JPH10161852A - 乗算器 - Google Patents

乗算器

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JPH10161852A
JPH10161852A JP8319124A JP31912496A JPH10161852A JP H10161852 A JPH10161852 A JP H10161852A JP 8319124 A JP8319124 A JP 8319124A JP 31912496 A JP31912496 A JP 31912496A JP H10161852 A JPH10161852 A JP H10161852A
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multiplier
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multiplicand
signal
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Tomochika Kaneki
朋睦 鹿子木
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1ワードの乗算とハーフワードの乗算を行な
う乗算器において、乗数と被乗数のビット長が増加した
場合、ハーフワードの乗算を行なうための付加回路の増
加を削減する。 【解決手段】 ハーフワードの乗算を行なうための制御
信号100に応じて乗数の一部を無効化する制御ゲートを
有したデコーダ110,111と、制御信号100に応じて、前記
デコーダの出力と部分積を無効化させるための信号を選
択するデコーダ信号抑制器107,108と、XHとXLSとYHが入
力される第1ブロック101と、XLとYHが入力される第2
ブロック102と、XHとXLSとYLが入力される第3ブロック
103と、XLとYLが入力される第4ブロック104からなる部
分積生成部を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は制御信号により1ワ
ードの乗算とハーフワードの乗算を実行する乗算器に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、画像処理等において、単精度と倍
精度の演算を行うFPUでは、高い演算性能が要求され
る。しかし、この要求に応じて演算器を実現していくと
ハードウェアが増加してしまう。そこでFPUでは、単
精度の演算を2つ同時に実行することで、ハードウェア
の増加を抑えつつ、処理能力を向上させている。
【0003】1ワードの乗算及びハーフワードの乗算を
行なう従来の乗算器としては、ISSCC96 SESSION9/SRAM/
PAPER FA9.4(東芝)に開示されており、図7にその乗
算器の一例を示す。本乗算器は、前記乗算を行うための
制御信号(1100)と、デコーダ部(1110,1111)と、4つの
ブロック(1101〜1104)と、多入力加算器(1109)で構成さ
れる。
【0004】第1ブロック(1101)と第4ブロック(1104)
は、部分積発生器(1120)だけで構成され、第2ブロック
(1102)と第3ブロック(1103)は、部分積発生器(1120)と
部分積抑制器(1130)で構成される。
【0005】図7において、第1ブロック(1101)内の部
分積発生器には、X3及びXHとDEC_H(1110)の出力が入力
され、第2ブロック(1102)内の部分積発生器には、XLと
DEC_H(1110)の出力が入力される。第3ブロック(1103)
内の部分積発生器には、X3及びXHとDEC_L(1111)の出力
が入力され、第4ブロック(1104)内の部分積発生器に
は、XLとDEC_L(1111)の出力が入力される。4つのブロ
ックの出力は、多入力加算器(1109)へ入力される。
【0006】以上の構成において、1ワードの乗算は以
下のように実行される。第1ブロック(1101)及び第2ブ
ロック(1102)と、第3ブロック(1103)及び第4ブロック
(1104)に、被乗数Xは、8ビットの2の補数表現の数値
として入力され、第1ブロック(1101)及び第3ブロック
(1103)と、第2ブロック(1102)及び第4ブロック(1104)
に、乗数Yは、8ビットの2の補数表現の数値としてデ
コードされた信号が入力されるため、第1〜4ブロック
内の部分積発生器はX・Yを求めるための部分積を出力す
る。第2ブロック(1102)と第3ブロック(1103)におい
て、部分積は部分積抑制器(1130)で0とされず、多入力
加算器(1109)ではキャリーが伝搬するので、X・Yの乗算
が実行できる。
【0007】ハーフワードの乗算は以下のように実行さ
れる。第1ブロック(1101)では、YHを4ビットの2の補
数表現の数値としてデコードされた信号とXHにより、部
分積発生器はXH・YHを求めるための部分積を出力する。
【0008】第4ブロック(1104)では、YLを4ビットの
2の補数表現の数値としてデコードされた信号とXLによ
り、部分積発生器はXL・YLを求めるための部分積を出力
する。
