JPH1115641A - Multiplier using redundant binary adder - Google Patents

Multiplier using redundant binary adder

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Publication number
JPH1115641A
JPH1115641A JP16573397A JP16573397A JPH1115641A JP H1115641 A JPH1115641 A JP H1115641A JP 16573397 A JP16573397 A JP 16573397A JP 16573397 A JP16573397 A JP 16573397A JP H1115641 A JPH1115641 A JP H1115641A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
partial product
bit
outputting
data
redundant binary
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP16573397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazufumi Tagami
一文 田上
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
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1115641A publication Critical patent/JPH1115641A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate multiplying processing by adding two partial products with the same code weight as the code of a multiplier encoding result and two partial products with a reverse code weight at a partial product adding means. SOLUTION: A first partial product generating means 110 generates a partial product from a multiplicand X so as to have the same code weight as the code of the encoding result of a multiplier encoding means 100. A second partial product generating means 111 generates a partial product from the multiplicand X so as to have a code weight reverse to the code of the encoding result of a multiplier encoding means 100. Then a first partial product adding means 120 adds two of the respective partial products generated by the means 110 and 111 and outputs one redundant binary number data. A second partial product adding means 130 adds plural outputted redundant binary number data to output one redundant binary number data and a redundant binary/binary transformation means 140 transforms this data to binary number data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冗長2進加算器を
用いた乗算装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiplication device using a redundant binary adder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の冗長2進加算器を用いた乗算装置
は、ブースのアルゴリズムに応じて部分積を生成し、部
分積の加算を冗長2進加算器にて行い、冗長2進数で表
現された部分積の最終和を2進数へ変換して出力する構
成をとる。このうち冗長2進加算器として、冗長2進数
表現を符号ビットと絶対値ビットとの2ビットで表現し
て加算を行うものと、冗長2進数表現を値「1」の重み
を持つビットと値「−1」の重みを持つビットとの2ビ
ットで表現して加算を行うものとが提案されている。例
えば、特開昭63−182739号公報及び特開平6−
214755号公報参照。
2. Description of the Related Art A conventional multiplier using a redundant binary adder generates a partial product according to a Booth's algorithm, performs addition of the partial product by a redundant binary adder, and expresses the result by a redundant binary number. The final sum of the obtained partial products is converted into a binary number and output. Of these, a redundant binary adder is used to add a redundant binary number expression by expressing it as two bits of a sign bit and an absolute value bit, and to add a redundant binary number expression to a bit having a weight of value “1” and a value. It has been proposed to add two bits together with a bit having a weight of “−1” to perform addition. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
See 214755.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】特開昭63−1827
39号公報に記載の第1の従来例では、部分積を生成す
る際に各ビットの符号が互いに異なるような部分積をペ
アで生成することにより最初の部分積加算を高速に行っ
ている。しかしながら、一方の部分積の符号に応じて他
方の部分積の符号を逆にするような論理回路を必要とす
るという問題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1827
In the first conventional example described in JP-A-39-39, when generating partial products, the first partial product addition is performed at high speed by generating a pair of partial products in which the signs of the bits are different from each other. However, there is a problem that a logic circuit is required which reverses the sign of one partial product according to the sign of the other partial product.

【0004】また、特開平6−214755号公報に記
載の第2の従来例では、乗算装置を構成する冗長2進加
算器が、値「0」の表現として、値「1」の重みを持つ
ビットと値「−1」の重みを持つビットとが両方とも立
つという表現を禁止しているために、数表現変換手段を
必要とするという問題があった。
In the second conventional example described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-214755, a redundant binary adder constituting a multiplier has a weight of a value "1" as an expression of a value "0". Since the expression in which both the bit and the bit having the weight of the value “−1” are both set is prohibited, there is a problem that a numerical expression conversion unit is required.

【0005】すなわち、双方の例とも部分積生成から部
分積加算を実行するまでに前準備を行う手段を必要とし
ていた。
[0005] That is, both examples require a means for making preparations from the generation of partial products to the execution of partial product addition.

【0006】したがって、本発明の目的は、上記前準備
のための手段を不必要とする構成を採ることにより、乗
算処理の高速化を達成することにある。
Therefore, an object of the present invention is to achieve a high-speed multiplication process by adopting a configuration that does not require the above-mentioned preparation means.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の乗算装置は、部分積加算手段において、乗
数エンコード結果の符号と同一の符号重みを持つ2つの
部分積と、乗数エンコード結果の符号とは逆の符号重み
を持つ2つの部分積との加算を行い、1つの冗長2進数
データを加算結果として出力することとしたものであ
る。
In order to achieve the above object, a multiplication apparatus according to the present invention is characterized in that the partial product adding means includes two partial products having the same code weight as the code of the multiplier encoding result, and a multiplier encoding unit. The result is added with two partial products having opposite sign weights to the sign of the result, and one redundant binary data is output as an addition result.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る乗算装置の
構成例を示すブロック図である。図1において、100
はブースのアルゴリズムにより乗数をエンコードするた
めの乗数エンコード手段である。110は乗数エンコー
ド手段100の出力と被乗数とから各ビットの符号が反
転していない2進数表現で出力するための第1の部分積
生成手段である。111は乗数エンコード手段100の
出力と被乗数とから各ビットの符号が反転している2進
数表現で出力するための第2の部分積生成手段である。
120は第1の部分積生成手段100で生成された部分
積のうち2つと、第2の部分積生成手段111で生成さ
れた部分積のうち2つとの加算を行い、1つの冗長2進
数データを加算結果として出力するための手段を複数有
する第1の部分積加算手段である。130は第1の部分
積加算手段120の出力と、第1の部分積加算手段12
0で足し込むことのできなかった第1の部分積生成手段
110の補正項KHと、第2の部分積生成手段111の
補正項JHとから冗長2進数表現の積を求めるための第
2の部分積加算手段である。140は第2の部分積加算
手段130により求められた冗長2進数表現の積を2進
数表現の積に変換するための冗長2進・2進変換手段で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a multiplication device according to the present invention. In FIG. 1, 100
Is a multiplier encoding means for encoding the multiplier by the Booth algorithm. Reference numeral 110 denotes first partial product generation means for outputting the output of the multiplier encoding means 100 and the multiplicand in binary notation in which the sign of each bit is not inverted. Reference numeral 111 denotes a second partial product generation unit for outputting a binary representation in which the sign of each bit is inverted from the output of the multiplier encoding unit 100 and the multiplicand.
120 adds two of the partial products generated by the first partial product generation means 100 and two of the partial products generated by the second partial product generation means 111 to generate one redundant binary data As a result of addition. 130 is an output of the first partial product addition means 120 and the first partial product addition means 12
The second term for obtaining the product of the redundant binary representation from the correction term KH of the first partial product generation means 110 that could not be added by 0 and the correction term JH of the second partial product generation means 111. It is a partial product addition means. Reference numeral 140 denotes a redundant binary / binary conversion unit for converting the product of the redundant binary number expression obtained by the second partial product adding unit 130 into a product of the binary number expression.

