn はそれぞ
れトランスファーゲート101、103、105及びト
ランスファーゲート102、104、107の入力端子
に接続される。信号An 及びその反転出力である−An
はそれぞれトランスファーゲート106及び108の入
力端子に接続される。トランスファーゲート101、1
02の出力はインバータ113の入力端子に接続され、
トランスファーゲート103、104の出力はインバー
タ114の入力端子に接続される。これによりインバー
タ114、113の出力はそれぞれSn 及びその反転出
力信号−Sn となる。
FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of the present invention. C n and its inverted output −C n are connected to the input terminals of the transfer gates 101, 103 and 105 and the transfer gates 102, 104 and 107, respectively. The signal A n and its inverted output −A n
Are connected to the input terminals of the transfer gates 106 and 108, respectively. Transfer gate 101, 1
The output of 02 is connected to the input terminal of the inverter 113,
The outputs of the transfer gates 103 and 104 are connected to the input terminal of the inverter 114. As a result, the outputs of the inverters 114 and 113 become S n and its inverted output signal −S n , respectively.

【0014】トランスファーゲート105、106の出
力はインバータ115の入力端子に、トランスファーゲ
ート107、108の出力はインバータ116の入力端
子に接続される。そしてインバータ116、115の出
力はそれぞれCn+1 とその反転信号−Cn+1 とになる。
n 及びその反転出力である−Bn はそれぞれそのスイ
ッチングコントロール信号がAn あるいは−An である
トランスファーゲート109、112及びトランスファ
ーゲート110、111の入力端子に接続される。トラ
ンスファーゲート109、110の出力とトランスファ
ーゲート111、112の出力とでトランスファーゲー
ト101〜108のスイッチングコントロールを行う。
これによりインバータ113の出力に−Sn が、インバ
ータ114の出力にSn が、インバータ115の出力に
−Cn+1 が、インバータ116の出力にCn+1 がそれぞ
れ出力される。
The outputs of the transfer gates 105 and 106 are connected to the input terminal of the inverter 115, and the outputs of the transfer gates 107 and 108 are connected to the input terminal of the inverter 116. The outputs of the inverters 116 and 115 are C n + 1 and its inverted signal −C n + 1 , respectively.
B n and its inverted output −B n are connected to the input terminals of the transfer gates 109 and 112 and the transfer gates 110 and 111 whose switching control signals are A n or −A n , respectively. The outputs of the transfer gates 109 and 110 and the outputs of the transfer gates 111 and 112 perform switching control of the transfer gates 101 to 108.
Thus -S n in the output of the inverter 113, S n in the output of the inverter 114 is, -C n + 1 to the output of the inverter 115 is, C n + 1 are output to the output of the inverter 116.

【0015】図2は図1の論理動作を示す真理値図であ
る。真理値動作はこの図に示すように行われる。従って
図5に示す従来の真理値図と同様の動作が行われること
になる。
FIG. 2 is a truth diagram showing the logical operation of FIG. The truth value operation is performed as shown in this figure. Therefore, the same operation as the conventional truth diagram shown in FIG. 5 is performed.

【0016】図1の回路構成からも明らかなように本発
明ではAn 、An 、Bn 、Bn 、C n 、−Cn から
n 、−Sn 、Cn 、−Cn への遅延時間はトランスフ
ァーゲート1段分とインバータ1段分のみですべて同一
となっている。従来の回路ではSn に関しては排他的論
理和ゲート2段分、Cn+1 に関しては排他的論理和ゲー
ト1段分とNANDゲート2段分との遅延時間が存在し
ていた。従って従来に比べ遅延時間を大幅に減少させる
ことができるとともに全ての入出力間の遅延時間が同一
となる。
As is clear from the circuit configuration of FIG.
A in the lightn, An, Bn, Bn, C n, -CnFrom
Sn, -Sn, Cn, -CnDelay time to transfer
Only one gate and one inverter are all the same
Has become. In the conventional circuit, SnAn exclusive argument for
Two stages of Riwa gate, Cn + 1For exclusive OR game
There is a delay time between one stage and two stages of NAND gates.
Was there. Therefore, the delay time is greatly reduced compared to the conventional method.
The same delay time between all inputs and outputs
Becomes

【0017】[0017]

【発明の効果】以上実施例に基づいて詳細に説明したよ
うに本発明では、遅延時間がトランスファーゲート1段
分とインバータ1段分とによって定まるような回路構成
を採用したため従来の回路に比べゲート1段分から2段
分だけ遅延時間を減少することができる。また入力信号
から出力信号までの遅延時間がすべて同一となるため複
数ビットの加算回路を構成した場合桁上げ信号のクリテ
ィカル・パスを大幅に改善でき高速動作を可能とするこ
とができる。
As described above in detail with reference to the embodiments, the present invention employs a circuit configuration in which the delay time is determined by one transfer gate stage and one inverter stage. The delay time can be reduced by one stage to two stages. Further, since the delay times from the input signal to the output signal are all the same, when a multi-bit adder circuit is constructed, the critical path of the carry signal can be greatly improved and high speed operation can be realized.

