JPH0810427B2 - 減算セル - Google Patents

減算セル

Info

Publication number
JPH0810427B2
JPH0810427B2 JP61265973A JP26597386A JPH0810427B2 JP H0810427 B2 JPH0810427 B2 JP H0810427B2 JP 61265973 A JP61265973 A JP 61265973A JP 26597386 A JP26597386 A JP 26597386A JP H0810427 B2 JPH0810427 B2 JP H0810427B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input
output
logic
inputs
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61265973A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63118934A (ja
Inventor
優 宇屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP61265973A priority Critical patent/JPH0810427B2/ja
Publication of JPS63118934A publication Critical patent/JPS63118934A/ja
Publication of JPH0810427B2 publication Critical patent/JPH0810427B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は減算セルに関し、特にCMOS(相補型絶縁ゲー
ト電界効果)トランジスタを用いて構成するのに最適な
減算セルに関するものである。
従来の技術 2つの2進数の減算(A−B)を行う最も一般的方法
は、減数(B)の各ビットを論理反転してそれを2進加
算器で被減算数(A)に加え、かつ最下位ビットに対す
るキャリー入力を“1"に設定して入力し減算結果を得る
ものである。このとき、Nビットの減算が実行されると
すると、最上位のNビット目の演算セルは符号処理のた
め他と異なった回路構成になるが、N−1ビット目〜1
ビット目のN−1個の演算セルは同一の単位回路で構成
することができる。このとき、この同一の単位回路を構
成するのに、減数(B)を受けてこれを反転する回路を
も単位回路の内部に取り込んで、これを“減算セル”と
呼ぶ。具体的には全加算器のB入力の直前にインバータ
を増設した構成の回路である。第3図は、この減算セル
を従来の論理回路で構成した回路である。被減算信号A
と減算信号Bとボロー入力信号Ciを入力して、差出力信
号Dとボロー出力信号Coを出力する公知の回路である。
1,2はNORゲート、3,4はAND-NOR複合ゲート、5〜7はNA
NDゲート、8はインバータであり、全て公知のCMOSゲー
トで構成されている。NORゲート1と複合ゲート3、NOR
ゲート2と複合ゲート4の組み合わせで、それぞれEXOR
(排他的論理和)ゲートの機能を持つ。従って、差出力
信号D,ボロー出力信号Coは、それぞれ次式の如く表わさ
れる。
D=ACi Co=A+Ci(A) 発明が解決しようとする問題点 さて、第3図の減算セルに入力信号A,B,Ciが同期に入
力された場合の減算時間は、差出力信号Dは、8,1,3,2,
4の5段のゲートを伝搬した後得られるため、ゲート5
段分の遅延時間となり、ボロー出力信号Coは同様に8,1,
3,6,7のゲートを通過するため、ゲート5段分の遅延時
間となる。
本発明は、従来の減算セルの減算時間を大幅に短縮し
て、より高速の減算器,割算器を構成するのに最適な減
算セルを提供せんとするのである。
問題点を解決するための手段 本発明は、新規なCMOS複合ゲートを使うことによっ
て、減算セルを高速化したものである。
すなわち、本発明は、第1,第2,第3,第4,第5の入力を
有し、上記第1,第2,第3の入力が共に高論理レベルの第
1の場合又は上記第1,第4,第5の入力が共に高論理レベ
ルの第2の場合の少なくとも一方の場合に出力が低論理
レベルとなり、上記第1,第2,第3の入力が共に低論理レ
ベルの第3の場合又は上記第1,第4,第5の入力が共に低
論理レベルの第4の場合の少くとも一方の場合に出力が
高論理レベルとなり、上記第1〜第4の場合以外の入力
条件のときには出力は高インピーダンス状態となる第1,
第2の論理ゲートと、第6,第7の入力を有し、上記第6,
第7の入力が共に高論理レベルの第5の場合に出力が低
論理レベルとなり、上記第6,第7の入力が共に低論理レ
ベルの第6の場合に出力が高論理レベルとなり、上記第
5、第6の場合以外の入力条件のときには出力は高イン
ピーダンス状態となる第3の論理ゲートと、第8,第9,第
10の入力を有し、上記第8,第9の入力が共に高論理レベ
ルの第7の場合又は上記第8,第10の入力が共に高論理レ
ベルの第8の場合の少くとも一方の場合に出力が低論理
レベルとなり、上記第8,第9の入力が共に低論理レベル
の第9の場合又は上記第8,第10の入力が共に低論理レベ