【0009】以上のように構成された乗算装置の動作を
説明する。まず、被乗数X[15:0]と乗数Y[1
5:0]とは、各々2の補数体系で表現された16ビッ
トの2進数である。初めに乗数は2次のブースのアルゴ
リズムを用いて乗数エンコード手段100によってエン
コードされる。第1の部分積生成手段110は、乗数エ
ンコード手段100のエンコード結果が零以外の任意の
正の数である場合には被乗数の任意数倍を出力し、乗数
エンコード手段100のエンコード結果が零以外の任意
の負の数である場合には被乗数の任意数倍に対して、各
ビットの論理反転を出力しかつ2の補数化のための補正
項を部分積の最下位ビットの位置に出力し、乗数エンコ
ード手段100のエンコード結果が零の場合には各ビッ
トに0を出力することにより、乗数エンコード手段10
0のエンコード結果の符号に対して、同一の符号重みを
持つように被乗数Xから部分積を生成する。第2の部分
積生成手段111は、乗数エンコード手段100のエン
コード結果が零以外の任意の正の数である場合には被乗
数の任意数倍に対して、各ビットの論理反転を出力しか
つ2の補数化のための補正項を部分積の最下位ビットの
位置に出力し、乗数エンコード手段100のエンコード
結果が零以外の任意の負の数である場合には被乗数の任
意数倍を出力し、乗数エンコード手段100のエンコー
ド結果が零の場合には各ビットに0を出力することによ
り、乗数エンコード手段100のエンコード結果の符号
に対して、逆の符号重みを持つように被乗数Xから部分
積を生成する。
[0009] The operation of the multiplication device configured as described above will be described. First, the multiplicand X [15: 0] and the multiplier Y [1
5: 0] is a 16-bit binary number expressed in a two's complement system. First, the multiplier is encoded by the multiplier encoding means 100 using a secondary Booth algorithm. When the encoding result of the multiplier encoding means 100 is any positive number other than zero, the first partial product generating means 110 outputs an arbitrary multiple of the multiplicand, and the encoding result of the multiplier encoding means 100 is other than zero. If it is an arbitrary negative number, a logical inversion of each bit is output for any multiple of the multiplicand, and a correction term for 2's complement is output at the position of the least significant bit of the partial product. When the encoding result of the multiplier encoding means 100 is zero, 0 is output to each bit, so that the multiplier encoding means 10
A partial product is generated from the multiplicand X so as to have the same code weight for the code resulting from the encoding of 0. When the encoding result of the multiplier encoding means 100 is any positive number other than zero, the second partial product generating means 111 outputs a logical inversion of each bit for an arbitrary multiple of the multiplicand, and Is output at the position of the least significant bit of the partial product, and when the encoding result of the multiplier encoding means 100 is any negative number other than zero, an arbitrary multiple of the multiplicand is output. When the encoding result of the multiplier encoding means 100 is zero, 0 is output to each bit, so that the code of the encoding result of the multiplier encoding means 100 is subjected to partial product from the multiplicand X so as to have the opposite sign weight. Generate

【0010】第1の部分積生成手段110により生成さ
れた部分積と第2の部分積生成手段111により生成さ
れた部分積とは、第1の部分積生成手段110の補正項
KHと第2の部分積生成手段111の補正項JHとを除
き第1の部分積加算手段120に入力される。第1の部
分積加算手段120は、各ビット毎に2つの正の重みを
持つデータと2つの負の重みを持つデータとを足し込
み、その加算結果を2つの冗長2進数データL[22:
0]及びM[30:6]として出力する。
[0010] The partial product generated by the first partial product generating means 110 and the partial product generated by the second partial product generating means 111 are the correction term KH of the first partial product generating means 110 and the second partial product. Are input to the first partial product addition means 120 except for the correction term JH of the partial product generation means 111. The first partial product adding means 120 adds data having two positive weights and data having two negative weights for each bit, and adds the addition result to two redundant binary data L [22:
0] and M [30: 6].

【0011】第2の部分積加算手段130は、第1の部
分積加算手段120の出力データL[22:0]及びM
[30:6]と、第1の部分積生成手段110の出力で
ある補正項KHと、第2の部分積生成手段111の出力
である補正項JHとを足し込んで、その加算結果N[3
1:0]を冗長2進数表現で出力する。
The second partial product adding means 130 outputs the output data L [22: 0] and M of the first partial product adding means 120.
[30: 6], the correction term KH output from the first partial product generation means 110, and the correction term JH output from the second partial product generation means 111 are added, and the addition result N [ 3
1: 0] in redundant binary notation.

【0012】冗長2進・2進変換手段140を構成する
PG生成手段150は、第2の部分積加算手段130の
出力N[31:0]から各ビット毎にキャリー生成関数
G[31:0]とキャリー伝播関数P[31:0]とを
生成し出力する。冗長2進・2進変換手段140を構成
する最終加算手段160は、PG生成手段150の出力
G[31:0]及びP[31:0]から、被乗数X[1
5:0]と乗数Y[15:0]との積Z[31:0]を
求める。
The PG generating means 150 constituting the redundant binary / binary converting means 140 has a carry generating function G [31: 0] for each bit from the output N [31: 0] of the second partial product adding means 130. ] And carry propagation function P [31: 0] are generated and output. The final adding means 160 constituting the redundant binary / binary converting means 140 obtains the multiplicand X [1] from the outputs G [31: 0] and P [31: 0] of the PG generating means 150.
5: 0] and the multiplier Y [15: 0] are obtained as a product Z [31: 0].

【0013】図2は、図1中の乗数エンコード手段10
0の内部構成を示すブロック図である。図2中の200
は1エンコード結果当たりの回路を示す。乗数は2次の
ブースのアルゴリズムによりエンコードされる。エンコ
ード結果BEiは−2,−1,0,1,2の5つの値を
とり、値「1」であることを示す1Eiと、値「2」で
あることを示す2Eiと、負のときに1が立つことによ
り符号を示すSEiとの3ビットで表現される。ただ
し、NSEiは、SEiの反転信号であって、部分積を生
成する際に使用される。ここで、iは0,2,4,6,
8,10,12,14であり、Y-1は0である。
FIG. 2 shows a multiplier encoding means 10 shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the 00 ’. 200 in FIG.
Indicates a circuit per encoding result. The multiplier is encoded by a second order Booth algorithm. The encoding result BEi has five values of -2, -1, 0, 1, and 2, and 1Ei indicating that the value is "1", 2Ei indicating that the value is "2", and It is expressed by 3 bits of SEi indicating a code when 1 is set. Here, NSEi is an inverted signal of SEi and is used when generating a partial product. Where i is 0, 2, 4, 6,
8, 10, 12, and 14, and Y-1 is 0.

【0014】図3は、図1中の第1の部分積生成手段1
10の内部構成を示すブロック図である。図3中の30
0は1ビット当たりの回路を示し、301は補正項を生
成するための回路を示している。エンコード結果が正の
場合には被乗数がそのまま選択され、負の場合には被乗
数のビット反転が選択される。複合ゲートはエンコード
結果が1か−1の場合には各々のビットの選択値を出力
し、エンコード結果が2か−2の場合には1ビット下位
の選択値を出力し、エンコード結果が0の場合には0を
出力する。複合ゲートの出力が、生成される部分積のビ
ットnの出力1PPOnになる。2の補数化のための補
正項1PPHは、制御信号NSEiと2Eiと1Eiとの
各々の否定の論理積をとることにより生成される。これ
はエンコード結果が−1か−2のときに成り立ち、生成
する部分積の最下位ビットの位置に出力される。
FIG. 3 shows the first partial product generating means 1 shown in FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the ten. 30 in FIG.
0 indicates a circuit per bit, and 301 indicates a circuit for generating a correction term. When the encoding result is positive, the multiplicand is selected as it is, and when the encoding result is negative, bit inversion of the multiplicand is selected. The composite gate outputs the selected value of each bit when the encoding result is 1 or −1, and outputs the selected value one bit lower when the encoding result is 2 or −2. In this case, 0 is output. The output of the composite gate becomes the output 1PPOn of the bit n of the generated partial product. The correction term 1PPH for two's complement is generated by taking the logical AND of the control signals NSEi, 2Ei and 1Ei. This holds when the encoding result is -1 or -2, and is output at the position of the least significant bit of the generated partial product.

【0015】図4は、図1中の第2の部分積生成手段1
11の内部構成を示すブロック図である。図4中の30
0は1ビット当たりの回路を示し、301は補正項を生
成するための回路を示している。エンコード結果が負の
場合には被乗数がそのまま選択され、正の場合には被乗
数のビット反転が選択される。複合ゲートはエンコード
結果が1か−1の場合には各々のビットの選択値を出力
し、エンコード結果が2か−2の場合には1ビット下位
の選択値を出力し、エンコード結果が0の場合には0を
出力する。複合ゲートの出力が、生成される部分積のビ
ットnの出力2PPOnになる。2の補数化のための補
正項2PPHは、制御信号SEiと2Eiと1Eiとの各
々の否定の論理積をとることにより生成される。これは
エンコード結果が1か2のときに成り立ち、生成する部
分積の最下位ビットの位置に出力される。
FIG. 4 shows the second partial product generating means 1 in FIG.
It is a block diagram which shows the internal structure of No. 11. 30 in FIG.
0 indicates a circuit per bit, and 301 indicates a circuit for generating a correction term. When the encoding result is negative, the multiplicand is selected as it is, and when the encoding result is positive, bit inversion of the multiplicand is selected. The composite gate outputs the selected value of each bit when the encoding result is 1 or −1, and outputs the selected value one bit lower when the encoding result is 2 or −2. In this case, 0 is output. The output of the composite gate becomes the output 2PPOn of bit n of the partial product to be generated. The correction term 2PPH for two's complement is generated by taking the logical AND of each of the control signals SEi, 2Ei, and 1Ei. This holds when the encoding result is 1 or 2, and is output at the position of the least significant bit of the generated partial product.