【0009】第2ブロック(1102)と第3ブロック(1103)
では、部分積発生器の出力が部分積抑制器で0とされ
る。多入力加算器(1109)で8ビットの桁から9ビットの
桁へのキャリーが0となるので、XH・YHとXL・YLの乗算
が実行できる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】この乗算器において、
第2ブロック及び第3ブロック内の部分積発生器には、
ハーフワードの乗算を行なうための部分積抑制器が付加
されている。部分積発生器は、乗数と被乗数のビット長
の積に比例するので、乗数と被乗数のビット長が増加し
た場合、ハーフワードの乗算を行なうための部分積抑制
器も乗数と被乗数のビット長の積に比例して増加してし
まうという問題がある。
【0011】乗数、被乗数がNビットの場合の部分積抑
制器のゲート数は第3ブロックで(N/2+1)・(N/4)、第2
ブロックで(N/2)・(N/4)となる。
【0012】本発明は、乗数と被乗数のビット長が増加
した場合、ハーフワードの乗算を行なうための付加回路
の増加を削減することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、ハーフワードの乗算を行なうための制御信
号に応じて乗数の一部を無効化する制御ゲートを有した
デコーダと、前記制御信号に応じて、前記デコーダの出
力と部分積を無効化させるための信号を選択するデコー
ダ信号抑制器と、XHとXLSとYHが入力される第1ブロッ
クと、XLとYHが入力される第2ブロックと、XHとXLSとY
Lが入力される第3ブロックと、XLとYLが入力される第
4ブロックからなる部分積生成部を備えたものである。
【0014】前記制御信号に応じて、前記デコーダは乗
数の一部を無効化にした後デコードし、前記デコーダ信
号抑制器はデコード信号を無効化したものを前記部分積
生成部へ入力し、第3ブロックの一部が第4ブロックの
符号拡張として動作することにより、XH・YH、XL・YLの
乗算を行なう。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図6を用いて説明する。
【0016】図1は本発明の一実施の形態に係る乗算器
の概略構成を示したものである。本演算器は、4つのブ
ロック(101,102,103,104)、セレクタ部(105)、デコーダ
部(110,111)、デコード信号抑制器(107,108)、多入力加
算器(109)を具備し、1ワードの乗算、ハーフワードの
2つの乗算を実行するように構成される。
【0017】以上のように構成された乗算器について、
以下、その詳細な構成を述べる。図1において、多入力
加算器(109)は、図3に示すようにツリー加算器(503)と
桁上げ伝搬加算器(504)及びアンドゲート(501,502)から
構成される。制御信号(100)が1の場合は、8ビットの
桁から9ビットの桁へのキャリーを伝搬させ、制御信号
(100)が0の場合は、8ビットの桁から9ビットの桁へ
のキャリーをアンドゲート(501,502)により0にする。
【0018】セレクタ部(105)は、XHとXLSの選択を行な
い、出力信号は第3ブロックへ入力される。第1ブロッ
ク(101)には、XH、XLS、DEC_H(110)で出力されたデコー
ド信号が入力され、第2ブロック(102)には、XLとデコ
ード信号抑制器(108)の出力信号が入力される。第3ブ
ロック(103)内の第1サブブロック(1031)には、セレク
タ部(105)の出力、デコード信号抑制器(107)の出力信号
が入力され、第3ブロック内の第2サブブロック(1032)
には、セレクタ部(105)の出力、DEC_L(111)で出力され
たデコード信号が入力される。第4ブロック(104)に
は、XL、DEC_L(111)で出力されたデコード信号が入力さ
れる。
【0019】図2は、図1の詳細な構成を示す。説明の
便宜上、被乗数X(X0〜X7)、乗数Y(Y0〜Y7)は8ビット、
ブースのデコーダは2次とする。また、1ワードの乗算
時は制御信号(100)を1、ハーフワードの乗算時は制御
信号を0とする。
【0020】同図において、部分積発生器4010〜4019
は、図1の第1ブロック(101)、部分積発生器4020〜402
7は、図1の第2ブロック(102)に相当する。部分積発生
器4110〜4113は、図1の第3ブロックの第1サブブロッ
ク(1031)に相当し、部分積発生器4120〜4125は、図1の
第3ブロックの第2サブブロック(1032)に相当する。部
分積発生器4040〜4047は、図1の第4ブロック(104)に
相当する。406〜409はデコード部からの出力信号であ
る。410〜413はデコーダ信号抑制器(40〜43)の出力信号
であり、制御信号(100)が0の場合は0となる。
【0021】セレクタ部(105)は、制御信号(100)が1の
時、X3〜X6とX4〜X7を第3ブロック内の部分積発生器へ
出力し、制御信号(100)が0の時は、X3と0を第3ブロ
ック内の部分積発生器へ出力する。
【0022】各ブロック内の部分積発生器は図4に真理
値表に基づくものであり、60〜62の信号が全て0の場
合、出力は0となる。部分積発生器で出力された部分積
は多入力加算器(109)へ入力される。