ルの第10の場合の少くとも一方の場合に出力が高論理レ
ベルとなり、上記第7〜第10の場合以外の入力条件のと
きには出力は高インピーダンス状態となる第4の論理ゲ
ートと、第1,第2のインバータとを具備し、被減算信号
を、上記第1の論理ゲートの第2の入力と上記第2の論
理ゲートの第2の入力とに入力し、上記被減算信号の反
転信号を、上記第1の論理ゲートの第5の入力と上記第
2の論理ゲートの第4の入力と上記第3の論理ゲートの
第6の入力と上記第4の論理ゲートの第10の入力とに入
力し、減算信号を、上記第1の論理ゲートの第3の入力
と上記第2の論理ゲートの第5の入力と上記第3の論理
ゲートの第7の入力と上記第4の論理ゲートの第9の入
力とに入力し、上記減算信号の反転信号を、上記第1の
論理ゲートの第4の入力と上記第2の論理ゲートの第3
の入力とに入力し、ボロー入力信号を上記第2の論理ゲ
ートの第1の入力と上記第4の論理ゲートの第8の入力
とに入力し、上記ボロー入力信号の反転信号を、上記第
1の論理ゲートの第1の入力に入力し、上記第1と第2
の論理ゲートの出力を上記第1のインバータの入力に接
続し、上記第3と第4の論理ゲートの出力を上記第2の
インバータの入力に接続して、上記第1のインバータの
出力に差出力信号を得、上記第2のインバータの出力に
ボロー出力信号を得るように構成したことを特徴とする
ものである。
作用 本発明によれば、従来に比べ大幅な減算速度を有する
CMOSトランジスタ構成の減算セルを得ることができ、CM
OSの割算器,多入力減算器等の構築に最適となる。
実施例 本発明の実施例を第1図に示す。
被減算信号A,減算信号B,ボロー入力信号Ciを入力し、
差出力信号Dとボロー出力信号Coを出力するCMOSトラン
ジスタ構成の減算セルである。1,2はCMOSトランジスタ
構成の論理ゲートであり、共に同じ機能を有するもので
ある。論理ゲート1(2も同様)は、a〜eの5つの入
力信号を入力し、a=b=c=1(高論理レベル)か又
はa=d=e=1のとき、出力f=0(低論理レベル)
となり、a=b=c=0か,又はa=d=e=0のと
き、出力f=1となり、上記以外の入力条件のときに
は、出力fは高インピーダンス状態となる。3は、2入
力(入力信号g,h)の論理ゲートであり、g=h=1の
とき、出力k=0となり、g=h=0のとき、出力k=
1となり、それ以外の入力条件では出力kは高インピー
ダンス状態となる。
4は、3入力(入力信号1,m,n)の論理ゲートであ
り、1=m=1か又は1=n=1のとき、出力k=0と
なり、1=m=0か、又は1=n=0のとき、出力k=
1となり、それ以外の入力条件では出力kは高インピー
ダンス状態となる。5,6,7は、公知のCMOS構成のインバ
ータである。8と9はドライブ能力の高い出力バッファ
の機能を有した公知のCMOS構成のインバータである。
10〜14,20〜24,30,31,40〜42はPチャネル・トランジ
スタであり、15〜19,25〜29,32,33,43〜45はNチャネル
・トランジスタであって、両トランジスタ共に、ソース
に矢印を付して示す。論理ゲート1,2の出力を共通接続
し、接続点fをインバータ8の入力に接続して、その出
力に差出力信号Dを得、論理ゲート3,4の出力を共通接
続し、接続点kをインバータ9の入力に接続して、その
出力にボロー出力信号Coを得る。
入力信号A,B,Ciに対する論理ゲート1,2の出力と差出
力信号Dを第1表の真理値表に、また、論理ゲート3,4
の出力とボロー出力信号Coを第2表の真理値表に示す。
一例として、A=0,B=0,Ci=1の場合には、Pチャ
ネル・トランジスタ10,11,14が同時にオンして、論理ゲ
ート1の出力は1、論理ゲート2は高出力インピーダン
スとなって、共通接続点fが1となり、インバータ8で
反転されて差出力信号Dは0となる。一方、Nチャネル
・トランジスタ43と45が同時にオンして、論理ゲート4
の出力は0、論理ゲート3は高出力インピーダンスとな
って、共通接続点kが0となり、インバータ9で反転さ
れて、ボロー出力信号Coは1となる。
第1,2表の真理値表から、D,Coは次式で表わされ、減
算セルとして動作していることがわかる。
D=ACi Co=A+BCi+CiA 次に、第1図の減算セルの減算時間を見積る。入力信
号A,B,Ciが同時に入力されたとすると、インバータ5,6,
7で、それぞれ,,▲▼が同時に得られ、A,B,C
i,,,▲▼の6つの信号が論理ゲート1〜4
に入力され、インバータ8,9でバッファされるから、差
出力信号Dは、インバータ2段と論理ゲート(1又は
2)1段の、ゲート3段の遅延時間で、また、ボロー出
力信号Coも同様に、インバータ2段と論理ゲート(3又
は4)1段の、ゲート3段の遅延時間で得られる。
従って、本発明による減算セルの減算時間は、従来の
減算セル(第3図)に比べて、差出力信号D,ボロー出力
信号Coともに、約5分の3に短縮されていることにな
る。
なお、論理ゲート1〜4の内部構成は、第1図に示す
ものに限定されることはなく、反機能を有した複合ゲー
トならどんな構成でも良い。例えば、論理ゲート1の場
合に、▲▼がA,Bとほぼ同じタイミングで入力され
るならば、第2図の如き構成にした方がより高速とな
る。これは、第1図のPチャネル,Nチャネル・トランジ
スタ14,15をそれぞれ電源(VDD),グランド側に接続し