【0016】図5は、図1の乗算装置における乗算処理
を説明するための図である。図5中においてデータを示
す記号の上に傍線が引いてあるものは、負の重みを持っ
ていることを示している。第2の部分積生成手段111
の生成する部分積の最上位ビットをそれぞれペアとなる
第1の部分積生成手段110の生成する部分積の最上位
ビットの位置まで符号拡張し、それぞれの補正項を図5
に示すように配置する。すると、各ビット毎に負の重み
を持つ2つを上限とするデータと正の重みを持つ2つを
上限とするデータとの組み合わせに分けることができ
る。ここで、ビット0に加えられる値「1」は冗長2進
数データから2進数データへのデータ変換を行う際に負
の重みのデータの2の補数をとるために必要となる補正
項である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a multiplication process in the multiplication device of FIG. In FIG. 5, a symbol having a negative line indicates that the symbol indicating data is underlined. Second partial product generating means 111
Is sign-extended to the position of the most significant bit of the partial product generated by the first partial product generating means 110, which forms a pair, and the respective correction terms are shown in FIG.
Arrange as shown. Then, it can be divided into a combination of data of which upper limit is two with a negative weight for each bit and data of which the upper limit is two with a positive weight. Here, the value “1” added to the bit 0 is a correction term necessary to take the two's complement of negative weight data when performing data conversion from redundant binary data to binary data.

【0017】図6は、図1中の第1の部分積加算手段1
20の内部構成を示すブロック図である。図6中の60
0は4データ入力1データ出力の第1冗長2進加算器で
あって、加算結果を冗長2進表現で出力する。
FIG. 6 shows the first partial product adding means 1 in FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the device 20; 60 in FIG.
0 is a first redundant binary adder having four data inputs and one data output, and outputs the addition result in a redundant binary representation.

【0018】図7は、第1冗長2進加算器600の内部
構成を示すブロック図である。図7において、700は
正負判定手段、701は準中間キャリー生成手段、70
2は準中間和生成手段、703は和生成手段である。図
8は、同第1冗長2進加算器600の詳細構成を示す回
路図である。ここで、ZSiは出力和Ziの符号ビットで
あり、ZAiは出力和Ziの絶対値ビットである。
FIG. 7 is a block diagram showing the internal configuration of the first redundant binary adder 600. In FIG. 7, reference numeral 700 denotes a positive / negative determination unit, 701 denotes a quasi-intermediate carry generation unit,
Reference numeral 2 denotes a quasi-intermediate sum generation unit, and 703 denotes a sum generation unit. FIG. 8 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the first redundant binary adder 600. Here, ZSi is a sign bit of the output sum Zi, and ZAi is an absolute value bit of the output sum Zi.

【0019】図9に中間和及び図7中のWi,Vi,Qi
の選択則を示す。中間和は−2〜+2の値をとる。この
とき1桁下位の値が正の値を取らないか負の値を取らな
いかによって、中間和を表現するCi,Siを図9に示す
ように選択する。
FIG. 9 shows the intermediate sum and Wi, Vi, Qi in FIG.
The following shows the selection rule. The intermediate sum takes a value of -2 to +2. At this time, depending on whether the value lower by one digit does not take a positive value or a negative value, Ci and Si representing the intermediate sum are selected as shown in FIG.

【0020】図10に入力データの組み合わせによる中
間和の値を示す。
FIG. 10 shows the value of the intermediate sum according to the combination of the input data.

【0021】図11にWiの選択則を示す。図11中の
ハッチングを施してある領域は、Wiが1のとき中間和
が正でないことを示している。図7中の正負判定手段7
00は、図11の選択則を満たすように回路が組まれ
る。
FIG. 11 shows the Wi selection rule. The hatched area in FIG. 11 indicates that when Wi is 1, the intermediate sum is not positive. Positive / negative determination means 7 in FIG.
In the case of 00, a circuit is formed so as to satisfy the selection rule of FIG.

【0022】図12にViの選択則を示す。ViはWiと
Ciとの和で定義される。図9に従ってViの選択則を見
ると、ハッチング領域ではViは値「1」を取ることが
分かる。更に、中間和が値「±1」を取る場合にはWi-
1の値によってCiの値が選択されることが分かる。右下
向きのハッチング領域は、Wi-1の値が「1」のときに
Viが値「1」を取る領域を示している。図7中の準中
間キャリー生成手段701は、図12の選択則を満たす
ように回路が組まれる。
FIG. 12 shows the selection rule of Vi. Vi is defined by the sum of Wi and Ci. Looking at the selection rule of Vi according to FIG. 9, it can be seen that Vi takes the value "1" in the hatched area. Further, when the intermediate sum takes the value "± 1", Wi-
It can be seen that the value of 1 selects the value of Ci. The hatched area in the lower right direction indicates an area where Vi takes the value "1" when the value of Wi-1 is "1". The quasi-intermediate carry generation means 701 in FIG. 7 is formed with a circuit so as to satisfy the selection rule in FIG.

【0023】図13にQiの選択則を示す。Qiは1桁下
位のWi-1からSiを引いたもので定義される。図9に示
してあるように、SiはWi-1が1のとき値「1」か
「0」を取り、Wi-1が0のとき値「−1」か「0」を
取る。そこで、Qiの選択則を示すと図13のようにな
る。図7中の準中間和生成手段702は、図13の選択
則を満たすように回路が組まれる。
FIG. 13 shows the selection rule of Qi. Qi is defined by subtracting Si from Wi-1 which is one digit lower. As shown in FIG. 9, Si takes a value "1" or "0" when Wi-1 is 1, and takes a value "-1" or "0" when Wi-1 is 0. FIG. 13 shows the selection rule of Qi. The quasi-intermediate sum generation means 702 in FIG. 7 is configured with a circuit so as to satisfy the selection rule in FIG.

【0024】図14に出力和の選択則を示す。出力和Z
iは、Siと1桁下位のCi-1との和で定義される。ここ
で、QiとViの定義から、Ziは1桁下位のVi-1からQ
iを引くことによっても求められることが分かる。そこ
で、Ziの選択則を示すと図14のようになる。図7中
の和生成手段703は、図14の選択則を満たすように
回路が組まれる。
FIG. 14 shows a selection rule of the output sum. Output sum Z
i is defined as the sum of Si and one digit lower Ci-1. Here, from the definitions of Qi and Vi, Zi is Q
It can be seen that it is also obtained by subtracting i. Therefore, FIG. 14 shows the selection rule of Zi. The circuit of the sum generation means 703 in FIG. 7 is formed so as to satisfy the selection rule of FIG.

【0025】以上の正負判定手段700と準中間和生成
手段701と準中間キャリー生成手段702と和生成手
段703との回路が共通の部分を共有するように第1冗
長2進加算器600を組むと、図8の回路図になる。
The first redundant binary adder 600 is constructed so that the circuit of the sign determining means 700, the quasi-intermediate sum generating means 701, the quasi-intermediate carry generating means 702, and the sum generating means 703 share a common part. FIG. 8 is a circuit diagram.

【0026】図15は、図1中の第2の部分積加算手段
130の内部構成を示すブロック図である。第2冗長2
進加算器900をツリー構成に組むことによって構成さ
れている。なお、第2冗長2進加算器900は、第1の
従来例にて示されているものと同等の構成で実現可能で
ある。
FIG. 15 is a block diagram showing an internal configuration of the second partial product adding means 130 in FIG. Second redundancy 2
It is configured by assembling the hexadecimal adder 900 in a tree configuration. Note that the second redundant binary adder 900 can be realized with a configuration equivalent to that shown in the first conventional example.