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

【図1】本発明の一実施例の回路図。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の論理動作を示す真理値図。FIG. 2 is a truth diagram showing the logical operation of FIG.

【図3】従来の全加算回路の回路図。FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional full adder circuit.

【図4】加算数、被加算数がNビットの場合の従来の全
加算回路の回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional full adder circuit when the number of additions and the number of augends are N bits.

【図5】図3の論理動作を示す真理値図。FIG. 5 is a truth diagram showing the logical operation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

n n桁目の入力信号(加算数) Bn n桁目の入力信号(被加算数) Cn n桁目の桁上げ信号 Sn n桁目の加算出力信号 101〜112 トランスファーゲート 113〜116 インバータA n n th digit input signal (addition number) B n n th digit input signal (addend) C n n th digit carry signal S n n th digit addition output signal 101 to 112 Transfer gate 113 to 116 inverter

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n桁目の入力信号An 、Bn と桁上げ信
号Cn とに基づいて加算出力信号Sn とn+1桁目の桁
上げ信号Cn+1 とを作成する全加算回路において、 信号Cn の供給端子に入力端子が、信号Sn の供給端子
に出力端子が接続される第1のトランスファーゲート
と、 信号−Cn の供給端子に入力端子が、信号Sn の供給端
子に出力端子が接続される第2のトランスファーゲート
と、 信号Cn の供給端子に入力端子が、信号−Sn の供給端
子に出力端子が接続される第3のトランスファーゲート
と、 信号−Cn の供給端子に入力端子が、信号−Sn の供給
端子に出力端子が接続される第4のトランスファーゲー
トと、 信号Cn の供給端子に入力端子が、信号Cn+1 の供給端
子に出力端子が接続される第5のトランスファーゲート
と、 信号An の供給端子に入力端子が、信号Cn+1 の供給端
子に出力端子が接続される第6のトランスファーゲート
と、 信号−Cn の供給端子に入力端子が、信号−Cn+1 の供
給端子に出力端子が接続される第7のトランスファーゲ
ートと、 信号−An の供給端子に入力端子が、信号−Cn+1 の供
給端子に出力端子が接続される第8のトランスファーゲ
ートと、 信号Bn の供給端子に入力端子が、第1の制御出力端子
に出力端子が接続される第9のトランスファーゲート
と、 信号−Bn の供給端子に入力端子が、第1の制御出力端
子に出力端子が接続される第10のトランスファーゲー
トと、 信号−Bn の供給端子に入力端子が、第2の制御出力端
子に出力端子が接続される第11のトランスファーゲー
トと、 信号Bn の供給端子に入力端子が、第1の制御出力端子
に出力端子が接続される第12のトランスファーゲート
と、を供え、前記第1、第2の制御出力端子からの制御
出力により前記第1〜第8のトランスファーゲートを制
御する事を特徴とする全加算回路。
1. A full adder circuit for generating an addition output signal S n and a carry signal C n + 1 of the (n + 1) th digit based on the nth digit input signals A n , B n and the carry signal C n. And a first transfer gate having an input terminal connected to the signal C n supply terminal and an output terminal connected to the signal S n supply terminal, and an input terminal connected to the signal -C n supply terminal supplying the signal S n a second transfer gate output terminal pin is connected, the input terminal to the supply terminal of the signal C n has a third transfer gate output terminal to the supply terminal of the signal -S n are connected, the signal -C A fourth transfer gate having an input terminal connected to the supply terminal of n , an output terminal connected to the supply terminal of signal -S n , an input terminal connected to the supply terminal of signal C n, and a supply terminal connected to signal C n + 1. a transfer gate of the fifth output terminal is connected, the signal a n An input terminal to the supply terminal, a sixth transfer gate of which the signal C n + 1 output terminals to the supply terminal of is connected, the input terminal to the supply terminal of the signal -C n, supply terminal of the signal -C n + 1 A seventh transfer gate whose output terminal is connected to, an eighth transfer gate whose input terminal is connected to the signal -A n supply terminal and whose output terminal is connected to the signal -C n + 1 supply terminal; an input terminal to the supply terminal of the B n is a transfer gate of the ninth output terminal to the first control output terminals are connected, the input terminal to the supply terminal of the signal -B n, output to the first control output terminal A tenth transfer gate to which a terminal is connected, an input terminal to a signal- Bn supply terminal and an output terminal to a second control output terminal, and a signal Bn supply terminal Input terminal is the first control output A twelfth transfer gate having an output terminal connected to the terminal, and controlling the first to eighth transfer gates by control outputs from the first and second control output terminals. Full adder circuit.
JP20324793A 1993-08-17 1993-08-17 Full adder circuit Pending JPH0756713A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103078629A (en) * 2012-12-27 2013-05-01 广州中大微电子有限公司 Full-adder circuit based on 7 different or same transistors or units

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103078629A (en) * 2012-12-27 2013-05-01 广州中大微电子有限公司 Full-adder circuit based on 7 different or same transistors or units

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