た構成になっていて、付番、付記号は第1図のそれと完
全に対応している。これは、信号▲▼,A,Bが、,
に比べてインバータ1段分早く到来するため、▲
▼,A,Bの入力するトランジスタを固定電位点側にもって
来ることによって、遅れて到来する,の入力するト
ランジスタ11,13,16,18の負荷容量を最小にし、伝搬遅
延時間の短縮を図ったものである。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、従来の回路に比
べ、約1.7倍の減算速度を有するCMOSトランジスタ構成
の減算セルを得ることができ、CMOS構成の割算器,多入
力減算器等を構築するのに最適であって、その効果は極
めて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の減算セルの具体的回路構成
図、第2図は第1図中の論理ゲート1の他の実施例を示
す回路図、第3図は従来の減算セルの回路構成図であ
る。 1,2,3,4……論理ゲート、5,6,7,8,9……インバータ、A
……被減算信号、B……減算信号、Ci……ボロー入力信
号、Co……ボロー出力信号、a〜e……入力信号、f,k
……出力、g,h,l,m,n……入力信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1、第2、第3、第4、第5の入力を有
    し、上記第1、第2、第3の入力が共に高論理レベルの
    第1の場合又は上記第1、第4、第5の入力が共に高論
    理レベルの第2の場合の少なくとも一方の場合に出力が
    低論理レベルとなり、上記第1、第2、第3の入力が共
    に低論理レベルの第3の場合又は上記第1、第4、第5
    の入力が共に低論理レベルの第4の場合の少なくとも一
    方の場合に出力が高論理レベルとなり、上記第1〜第4
    の場合以外の入力条件のときには出力は高インピーダン
    ス状態となる第1、第2の論理ゲートと、第6、第7の
    入力を有し、上記第6、第7の入力が共に高論理レベル
    の第5の場合に出力が低論理レベルとなり、上記第6、
    第7の入力が共に低論理レベルの第6の場合に出力が高
    論理レベルとなり、上記第5、第6の場合以外の入力条
    件のときには出力は高インピーダンス状態となる第3の
    論理ゲートと、第8、第9、第10の入力を有し、上記第
    8、第9の入力が共に高論理レベルの第7の場合又は上
    記第8、第10の入力が共に高論理レベルの第8の場合の
    少なくとも一方の場合に出力が低論理レベルとなり、上
    記第8、第9の入力が共に低論理レベルの第9の場合又
    は上記第8、第10の入力が共に低論理レベルの第10の場
    合の少なくとも一方の場合に出力が高論理レベルとな
    り、上記第7〜第10の場合以外の入力条件のときには出
    力は高インピーダンス状態となる第4の論理ゲートと、
    第1、第2のインバータとを具備し、被減算信号を、上
    記第1の論理ゲートの第2の入力と上記第2の論理ゲー
    トの第2の入力とに入力し、上記被減算信号の反転信号
    を、上記第1の論理ゲートの第5の入力と上記第2の論
    理ゲートの第4の入力と上記第3の論理ゲートの第6の
    入力と上記第4の論理ゲートの第10の入力とに入力し、
    減算信号を、上記第1の論理ゲートの第3の入力と上記
    第2の論理ゲートの第5の入力と上記第3の論理ゲート
    の第7の入力と上記第4の論理ゲートの第9の入力とに
    入力し、上記減算信号の反転信号を、上記第1の論理ゲ
    ートの第4の入力と上記第2の論理ゲートの第3の入力
    とに入力し、ボロー入力信号を上記第2の論理ゲートの
    第1の入力と上記第4の論理ゲートの第8の入力とに入
    力し、上記ボロー入力信号の反転信号を、上記第1の論
    理ゲートの第1の入力に入力し、上記第1と第2の論理
    ゲートの出力を上記第1のインバータの入力に接続し、
    上記第3、第4の論理ゲートの出力を上記第2のインバ
    ータの入力に接続して、上記第1のインバータの出力に
    差信号出力を得、上記第2のインバータの出力にボロー
    出力信号を得るように構成したことを特徴とする減算セ
    ル。
JP61265973A 1986-11-07 1986-11-07 減算セル Expired - Lifetime JPH0810427B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61265973A JPH0810427B2 (ja) 1986-11-07 1986-11-07 減算セル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61265973A JPH0810427B2 (ja) 1986-11-07 1986-11-07 減算セル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63118934A JPS63118934A (ja) 1988-05-23
JPH0810427B2 true JPH0810427B2 (ja) 1996-01-31