【0027】図16は、図1中の冗長2進・2進変換手
段140を構成するPG生成手段150の内部構成を示
すブロック図である。図16中の1000は、1ビット
当たりの回路を示している。1ビット下位の符号ビット
の反転と絶対値ビットとの論理積によってキャリー生成
関数Gを生成し、1ビット下位の符号ビットの反転と絶
対値ビットとの論理和によってキャリー伝播関数Pを生
成している。ここで符号ビットの反転を取ることにより
冗長2進数における負の重みを持つビットの2の補数を
取っているが、その際の補正項は図5に示しているビッ
ト0の値「1」によって足し込まれている。
FIG. 16 is a block diagram showing the internal configuration of the PG generating means 150 constituting the redundant binary / binary converting means 140 in FIG. Reference numeral 1000 in FIG. 16 indicates a circuit per bit. The carry generation function G is generated by the logical product of the inversion of the sign bit lower by one bit and the absolute value bit, and the carry propagation function P is generated by the logical sum of the inversion of the sign bit lower by one bit and the absolute value bit. I have. Here, the sign bit is inverted to obtain the two's complement of the bit having a negative weight in the redundant binary number, and the correction term at that time is determined by the value “1” of bit 0 shown in FIG. It is added.

【0028】図17は、図1中の冗長2進・2進変換手
段140を構成する最終加算手段160の内部構成を示
すブロック図である。最終加算手段160は、PG生成
手段150の出力であるキャリー生成関数Gとキャリー
伝播関数Pとからキャリールックアヘッド加算器(CL
A)を用いて被乗数と乗数との積を求めている。図17
中の1100は8ビットCLAである。図18は、1個
の8ビットCLAの詳細構成を示す回路図である。図1
8中の1200は4ビットCLAであり、その回路を示
している。
FIG. 17 is a block diagram showing the internal configuration of the final addition means 160 constituting the redundant binary / binary conversion means 140 in FIG. The final addition means 160 calculates a carry look-ahead adder (CL) from the carry generation function G and the carry propagation function P output from the PG generation means 150.
A) is used to determine the product of the multiplicand and the multiplier. FIG.
Reference numeral 1100 denotes an 8-bit CLA. FIG. 18 is a circuit diagram showing a detailed configuration of one 8-bit CLA. FIG.
1200 in 8 is a 4-bit CLA, and its circuit is shown.

【0029】以上のとおり、図1に示した乗算装置を採
用することにより、第1の従来例に対し部分積を生成す
る際にペアとなる部分積の符号から他方の部分積の各ビ
ットの符号が互いに逆にするような論理回路が不要にな
り、乗算を高速化できると共にPG生成分に相当する回
路を削減できる。
As described above, by employing the multiplication device shown in FIG. 1, when the partial product is generated with respect to the first conventional example, the sign of the pair of partial products is used to calculate each bit of the other partial product. A logic circuit having signs opposite to each other is not required, so that multiplication can be speeded up and circuits corresponding to PG generation can be reduced.

【0030】図19は、本発明に係る乗算装置の他の構
成例を示すブロック図である。図19の例は、第1の部
分積加算手段170と第2の部分積加算手段180とが
第3冗長2進加算器によって構成されるものであり、該
第3冗長2進加算器は値「1」の重みを持つビットと値
「−1」の重みを持つビットとの2ビットで表現される
冗長2進数を出力する。
FIG. 19 is a block diagram showing another example of the configuration of the multiplication device according to the present invention. In the example of FIG. 19, the first partial product adder 170 and the second partial product adder 180 are configured by a third redundant binary adder, and the third redundant binary adder has a value A redundant binary number represented by two bits of a bit having a weight of “1” and a bit having a weight of “−1” is output.

【0031】図14に示すとおり、Qiは値「−1」の
重みを持つビットであり、Vi-1は値「1」の重みを持
つビットである。そこで、図7に示してある第1冗長2
進加算器600の準中間キャリー生成手段701の出力
Viを1桁上位のビットの値「1」の重みを持つビット
として出力し、準中間和生成手段702の出力Qiを値
「−1」の重みを持つビットとして出力することによ
り、値「1」の重みを持つビットと値「−1」の重みを
持つビットとの2ビットで表現される冗長2進数表現を
実現できる。
As shown in FIG. 14, Qi is a bit having a weight of "-1", and Vi-1 is a bit having a weight of "1". Therefore, the first redundancy 2 shown in FIG.
The output Vi of the quasi-intermediate carry generation means 701 of the hexadecimal adder 600 is output as a bit having a weight of the value of the upper bit of the digit "1", and the output Qi of the quasi-intermediate sum generation means 702 is output as By outputting as a bit having a weight, it is possible to realize a redundant binary expression represented by two bits, a bit having a weight of “1” and a bit having a weight of “−1”.

【0032】図20は、図19中の第1の部分積加算手
段170の内部構成を示すブロック図である。図20中
の1400は第3冗長2進加算器である。
FIG. 20 is a block diagram showing the internal configuration of the first partial product adding means 170 in FIG. Reference numeral 1400 in FIG. 20 is a third redundant binary adder.

【0033】図21は、図20中の第3冗長2進加算器
1400の内部構成を示すブロック図である。図22
は、同第3冗長2進加算器1400の詳細構成を示す回
路図である。
FIG. 21 is a block diagram showing an internal configuration of the third redundant binary adder 1400 in FIG. FIG.
FIG. 27 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the third redundant binary adder 1400.

【0034】図23は、図19中の第2の部分積加算手
段180の内部構成を示すブロック図であり、第3冗長
2進加算器1400がツリー状に構成される。
FIG. 23 is a block diagram showing the internal configuration of the second partial product adding means 180 in FIG. 19, and the third redundant binary adder 1400 is configured in a tree shape.

【0035】図19中のPG生成手段150の1ビット
あたりの構成は図16に示したものと同じであり、出力
Qiを図16のSi-1に入力し、出力Vi-1を図16のAi
に入力すればよい。
The configuration per bit of the PG generation means 150 in FIG. 19 is the same as that shown in FIG. 16, and the output Qi is input to Si-1 in FIG. 16, and the output Vi-1 is output in FIG. Ai
Should be entered.

【0036】以上のとおり、図19に示した乗算装置を
採用することにより、第2の従来例に対し最大遅延経路
から数表現変換手段を省くことができ、高速に乗算を実
行できる。
As described above, by employing the multiplier shown in FIG. 19, the number representation conversion means can be omitted from the maximum delay path as compared with the second conventional example, and multiplication can be executed at high speed.

【0037】図24は、本発明に係る乗算装置の更に他
の構成例を示すブロック図である。図24の例は、第1
の部分積加算手段190と第2の部分積加算手段195
とを構成する冗長2進加算器の中で、部分積加算の最終
段を構成する冗長2進加算器の出力が加算結果から求め
られたキャリー生成関数及びキャリー伝播関数であるこ
とが特徴である。以上のことから、図1におけるPG生
成手段150を省くことができる。
FIG. 24 is a block diagram showing still another example of the configuration of the multiplication device according to the present invention. The example of FIG.
Partial product adding means 190 and second partial product adding means 195
And the redundant binary adder forming the final stage of the partial product addition is a carry generation function and a carry propagation function obtained from the addition result. . From the above, the PG generation means 150 in FIG. 1 can be omitted.

【0038】図14に示すとおり、Qiは値「−1」の
重みを持つビットであり、Vi-1は値「1」の重みを持
つビットである。そこで、1桁下位から入力されるVi-
1とQiの反転との論理積を取ることによりキャリー生成
関数Giを生成し、1桁下位から入力されるVi-1とQi
の反転との論理和を取ることによりキャリー伝播関数P
iを生成することができる。
As shown in FIG. 14, Qi is a bit having a weight of value "-1", and Vi-1 is a bit having a weight of value "1". Therefore, Vi-
The carry generation function Gi is generated by taking the logical product of 1 and the inverse of Qi, and Vi-1 and Qi input from the lower digit are input.
Of the carry propagator P
i can be generated.

