JPH11353156A - Carry signal generating circuit - Google Patents

Carry signal generating circuit

Info

Publication number
JPH11353156A
JPH11353156A JP16020498A JP16020498A JPH11353156A JP H11353156 A JPH11353156 A JP H11353156A JP 16020498 A JP16020498 A JP 16020498A JP 16020498 A JP16020498 A JP 16020498A JP H11353156 A JPH11353156 A JP H11353156A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
bit
carry signal
4bit
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.)
Pending
Application number
JP16020498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Ebata
淳 江端
Michitaka Yamamoto
通敬 山本
Takeshi Kato
猛 加藤
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP16020498A priority Critical patent/JPH11353156A/en
Publication of JPH11353156A publication Critical patent/JPH11353156A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
    • G06F7/50Adding; Subtracting
    • G06F7/505Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination
    • G06F7/506Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination with simultaneous carry generation for, or propagation over, two or more stages
    • G06F7/508Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination with simultaneous carry generation for, or propagation over, two or more stages using carry look-ahead circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make an adder fast by shortening the total carry signal generation time including precedent and trailing stages as to a precedent-stage circuit and a trailing-stage circuit which constitute the carry signal generating circuit by precedently processing part of logical operation of the trailing-stage circuit by the precedent-stage circuit. SOLUTION: When carry signals for 4-bit binary data a0 a1 a2 a3 and binary data b0 b1 b2 b3 are generated, a signal p0 represented as p0 =a0 +b0 , a signal Hi ,i+1 represented as Hi ,i+1 =ai .bi +ai+1 (i=0, 2), and a signal I1.2 represented as I1 ,2 =(a1 +b1 ).(a2 +b2 ) are generated. Their signal processings can be carried out in parallel. Then those signals p0 , Hi ,i+1 , and I1 ,2 are used to generate a 4-bit carry signal C<4bit> represented as C<4bit> =p0 .(H0 ,1 +I1 ,2 +H2 ,3 ). Consequently, the number of NMOS transistors which are stacked and connected longitudinally is decreased to shorten the circuit operation time.

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、データ信号加算器
の桁上げ先見を行う論理回路に係り、特に桁上げ信号生
成の高速化に好適なCMOS論理回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a logic circuit for performing carry look-ahead of a data signal adder, and more particularly to a CMOS logic circuit suitable for speeding up the generation of a carry signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロプロセッサやデジタル信号処理
プロセッサ等の情報処理装置に用いられる論理回路の中
で、加算器は最も基本的な構成要素の一つである。多く
の場合に加算器が情報処理装置の動作速度を決めている
ため、その高速化が強く求められている。
2. Description of the Related Art An adder is one of the most basic components among logic circuits used in information processing devices such as a microprocessor and a digital signal processor. In many cases, the adder determines the operation speed of the information processing device, and therefore, it is strongly required to increase the operation speed.

【0003】多ビット加算器の信号処理速度は桁上げ信
号を生成する時間に大きく依存しており、桁上げ信号生
成回路が加算器全体の処理速度を決める重要な支配要因
となっている。このため、従来から桁上げ信号生成回路
を高速化する手法が検討されてきた。
The signal processing speed of a multi-bit adder greatly depends on the time for generating a carry signal, and the carry signal generation circuit is an important controlling factor for determining the processing speed of the entire adder. For this reason, techniques for increasing the speed of the carry signal generation circuit have been conventionally studied.

【0004】従来の桁上げ信号生成回路の高速化技術と
しては、エヌ・エッチ・イー ウェステ、ケー エシュ
ライアン著,プリンシプルズ オブ シーモス ブイエ
ルエスアイ デザイン − ア システムズ パースペ
クティブ,第2版,アディソン−ウェズレー出版社,第
526頁〜第531頁,1993年(N.H.E. Westeand
K. Eshraghian, Principles of CMOS VLSI Design−A S
ystems Perspective,second edition, Addison−Wesle
y, pp. 526-531, 1993)に記載のようなダイナミック回
路(ドミノ回路)を用いたCMOS論理回路がある。ド
ミノ論理回路は、高速回路技術として一般的に広く知ら
れている。
[0004] Conventional techniques for increasing the speed of the carry signal generation circuit include N.E.E.WESTE and K.E.S.R. Co., pp. 526-531, 1993 (NHE Westeand
K. Eshraghian, Principles of CMOS VLSI Design-AS
ystems Perspective, second edition, Addison-Wesle
y, pp. 526-531, 1993), there is a CMOS logic circuit using a dynamic circuit (domino circuit). Domino logic circuits are generally widely known as high-speed circuit technology.