Family

ID=17424606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61265973A Expired - Lifetime JPH0810427B2 (ja) 1986-11-07 1986-11-07 減算セル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0810427B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3185622B2 (ja) * 1995-08-24 2001-07-11 松下電器産業株式会社 全減算器
CN103699353B (zh) * 2013-12-05 2016-06-08 西安交通大学 一种一位全减器电路

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4685079A (en) * 1984-12-14 1987-08-04 Rca Corporation Ripple-borrow binary subtraction circuit
US4709346A (en) * 1985-04-01 1987-11-24 Raytheon Company CMOS subtractor

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63118934A (ja) 1988-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4601007A (en) Full adder
JPH0215088B2 (ja)
US3932734A (en) Binary parallel adder employing high speed gating circuitry
US4471454A (en) Fast, efficient, small adder
US4831578A (en) Binary adder
JPS63102510A (ja) 排他的orゲートおよび/または排他的norゲートを構成する組合せ回路
JPS595349A (ja) 加算器
US4709346A (en) CMOS subtractor
JP2000235479A (ja) 和・比較演算を実行するための方法および装置
JPH0619685A (ja) 並列乗算回路
US5732008A (en) Low-power high performance adder
JPH0810427B2 (ja) 減算セル
US8135768B2 (en) Adder with reduced capacitance
JPH087672B2 (ja) 減算セル
JP3185622B2 (ja) 全減算器
JPH01228023A (ja) 全加算器
JPS59123930A (ja) 桁上げ信号発生器
JPS648857B2 (ja)
JP2508041B2 (ja) インクリメント回路
JPH0139130B2 (ja)
JPS59202542A (ja) デコ−ダ回路
JPH0460252B2 (ja)
JPS595348A (ja) 全加算器
JP2681968B2 (ja) 演算処理装置
KR950009684B1 (ko) 전가산기