【0039】図25は、図24中の第1の部分積加算手
段190の内部構成を示すブロック図である。図25中
の1900は、4データ入力1データ出力の第4冗長2
進加算器であって、加算結果からキャリー生成関数とキ
ャリー伝播関数とを生成し出力する。
FIG. 25 is a block diagram showing the internal configuration of the first partial product adding means 190 in FIG. In FIG. 25, reference numeral 1900 denotes a fourth redundant 2 of 4 data input and 1 data output.
A hexadecimal adder generates and outputs a carry generation function and a carry propagation function from the addition result.

【0040】図26は、図25中の第4冗長2進加算器
1900の内部構成を示すブロック図である。図27
は、同第4冗長2進加算器1900の詳細構成を示す回
路図である。
FIG. 26 is a block diagram showing the internal configuration of the fourth redundant binary adder 1900 in FIG. FIG.
FIG. 27 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the fourth redundant binary adder 1900.

【0041】図28は、図24中の第2の部分積加算手
段195の内部構成を示すブロック図である。2200
は加算結果からキャリー生成関数とキャリー伝播関数と
を生成し出力する従来同様の冗長2進加算器である。
FIG. 28 is a block diagram showing the internal configuration of the second partial product adding means 195 in FIG. 2200
Is a conventional redundant binary adder that generates and outputs a carry generation function and a carry propagation function from the addition result.

【0042】以上のとおり、図24に示した乗算装置を
採用することにより、データの冗長2進・2進変換にキ
ャリールックアヘッド加算器を用いる際にキャリー生成
関数とキャリー伝播関数とを生成する手段が不要にな
り、乗算を高速化できると共にPG生成分に相当する回
路を削減できる。
As described above, by employing the multiplying device shown in FIG. 24, a carry generation function and a carry propagation function are generated when the carry look-ahead adder is used for redundant binary / binary conversion of data. This eliminates the need for any means, and can increase the speed of multiplication and reduce the number of circuits corresponding to PG generation.

【0043】なお、上記各例では、部分積を生成するた
めに、第1の部分積生成手段110において、乗数エン
コード結果の符号ビットが0の場合には被乗数の正転を
選択し、符号ビットが1の場合には被乗数の反転を選択
している。また、第2の部分積生成手段111におい
て、乗数エンコード結果の符号ビットが0の場合には被
乗数の反転を選択し、符号ビットが1の場合には被乗数
の正転を選択している。ただし、乗数エンコード手段1
00の符号ビットを反転し、エンコード結果が正の値を
取り得る場合には符号ビットを1にし、エンコード結果
が負の値を取り得る場合には符号ビットを0にする符号
反転乗数エンコード手段を用いることにより、第2の部
分積生成手段111を第1の部分積生成手段110に置
き換えることができる。すなわち、第1の部分積生成手
段110において、符号反転乗数エンコード手段のエン
コード結果の符号ビットが0の場合には被乗数の正転を
選択し、符号ビットが1の場合には被乗数の反転を選択
することにより、前記乗数エンコード手段100と前記
第2の部分積生成手段111とにより生成される部分積
と同じ部分積を生成することができる。
In each of the above examples, in order to generate a partial product, the first partial product generation means 110 selects the non-inverted multiplicand when the sign bit of the multiplier encode result is 0, and sets the sign bit. Is 1, inversion of the multiplicand is selected. Further, the second partial product generation means 111 selects inversion of the multiplicand when the sign bit of the multiplier encoding result is 0, and selects normal rotation of the multiplicand when the sign bit is 1. However, multiplier encoding means 1
Sign inversion multiplier means for inverting the sign bit of 00 and setting the sign bit to 1 when the encoding result can take a positive value, and setting the sign bit to 0 when the encoding result can take a negative value. By using this, the second partial product generating means 111 can be replaced with the first partial product generating means 110. That is, in the first partial product generating means 110, when the sign bit of the encoding result of the sign inverting multiplier encoding means is 0, the inversion of the multiplicand is selected, and when the sign bit is 1, the inversion of the multiplicand is selected. By doing so, it is possible to generate the same partial product as the partial product generated by the multiplier encoding means 100 and the second partial product generating means 111.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明してきたとおり、本発明によれ
ば、部分積加算手段において乗数エンコード結果の符号
と同一の符号重みを持つ2つの部分積と、乗数エンコー
ド結果の符号とは逆の符号重みを持つ2つの部分積との
加算を行い、1つの冗長2進数データを加算結果として
出力することとしたので、部分積加算の前準備のための
手段が不必要となり、乗算処理の高速化が達成される。
As described above, according to the present invention, two partial products having the same code weight as the code of the multiplier encoding result in the partial product adding means, and a code opposite to the code of the multiplier encoding result are obtained. Since addition with two partial products having weights is performed and one redundant binary number data is output as an addition result, a means for preparing for partial product addition becomes unnecessary, and the multiplication process is speeded up. Is achieved.

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

【図1】本発明に係る乗算装置の構成例を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a multiplication device according to the present invention.

【図2】図1中の乗数エンコード手段の内部構成を示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of multiplier encoding means in FIG. 1;

【図3】図1中の第1の部分積生成手段の内部構成を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a first partial product generation unit in FIG.

【図4】図1中の第2の部分積生成手段の内部構成を示
すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of a second partial product generation unit in FIG.

【図5】図1の乗算装置における乗算処理を説明するた
めの図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a multiplication process in the multiplication device of FIG. 1;

【図6】図1中の第1の部分積加算手段の内部構成を示
すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of a first partial product adding means in FIG. 1;

【図7】図6中の1個の冗長2進加算器の内部構成を示
すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an internal configuration of one redundant binary adder in FIG. 6;

【図8】図7の冗長2進加算器の詳細構成を示す回路図
である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a redundant binary adder of FIG. 7;

【図9】図7におけるWi,Vi,Qiの選択則を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing a selection rule of Wi, Vi, and Qi in FIG. 7;

【図10】入力データの組み合わせによる中間和の値を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a value of an intermediate sum according to a combination of input data.

【図11】Wiの選択則を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a Wi selection rule.

【図12】Viの選択則を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a selection rule of Vi.

【図13】Qiの選択則を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a selection rule of Qi.

【図14】出力和の選択則を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a selection rule of an output sum.

【図15】図1中の第2の部分積加算手段の内部構成を
示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing an internal configuration of a second partial product adding means in FIG. 1;

【図16】図1中のPG生成手段の内部構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing an internal configuration of a PG generation unit in FIG.

【図17】図1中の最終加算手段の内部構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing an internal configuration of a final adding means in FIG. 1;

【図18】図17中の1個の8ビットCLAの詳細構成
を示す回路図である。
18 is a circuit diagram showing a detailed configuration of one 8-bit CLA in FIG.

【図19】本発明に係る乗算装置の他の構成例を示すブ
ロック図である。
FIG. 19 is a block diagram illustrating another configuration example of the multiplication device according to the present invention.

【図20】図19中の第1の部分積加算手段の内部構成
を示すブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram showing an internal configuration of a first partial product adding means in FIG. 19;

【図21】図20中の1個の冗長2進加算器の内部構成
を示すブロック図である。
21 is a block diagram showing the internal configuration of one redundant binary adder in FIG.

【図22】図21の冗長2進加算器の詳細構成を示す回
路図である。
FIG. 22 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a redundant binary adder of FIG. 21.

【図23】図19中の第2の部分積加算手段の内部構成
を示すブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing an internal configuration of a second partial product adding means in FIG. 19;

【図24】本発明に係る乗算装置の更に他の構成例を示
すブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram showing still another configuration example of the multiplication device according to the present invention.

【図25】図24中の第1の部分積加算手段の内部構成
を示すブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram showing an internal configuration of a first partial product adding means in FIG. 24;

【図26】図25中の1個の冗長2進加算器の内部構成
を示すブロック図である。
26 is a block diagram showing the internal configuration of one redundant binary adder in FIG.