【0005】上記従来技術では、4ビットの2進データ
0123とb0123を加算する場合、ま
ず、下記のブール代数式(1)と式(2)に示すように
上位からjビット目のデータaj とbj の論理積から生
成信号gj を生成し、aj とbj の論理和から伝搬信号
j を生成する。次に、式(3)に示すようにこれらの
生成信号gj と伝搬信号pj を用いて4ビットの桁上げ
信号C4bitを生成している。
[0005] the above-described conventional art, when adding a binary 4-bit data a 0 a 1 a 2 a 3 b 0 b 1 b 2 b 3, first, a Boolean equation (1) below formula (2) As shown in (1), the generation signal g j is generated from the logical product of the j-th bit data a j and b j , and the propagation signal p j is generated from the logical sum of a j and b j . Next, as shown in Expression (3), a 4-bit carry signal C 4bit is generated using the generated signal g j and the propagation signal p j .

【0006】 gj=aj・bj(j=0,1,2,3) …(1) pj=aj+bj(j=0,1,2,3) …(2) C4bit=g0+p01+p012+p0123 =g0+p0・(g1+p1・(g2+p2・g3)) …(3) 従来技術はこれらの信号gj,pj,C4bitをドミノ論理
回路を用いて生成することにより高速化を図っている。
G j = a j · b j (j = 0,1,2,3) (1) p j = a j + b j (j = 0,1,2,3) (2) C 4bit = g 0 + p 0 g 1 + p 0 p 1 g 2 + p 0 p 1 p 2 g 3 = g 0 + p 0 · (g 1 + p 1 · (g 2 + p 2 · g 3)) ... (3) prior art Speeding up is achieved by generating these signals g j , p j , and C 4 bits using a domino logic circuit.

【0007】図9は生成信号gj を生成するドミノ回
路、図10は伝搬信号pj を生成するドミノ回路、図1
1は桁上げ信号C4bitを生成するドミノ回路を示す。
FIG. 9 shows a domino circuit for generating a generation signal g j , FIG. 10 shows a domino circuit for generating a propagation signal p j , and FIG.
Reference numeral 1 denotes a domino circuit that generates a carry signal C 4 bits .

【0008】図9において、301はクロック信号CK
が入力されるプリチャージ用PMOSトランジスタ、304
はCMOSインバータである。NMOSトランジスタ3
02,303にはデータajとbjが入力されている。ク
ロック信号CKが論理値1のとき、データajとbjの論
理積である生成信号gj がインバータ304を介して出
力される。例えば、aj,bjの両方が論理値1に成った
場合には、トランジスタ301,302が導通し、イン
バータ304の入力が論理値0になり、桁上げ生成信号
jが論理値1になる。
In FIG. 9, reference numeral 301 denotes a clock signal CK.
, A precharging PMOS transistor 304
Is a CMOS inverter. NMOS transistor 3
Data a j and b j are input to 02 and 303. When the clock signal CK has a logical value of 1, a generation signal g j that is a logical product of the data a j and b j is output via the inverter 304. For example, when both a j and b j have a logical value of 1, the transistors 301 and 302 conduct, the input of the inverter 304 has a logical value of 0, and the carry generation signal g j has a logical value of 1. Become.

【0009】図10の伝搬信号生成回路では、311が
クロック信号CKが入力されるプリチャージ用PMOS
トランジスタ、314がCMOSインバータである。NM
OSトランジスタ312,313にはデータaj とbj
入力されている。クロック信号CKが論理値1のとき、
データaj とbj の論理和である伝搬信号pj がインバ
ータ314を介して出力される。
In the propagation signal generation circuit of FIG. 10, 311 is a precharge PMOS to which a clock signal CK is input.
The transistor 314 is a CMOS inverter. NM
Data a j and b j are input to the OS transistors 312 and 313. When the clock signal CK has the logical value 1,
Propagation signal p j, which is the logical sum of data a j and b j , is output via inverter 314.