【0023】1ワードの乗算を行なう場合の計算過程を
図5に示す。セレクタ部(105)はX3〜X6、X4〜X7を出力
するので、第3ブロック内の第2サブブロック(412)で
は、デコードの出力信号(406,407)により部分積発生器
(4120〜4125)はX・Yを求めるための部分積を出力する。
第3ブロック内の第1サブブロック(411)では、デコー
ダの出力信号(406,407)がデコーダ信号抑制器(40,41)に
より0とされないので、部分積発生器(4110〜4113)はX
・Yを求めるための部分積を出力する。
【0024】第1ブロック(101)及び第4ブロック(104)
は、従来例で示した図7の第1ブロック(1101)及び第4
ブロック(1104)と同じ働きをし、部分積発生器(4010〜4
019,4040〜4047)はX・Yを求めるための部分積を出力す
る。
【0025】第2ブロック(102)では、デコーダの出力
信号(408,409)がデコーダ信号抑制器(42,43)により0と
されないので、部分積発生器(4020〜4027)はX・Yを求め
るための部分積を出力する。
【0026】部分積発生器の出力を多入力加算器にて加
算を行なう際、キャリーは伝搬するのでX・Yの乗算が可
能となる。
【0027】ハーフワードの乗算を行なう場合の計算過
程を図6に示す。第3ブロック内の第2サブブロック(4
12)では、セレクタ部(105)の出力はX3と0になるので、
デコーダの出力信号(406,407)により部分積発生器(4120
〜4125)はXL・YLを求めるための符号拡張を出力する。
第3ブロック内の第1サブブロック(411)では、デコー
ダ信号抑制器(40,41)の出力信号が0となるので部分積
発生器(4110〜4113)は0を出力する。
【0028】第1ブロック(101)及び第4ブロック(104)
は、従来例で示した図7の第1ブロック(1101)及び第4
ブロック(1104)と同じ働きをし、第1ブロック内の部分
積発生器(4010〜4019)はXH・YH、第4ブロック内の部分
積発生器(4040〜4047)はXL・YLを求めるための部分積を
出力する。
【0029】第2ブロック(102)では、デコーダ信号抑
制器(42,43)の出力信号が0となるので部分積発生器(40
20〜4027)は0を出力する。部分積発生器の出力を多入
力加算器にて加算を行なう際、8ビット目から9ビット
目へのキャリーが0となるので、XH・YH、XL・YLの乗算
が実行される。
【0030】
【発明の効果】以上のような説明から明らかなように、
ハーフワードの乗算を行なうための付加回路は、被乗数
のビット長の増加に対しては前記セレクタ部の増加、乗
数のビット長の増加に対しては前記デコーダ信号抑制器
の増加となる。
【0031】乗数、被乗数をNビットとした場合、セレ
クタ部のゲート数はN、デコーダのゲート数は3N/2とな
り、乗数と被乗数のビット長の和に比例するという有利
な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る乗算器の概略構成
【図2】同実施の形態に係る乗算器の詳細な構成図
【図3】同実施の形態に係る多入力加算器でのキャリー
を無効化する手段を示した図
【図4】同実施の形態に係る部分積発生器の動作図
【図5】同実施の形態に係る1ワードの乗算を行なう場
合の動作説明図
【図6】同実施の形態に係るハーフワードの乗算を行な
う場合の動作説明図
【図7】従来の乗算器の概略構成図
【符号の説明】
100 制御信号 101 第1ブロック 102 第2ブロック 103 第3ブロック 104 第4ブロック 1031 第1サブブロック 1032 第2サブブロック 105 セレクタ部 110,111 デコーダ部 107,108 デコーダ信号抑制器 109 多入力加算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1ワードの被乗数と1ワードの乗数との
    積を求める演算器であって、 ハーフワードの乗算を行なうための制御信号に応じて乗
    数の一部を無効化する制御ゲートを有したデコーダと、 前記制御信号に応じて、前記デコーダの出力と部分積を
    無効化させるための信号を選択するデコーダ信号抑制器
    と、 被乗数の上位ハーフワード(以下XH)と下位ハーフワー
    ド(以下XL)の最上位ビット(以下XLS)と乗数の上位
    ハーフワード(以下YH)が入力される第1ブロックと、 前記XLと前記YHが入力される第2ブロックと、 前記XHとXLSと乗数の下位ハーフワード(以下YL)が入
    力される第3ブロックと、 前記XLと前記YLが入力される第4ブロックからなる部分
    積生成部とを具備し、 前記制御信号に応じて、前記デコーダは乗数の一部を無
    効化にした後デコードし、前記デコーダ信号抑制器はデ
    コード信号を無効化したものを前記部分積生成部へ入力
    し、第3ブロックの一部が第4ブロックの符号拡張とし
    て動作することにより、XH・YH、XL・YLの乗算を行なう
    ことを特徴とする乗算器。
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