【図27】図26の冗長2進加算器の詳細構成を示す回
路図である。
FIG. 27 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a redundant binary adder of FIG. 26;

【図28】図24中の第2の部分積加算手段の内部構成
を示すブロック図である。
FIG. 28 is a block diagram showing an internal configuration of a second partial product adding means in FIG. 24;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 乗数エンコード手段 110 第1の部分積生成手段 111 第2の部分積生成手段 120 第1の部分積加算手段 130 第2の部分積加算手段 140 冗長2進・2進変換手段 150 PG生成手段 160 最終加算手段 170 第1の部分積加算手段 180 第2の部分積加算手段 190 第1の部分積加算手段 195 第2の部分積加算手段 200 1エンコード値当たりの乗数エンコード回路 300 1ビット当たりの部分積生成回路 301 補正項生成回路 600 第1冗長2進加算器 700 正負判定手段 701 準中間キャリー生成手段 702 準中間和生成手段 703 和生成手段 900 第2冗長2進加算器 1000 1ビット当たりのPG生成回路 1100 8ビットCLA 1200 4ビットCLA 1400 第3冗長2進加算器 1900 第4冗長2進加算器 2000 PG出力手段 2200 第5冗長2進加算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Multiplier encoding means 110 First partial product generating means 111 Second partial product generating means 120 First partial product adding means 130 Second partial product adding means 140 Redundant binary / binary converting means 150 PG generating means 160 Final addition means 170 First partial product addition means 180 Second partial product addition means 190 First partial product addition means 195 Second partial product addition means 200 Multiplier encoding circuit per encoded value 300 Part per bit Product generation circuit 301 Correction term generation circuit 600 First redundant binary adder 700 Positive / negative determination means 701 Semi-intermediate carry generation means 702 Semi-intermediate sum generation means 703 Sum generation means 900 Second redundant binary adder 1000 PG per bit Generation circuit 1100 8-bit CLA 1200 4-bit CLA 1400 Third redundant binary addition 1900 4th redundant binary adder 2000 PG output means 2200 5th redundant binary adder