【0010】図11の4ビットの桁上げ信号生成回路で
は、図9と図10の回路によって生成された生成信号g
0〜g3と伝搬信号p0〜p3とが、それぞれに対応するト
ランジスタ323〜328に入力されている。プリチャ
ージ用PMOSトランジスタ321に入力されるクロッ
ク信号CKが論理値1のとき、前記式(3)で表わされ
た論理演算が実行され、その結果である桁上げ信号C
4bitがインバータ329から出力される。
In the 4-bit carry signal generating circuit shown in FIG. 11, a generated signal g generated by the circuits shown in FIGS.
0 to g 3 and the propagation signals p 0 to p 3 are input to the corresponding transistors 323 to 328, respectively. When the clock signal CK input to the PMOS transistor 321 for precharge has a logical value of 1, the logical operation represented by the above equation (3) is executed, and the carry signal C as a result is obtained.
4 bits are output from the inverter 329.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、デ
ータaj とbj から4ビットの桁上げ信号C4bitが生成
されるまでの信号処理時間は、図9のNMOSトランジ
スタ302,303とインバータ304の動作時間と、
図11のNMOSトランジスタ322,324,32
6,328とインバータ329の動作時間で決まる。す
なわち、信号処理速度が、縦積みに接続されたNMOS
トランジスタ2+4個とインバータ2個の動作時間によ
って支配されている。
In the above-mentioned prior art, the signal processing time until the 4-bit carry signal C 4 bit is generated from the data a j and b j is determined by the NMOS transistors 302 and 303 and the inverter shown in FIG. 304 operating time;
The NMOS transistors 322, 324, 32 of FIG.
6, 328 and the operation time of the inverter 329. That is, the signal processing speed is reduced by NMOS connected in vertical stack.
It is governed by the operating time of 2 + 4 transistors and 2 inverters.

【0012】本発明の主な目的は、桁上げ信号生成回路
をさらに高速化することにある。論理的な工夫によっ
て、従来技術よりも縦積み接続されたNMOSトランジ
スタの個数を削減し、回路動作時間を短縮することが狙
いである。
A main object of the present invention is to further speed up a carry signal generation circuit. The logical aim is to reduce the number of NMOS transistors connected in cascade compared to the prior art and to shorten the circuit operation time.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の手段では、4ビットの2進データa
0123と2進データb0123の桁上げ信
号を生成する場合を例にとると、まず式(4)で表わさ
れる信号p0と式(5)で表される信号Hii+1と式(6)
で表わされる信号I1,2を生成する。次に、これらの信
号p0 ,Hi,i+1,I1,2 を用いて式(7)で表わされ
る4ビットの桁上げ信号C4bitを生成する。
According to a first aspect of the present invention, a four-bit binary data a is provided.
0 a 1 a 2 a 3 a Taking as an example the case of generating the carry signal of the binary data b 0 b 1 b 2 b 3 , first with Formula signal p 0 the formula represented by (4) (5) The expressed signals Hi , i + 1 and equation (6)
To generate a signal I 1,2 represented by Next, a 4-bit carry signal C 4bit represented by equation (7) is generated using these signals p 0 , Hi, i + 1 , and I 1,2 .

【0014】 p0=a0+b0 …(4) Hii+1=ai・bi+ai+1・bi+1(i=0,2) …(5) I1,2=(a1+b1)・(a2+b2) …(6) C4bit=p0・(H0,1+I1,2・H2,3) …(7) 式(4)〜式(7)をドミノ論理回路で構成した場合、
式(4)は縦積みNMOSトランジスタ1個とインバータ1
個の回路、式(5)と式(6)は縦積みトランジスタ2
個とインバータ1個の回路、式(7)は縦積みトランジ
スタ3個とインバータ1個の回路で構成される。式
(4)〜式(6)の信号処理は並行できるので、データ
j とbj から桁上げ信号C4bitを生成するまでの信号
処理時間は、式(5)または式(6)の処理時間と式
(7)の処理時間とに依存する。したがって、桁上げ信
号C4bitの生成時間は縦積みNMOSトランジスタ2+
3個とインバータ2個の動作時間で決まり、従来技術に
比べて縦積みトランジスタ数を1個削減できる。
P 0 = a 0 + b 0 (4) Hi , i + 1 = a i · b i + a i + 1 · b i + 1 (i = 0, 2) (5) I 1,2 = (A 1 + b 1 ) · (a 2 + b 2 ) (6) C 4bit = p 0 (H 0,1 + I 1,2 · H 2,3 ) (7) Equations (4) to ( When 7) is configured by a domino logic circuit,
Equation (4) shows that one vertically stacked NMOS transistor and one inverter
Circuits, Equations (5) and (6) are vertically stacked transistors 2
Equation (7) is composed of three vertically stacked transistors and one inverter. Since the signal processing of Expressions (4) to (6) can be performed in parallel, the signal processing time required to generate the carry signal C 4 bits from the data a j and b j is the processing of Expression (5) or Expression (6). It depends on the time and the processing time of equation (7). Accordingly, time for generating the carry signal C 4bit the string-effect NMOS transistor 2+
It is determined by the operation time of three inverters and two inverters, and the number of vertically stacked transistors can be reduced by one as compared with the prior art.