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各々複数桁からなる被乗数と乗数との乗
算を行う乗算装置であって、 前記被乗数及び乗数から、各ビットがそれぞれ定まった
正負重みを持つように複数の部分積を生成するための部
分積生成手段と、 各々前記部分積生成手段により生成された複数の部分積
のうちの正の重みを持つ2つのデータと負の重みを持つ
2つのデータとの加算を行い、1つの冗長2進数データ
を加算結果として出力するための複数の手段を有する第
1の部分積加算手段と、 前記第1の部分積加算手段の出力から2進数データに変
換された乗算結果を生成し出力するための出力手段とを
備えたことを特徴とする乗算装置。
1. A multiplication device for multiplying a multiplicand and a multiplier each having a plurality of digits, wherein a plurality of partial products are generated from the multiplicand and the multiplier so that each bit has a predetermined positive and negative weight. And adding two data having a positive weight and two data having a negative weight among a plurality of partial products generated by the partial product generating means, and First partial product addition means having a plurality of means for outputting binary data as an addition result; and generating and outputting a multiplication result converted from output of the first partial product addition means into binary data. A multiplication device, comprising:
【請求項2】 請求項1記載の乗算装置において、 前記部分積生成手段は、 前記乗数を複数ビット毎にエンコードするための乗数エ
ンコード手段と、 前記被乗数から、前記乗数エンコード手段のエンコード
結果の符号と同一の符号重みを持つように部分積を生成
するための第1の部分積生成手段と、 前記被乗数から、前記乗数エンコード手段のエンコード
結果の符号とは逆の符号重みを持つように部分積を生成
するための第2の部分積生成手段とを備え、 前記第1の部分積加算手段は、 各々前記第1の部分積生成手段により生成された部分積
のうちの2つと、前記第2の部分積生成手段により生成
された部分積のうちの2つとの加算を行い、1つの冗長
2進数データを加算結果として出力するための複数の手
段を備え、 前記出力手段は、 前記第1の部分積加算手段から出力された複数の冗長2
進数データの加算を行い、1つの冗長2進数データを出
力するための第2の部分積加算手段と、 前記第2の部分積加算手段から出力された冗長2進数デ
ータを2進数データに変換するための冗長2進・2進変
換手段とを備えたことを特徴とする乗算装置。
2. The multiplication apparatus according to claim 1, wherein the partial product generation means includes: a multiplier encoding means for encoding the multiplier for each of a plurality of bits; and a code of an encoding result of the multiplier encoding means from the multiplicand. A first partial product generating means for generating a partial product having the same code weight as: and a partial product having a code weight opposite to the sign of the encoding result of the multiplier encoding means from the multiplicand. Second partial product generation means for generating the first partial product addition means, wherein two of the partial products generated by the first partial product generation means and the second partial product addition means, A plurality of means for performing addition with two of the partial products generated by the partial product generation means, and outputting one redundant binary data as an addition result. Serial first partial product adding means multiple redundant 2 output from
Second partial product addition means for adding binary data and outputting one redundant binary data, and converting the redundant binary data output from the second partial product addition means into binary data. A redundant binary-to-binary converting means for the multiplication.
【請求項3】 請求項2記載の乗算装置において、 前記第1の部分積生成手段は、 前記乗数エンコード手段のエンコード結果が零以外の任
意の正の数である場合には前記被乗数の任意数倍を出力
し、 前記乗数エンコード手段のエンコード結果が零以外の任
意の負の数である場合には前記被乗数の任意数倍に対し
て、各ビットの論理反転を出力しかつ2の補数化のため
の補正項を部分積の最下位ビットの位置に出力し、 前記乗数エンコード手段のエンコード結果が零の場合に
は各ビットに0を出力する機能を備えたことを特徴とす
る乗算装置。
3. The multiplication device according to claim 2, wherein the first partial product generation means is configured to output an arbitrary number of the multiplicand when an encoding result of the multiplier encoding means is any positive number other than zero. If the encoding result of the multiplier encoding means is an arbitrary negative number other than zero, a logical inversion of each bit is output for an arbitrary multiple of the multiplicand, and a two's complement number is output. A multiplication device for outputting a correction term for the least significant bit to the position of the least significant bit of the partial product, and outputting 0 to each bit when the encoding result of the multiplier encoding means is zero.
【請求項4】 請求項2記載の乗算装置において、 前記第2の部分積生成手段は、 前記乗数エンコード手段のエンコード結果が零以外の任
意の正の数である場合には前記被乗数の任意数倍に対し
て、各ビットの論理反転を出力しかつ2の補数化のため
の補正項を部分積の最下位ビットの位置に出力し、 前記乗数エンコード手段のエンコード結果が零以外の任
意の負の数である場合には前記被乗数の任意数倍を出力
し、 前記乗数エンコード手段のエンコード結果が零の場合に
は各ビットに0を出力する機能を備えたことを特徴とす
る乗算装置。
4. The multiplication apparatus according to claim 2, wherein the second partial product generation means is configured to output an arbitrary number of the multiplicand when an encoding result of the multiplier encoding means is any positive number other than zero. For the double, a logical inversion of each bit is output, and a correction term for 2's complement is output at the position of the least significant bit of the partial product. The multiplication device has a function of outputting an arbitrary multiple of the multiplicand when the number is multiplied, and outputting 0 to each bit when the encoding result of the multiplier encoding means is zero.
【請求項5】 請求項2記載の乗算装置において、 前記第1の部分積加算手段は、各々同一桁に対して2つ
の正の重みを持つデータと2つの負の重みを持つデータ
とを加算し、冗長2進数として結果を出力するための複
数の第1冗長2進加算器を備え、 前記複数の第1冗長2進加算器の各々は、 正の重みを持つ2つのデータP1,P2と負の重みを持
つ2つのデータN1,N2との和が正でない状態を示す
信号Wiを出力するための正負判定手段と、 前記4つのデータP1,P2,N1,N2の加算結果を
和信号Siとキャリー信号Ciとで定義した場合、1桁下
位の正負判定手段の出力Wi-1と前記和信号Siとの差と
して定義された信号Qiを出力するための準中間和生成
手段と、 同一桁の正負判定手段の出力Wiと前記キャリー信号Ci
との和として定義された信号Viを出力するための準中
間キャリー生成手段と、 1桁下位の準中間キャリー生成手段の出力Vi-1と前記
準中間和生成手段の出力Qiとの差として求められる加
算結果を、符号ビットと絶対値ビットの2ビットで表現
された冗長2進数として出力するための和生成手段とを
有することを特徴とする乗算装置。
5. The multiplication device according to claim 2, wherein said first partial product addition means adds data having two positive weights and data having two negative weights to the same digit. A plurality of first redundant binary adders for outputting a result as a redundant binary number, wherein each of the plurality of first redundant binary adders includes two data P1 and P2 having positive weights; Positive / negative determining means for outputting a signal Wi indicating that the sum of the two data N1 and N2 having negative weights is not positive; and a sum signal Si of the result of adding the four data P1, P2, N1 and N2. And a quasi-intermediate sum generating means for outputting a signal Qi defined as the difference between the output Wi-1 of the one-digit lower sign determining means and the sum signal Si. And the carry signal Ci.
And a quasi-intermediate carry generating means for outputting a signal Vi defined as the sum of the following: The difference between the output Vi-1 of the quasi-intermediate carry generating means one digit lower and the output Qi of the quasi-intermediate sum generating means. A sum generating means for outputting the added result as a redundant binary number expressed by two bits of a sign bit and an absolute value bit.
【請求項6】 請求項5記載の乗算装置において、 前記第2の部分積加算手段は、各々符号ビットと絶対値
ビットとの2ビットで表現された2つの冗長2進数を加
算し、符号ビットと絶対値ビットとの2ビットで表現さ
れた1つの冗長2進数を加算結果として出力するための
複数の第2冗長2進加算器をツリー状に構成してなるこ
とを特徴とする乗算装置。
6. The multiplication apparatus according to claim 5, wherein said second partial product addition means adds two redundant binary numbers each represented by two bits of a sign bit and an absolute value bit, and generates a sign bit. A multiplication apparatus comprising: a plurality of second redundant binary adders for outputting one redundant binary number expressed by two bits of a binary number and an absolute value bit as an addition result in a tree shape.
【請求項7】 請求項6記載の乗算装置において、 前記冗長2進・2進変換手段は、 冗長2進数データから各ビット毎にキャリー生成関数と
キャリー伝播関数とを生成するためのPG生成手段と、 前記PG生成手段の出力であるキャリー生成関数及びキ
ャリー伝播関数から、求めるべき乗算結果を生成するた
めの最終加算手段とを備え、 前記PG生成手段は、各ビット毎に絶対値ビットと1ビ
ット下位の符号ビットの論理反転との論理積により前記
キャリー生成関数を求め、各ビット毎に絶対値ビットと
1ビット下位の符号ビットの論理反転との論理和により
前記キャリー伝播関数を求めることを特徴とする乗算装
置。
7. The multiplication device according to claim 6, wherein said redundant binary / binary conversion means includes: a PG generation means for generating a carry generation function and a carry propagation function for each bit from redundant binary data. And a final addition unit for generating a multiplication result to be obtained from a carry generation function and a carry propagation function output from the PG generation unit, wherein the PG generation unit includes an absolute value bit and 1 for each bit. Calculating the carry generation function by logical product of the logical inversion of the sign bit of the lower bit, and obtaining the carry propagation function by logical sum of the absolute value bit and the logical inversion of the sign bit of the lower bit for each bit. Multiplying device characterized.
【請求項8】 請求項2記載の乗算装置において、 前記第1の部分積加算手段は、各々同一桁に対して2つ
の正の重みを持つデータと2つの負の重みを持つデータ
とを加算し、冗長2進数として結果を出力するための複
数の第3冗長2進加算器を備え、 前記複数の第3冗長2進加算器の各々は、 正の重みを持つ2つのデータP1,P2と負の重みを持
つ2つのデータN1,N2との和が正でない状態を示す
信号Wiを出力するための正負判定手段と、 前記4つのデータP1,P2,N1,N2の加算結果を
和信号Siとキャリー信号Ciとで定義した場合、1桁下
位の正負判定手段の出力Wi-1と前記和信号Siとの差と
して定義された信号Qiを出力するための準中間和生成
手段と、 同一桁の正負判定手段の出力Wiと前記キャリー信号Ci
との和として定義された信号Viを出力するための準中
間キャリー生成手段とを有し、 前記信号Qiを−1の重みを示す加算出力とし、前記信
号Viを1桁上位の+1の重みを示す加算出力とするこ
とを特徴とする乗算装置。
8. The multiplication apparatus according to claim 2, wherein said first partial product addition means adds data having two positive weights and data having two negative weights to the same digit. A plurality of third redundant binary adders for outputting a result as a redundant binary number, wherein each of the plurality of third redundant binary adders includes two data P1 and P2 having positive weights; Positive / negative determining means for outputting a signal Wi indicating that the sum of the two data N1 and N2 having negative weights is not positive; and a sum signal Si of the result of adding the four data P1, P2, N1 and N2. And a quasi-intermediate sum generating means for outputting a signal Qi defined as the difference between the output Wi-1 of the one-digit lower sign determining means and the sum signal Si. And the carry signal Ci.
And a quasi-intermediate carry generation means for outputting a signal Vi defined as the sum of the signal Vi and the signal Qi as an addition output indicating a weight of -1. A multiplication device, characterized in that the addition output is as shown below.
【請求項9】 請求項8記載の乗算装置において、 前記第2の部分積加算手段は、前記第3冗長2進加算器
と同様の複数の冗長2進加算器をツリー状に構成してな
ることを特徴とする乗算装置。
9. The multiplication device according to claim 8, wherein said second partial product addition means comprises a plurality of redundant binary adders similar to said third redundant binary adder configured in a tree shape. A multiplication device characterized by the above-mentioned.
【請求項10】 請求項9記載の乗算装置において、 前記冗長2進・2進変換手段は、 冗長2進数からキャリー生成関数とキャリー伝播関数と
を生成するためのPG生成手段と、 前記PG生成手段の出力であるキャリー生成関数及びキ
ャリー伝播関数から、求めるべき乗算結果を生成するた
めの最終加算手段とを備え、 前記PG生成手段は、各ビット毎に値「1」の重みを示
すビットと値「−1」の重みを示すビットの論理反転と
の論理積により前記キャリー生成関数を求め、各ビット
毎に値「1」の重みを示すビットと値「−1」の重みを
示すビットの論理反転との論理和により前記キャリー伝
播関数を求めることを特徴とする乗算装置。
10. The multiplication apparatus according to claim 9, wherein said redundant binary / binary conversion means comprises: a PG generation means for generating a carry generation function and a carry propagation function from a redundant binary number; A final addition unit for generating a multiplication result to be obtained from a carry generation function and a carry propagation function output from the unit, wherein the PG generation unit includes a bit indicating a weight of a value “1” for each bit; The carry generation function is obtained by the logical product of the logical inversion of the bit indicating the weight of the value “−1”, and the bit indicating the weight of the value “1” and the bit indicating the weight of the value “−1” are calculated for each bit. A multiplication device for calculating the carry propagation function by a logical sum with a logical inversion.
【請求項11】 各々複数桁からなる被乗数と乗数との
乗算を行う乗算装置であって、 前記被乗数及び乗数から、各ビットがそれぞれ定まった
正負重みを持つように複数の部分積を生成するための部
分積生成手段と、 各々前記部分積生成手段により生成された複数の部分積
のうちの正の重みを持つ2つのデータと負の重みを持つ
2つのデータとの加算を行い、1つの冗長2進数データ
を加算結果として出力するための複数の手段と、各々キ
ャリー生成関数とキャリー伝播関数とを生成し出力する
ための複数の手段とを有し、あるいは各桁の加算すべき
データの個数が4個を上限とする場合には前記キャリー
生成関数とキャリー伝播関数とを生成し出力するための
複数の手段のみを有する第1の部分積加算手段と、 前記第1の部分積加算手段の出力から2進数データに変
換された乗算結果を生成し出力するための出力手段とを
備えたことを特徴とする乗算装置。
11. A multiplication device for multiplying a multiplicand and a multiplier each having a plurality of digits, wherein a plurality of partial products are generated from the multiplicand and the multiplier such that each bit has a determined positive / negative weight. And adding two data having a positive weight and two data having a negative weight among a plurality of partial products generated by the partial product generating means, and A plurality of means for outputting binary data as an addition result, and a plurality of means for generating and outputting a carry generation function and a carry propagation function, respectively, or the number of data to be added for each digit When the upper limit is four, a first partial product addition means having only a plurality of means for generating and outputting the carry generation function and the carry propagation function; Output means for generating and outputting a multiplication result converted from the output into binary data.
【請求項12】 請求項11記載の乗算装置において、 前記部分積生成手段は、 前記乗数を複数ビット毎にエンコードするための乗数エ
ンコード手段と、 前記被乗数から、前記乗数エンコード手段のエンコード
結果の符号と同一の符号重みを持つように部分積を生成
するための第1の部分積生成手段と、 前記被乗数から、前記乗数エンコード手段のエンコード
結果の符号とは逆の符号重みを持つように部分積を生成
するための第2の部分積生成手段とを備え、 前記第1の部分積加算手段は、 各々前記第1の部分積生成手段により生成された部分積
のうちの2つと、前記第2の部分積生成手段により生成
された部分積のうちの2つとの加算を行い、1つの冗長
2進数データを加算結果として出力するための複数の手
段と、各々キャリー生成関数とキャリー伝播関数とを生
成し出力するための複数の手段とを備え、あるいは各桁
の加算すべきデータの個数が4個を上限とする場合には
前記キャリー生成関数とキャリー伝播関数とを生成し出
力するための複数の手段のみを備え、 前記出力手段は、 前記第1の部分積加算手段から出力された複数の冗長2
進数データの加算を行い、1組のキャリー生成関数及び
キャリー伝播関数を出力するための第2の部分積加算手
段と、 前記第1の部分積加算手段及び前記第2の部分積加算手
段から出力されたキャリー生成関数とキャリー伝播関数
とから、2進数データに変換された乗算結果を生成し出
力するための最終加算手段とを備えたことを特徴とする
乗算装置。
12. The multiplication apparatus according to claim 11, wherein the partial product generation means includes: a multiplier encoding means for encoding the multiplier for each of a plurality of bits; and a code of an encoding result of the multiplier encoding means from the multiplicand. A first partial product generating means for generating a partial product having the same code weight as: and a partial product having a code weight opposite to the sign of the encoding result of the multiplier encoding means from the multiplicand. Second partial product generation means for generating the first partial product addition means, wherein two of the partial products generated by the first partial product generation means and the second partial product addition means, A plurality of means for performing addition with two of the partial products generated by the partial product generation means, and outputting one redundant binary data as an addition result; A plurality of means for generating and outputting a number and a carry propagation function, or when the number of data to be added at each digit is limited to four, the carry generation function and the carry propagation function Only a plurality of means for generating and outputting, the output means comprising: a plurality of redundant 2 output from the first partial product adding means;
Second partial product addition means for adding binary data and outputting a set of carry generation function and carry propagation function; output from the first partial product addition means and the second partial product addition means A multiplication device comprising: final addition means for generating and outputting a multiplication result converted into binary data from the carried carry generation function and the carry propagation function.
【請求項13】 請求項12記載の乗算装置において、 第1の部分積加算手段は、 各々同一桁に対して2つの正の重みを持つデータと2つ
の負の重みを持つデータとを加算し、冗長2進数として
結果を出力するための複数の第1冗長2進加算器と、 各々2つの正の重みを持つデータと2つの負の重みを持
つデータを加算し、キャリー生成関数及びキャリー伝播
関数として結果を出力するための複数の第4冗長2進加
算器とを備え、 前記複数の第1冗長2進加算器の各々は、 正の重みを持つ2つのデータP1,P2と負の重みを持
つ2つのデータN1,N2との和が正でない状態を示す
信号Wiを出力するための正負判定手段と、 前記4つのデータP1,P2,N1,N2の加算結果を
和信号Siとキャリー信号Ciとで定義した場合、1桁下
位の正負判定手段の出力Wi-1と前記和信号Siとの差と
して定義された信号Qiを出力するための準中間和生成
手段と、 同一桁の正負判定手段の出力Wiと前記キャリー信号Ci
との和として定義された信号Viを出力するための準中
間キャリー生成手段と、 1桁下位の準中間キャリー生成手段の出力Vi-1と前記
準中間和生成手段の出力Qiとの差として求められる加
算結果を、符号ビットと絶対値ビットの2ビットで表現
された冗長2進数として出力するための和生成手段とを
有し、 前記複数の第4冗長2進加算器の各々は、 前記信号Wiを出力するための正負判定手段と、 前記信号Qiを出力するための準中間和生成手段と、 前記信号Viを出力するための準中間キャリー生成手段
と、 前記準中間和生成手段の出力Qiの反転信号と1桁下位
の前記準中間キャリー生成手段の出力Vi-1との論理積
をキャリー生成関数GOとし、前記準中間和生成手段の
出力Qiの反転信号と1桁下位の前記準中間キャリー生
成手段の出力Vi-1との論理和をキャリー伝播関数PO
として生成するためのPG出力手段とを有することを特
徴とする乗算装置。
13. The multiplication device according to claim 12, wherein the first partial product addition means adds data having two positive weights and data having two negative weights to the same digit. A plurality of first redundant binary adders for outputting a result as a redundant binary number; adding a data having two positive weights and a data having two negative weights each; A plurality of fourth redundant binary adders for outputting a result as a function, wherein each of the plurality of first redundant binary adders includes two data P1 and P2 having a positive weight and a negative weight Positive / negative determining means for outputting a signal Wi indicating that the sum of the two data N1 and N2 having the following is not positive; and a sum signal Si and a carry signal representing the addition result of the four data P1, P2, N1 and N2. One digit lower when defined with Ci A quasi-intermediate sum generating means for outputting a signal Qi defined as the difference between the output Wi-1 of the positive / negative determining means and the sum signal Si; the output Wi of the same digit positive / negative determining means and the carry signal Ci
And a quasi-intermediate carry generating means for outputting a signal Vi defined as the sum of Sum generating means for outputting the added result obtained as a redundant binary number represented by two bits of a sign bit and an absolute value bit, wherein each of the plurality of fourth redundant binary adders includes the signal Positive / negative determining means for outputting Wi, quasi-intermediate sum generating means for outputting the signal Qi, quasi-intermediate carry generating means for outputting the signal Vi, and output Qi of the quasi-intermediate sum generating means And a logical product of the inverted signal of the quasi-intermediate carry generating means GO and the inverted product of the output Qi of the quasi-intermediate sum generating means and the quasi-intermediate one digit lower. Output V of carry generation means The logical sum of i-1 and carry propagation function PO
And a PG output means for generating the multiplying result.
【請求項14】 請求項13記載の乗算装置において、 前記第2部分積加算手段は、 各々符号ビットと絶対値ビットとで表現された冗長2進
数の2つを加算し、符号ビットと絶対値ビットとの2ビ
ットで表現された1つの冗長2進数を加算結果として出
力するための複数の第2冗長2進加算器と、 各々符号ビットと絶対値ビットとの2ビットで表現され
た2つの冗長2進数を加算し、該加算の結果からキャリ
ー生成関数とキャリー伝播関数とを求め出力するための
複数の第5冗長2進加算器とを備え、 前記第2冗長2進加算器と前記第5冗長2進加算器とが
ツリー状に構成され、かつ該ツリー構成の最終段に前記
第5冗長2進加算器が配置されたことを特徴とする乗算
装置。
14. The multiplication device according to claim 13, wherein said second partial product addition means adds two redundant binary numbers each represented by a sign bit and an absolute value bit, and generates a sign bit and an absolute value. A plurality of second redundant binary adders for outputting one redundant binary number represented by two bits of the bits as an addition result, and two redundant binary adders each represented by two bits of a sign bit and an absolute value bit A plurality of fifth redundant binary adders for adding a redundant binary number, obtaining a carry generation function and a carry propagation function from the result of the addition, and outputting the fifth redundant binary adder; A multiplication device comprising: a five-redundant binary adder configured in a tree shape; and the fifth redundant binary adder arranged at the last stage of the tree configuration.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100420410B1 (en) * 2001-05-02 2004-03-04 주식회사 하이닉스반도체 Real-complex multiplier using redudant binary operation
US11630997B2 (en) 2018-01-23 2023-04-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus with bit-serial data processing of a neural network

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