【0015】本発明の第2の手段では、データa01
23とb0123の反転信号a0B a1B a2
B a3Bとb0B b1B b2B b3Bを利用して、まず
式(8)で表わされる信号p0Bと式(9)で表される信
号Hi,i+1Bと式(10)で表わされる信号I1,2Bを生
成する。次に、これらの信号p0B,Hi,i+1B,I1,2
Bを用いて式(11)で表わされる4ビットの桁上げ信
号の反転信号C4bitBを生成する。
According to the second means of the present invention, data a 0 a 1
a 2 a 3 and inverted signal of b 0 b 1 b 2 b 3 a 0 B a 1 B a 2
First, using Ba 3 B and b 0 B b 1 B b 2 B b 3 B, the signal p 0 B represented by the equation (8) and the signal Hi, i + 1 represented by the equation (9) are used. B and a signal I 1,2 B represented by equation (10). Next, these signals p 0 B, H i, i + 1 B, I 1,2
Using B, an inverted signal C 4bit B of a 4-bit carry signal represented by the equation (11) is generated.

【0016】 p0B=a0B・b0B …(8) Hii+1B=(aiB+biB)・(ai+1B+bi+1B)(i=0,2)…(9) I1,2B=a1B・b1B+a2B・b2B …(10) C4bitB=p0B+H0,1B・(I1,2B+H2,3B) …(11) 式(8)〜式(11)をドミノ論理回路で構成した場
合、式(8)〜式(11)はいずれも縦積みNMOSトラ
ンジスタ数が2個でインバータ1個の回路になる。した
がって、データaj とbj から桁上げ信号の反転信号C
4bitBを生成するまでの信号処理時間は、縦積みトラン
ジスタ2+2個とインバータ2個の動作時間で決まり、
上記第1の手段に比べて縦積みトランジスタ数をさらに
1個削減できる。
P 0 B = a 0 B · b 0 B (8) Hi , i + 1 B = (a i B + b i B) · (a i + 1 B + b i + 1 B) (i = 0, 2) (9) I 1,2 B = a 1 B · b 1 B + a 2 B · b 2 B (10) C 4bit B = p 0 B + H 0,1 B · (I 1,2 B + H 2,3 B) ... (11) When Expressions (8) to (11) are configured by domino logic circuits, Expressions (8) to (11) are all circuits in which the number of vertically stacked NMOS transistors is two and the inverter is one. become. Therefore, the inverted signal C of the carry signal is obtained from the data a j and b j.
Signal processing time required to generate a 4bit B is determined by the string-effect transistor 2 + 2 and two inverters operating time,
Compared to the first means, the number of vertically stacked transistors can be further reduced by one.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】まず、本発明による4ビット桁上
げ信号生成回路の第1の実施例を図1〜図4により説明
する。図1〜図4は、それぞれ式(4)〜式(7)に対
応する論理演算を行うドミノ回路を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a first embodiment of a 4-bit carry signal generation circuit according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 show domino circuits that perform logical operations corresponding to the equations (4) to (7), respectively.

【0018】図1は、4ビットの2進データの上位から
0ビット目のデータa0 とb0 の論理和すなわち伝搬信
号p0 を生成する回路である。この回路は、クロック信
号CKが入力されるPMOSトランジスタ101と、デ
ータa0 が入力されるNMOSトランジスタ102と、デー
タb0 が入力されるNMOSトランジスタ103と、C
MOSインバータ104から構成されている。PMOS
トランジスタ101の上部ノードは電源に、NMOSト
ランジスタ102と103の下部ノードはグランドに接
続されている。
FIG. 1 shows a circuit for generating a logical sum of data a 0 and b 0 of the 0th bit from the upper bit of 4-bit binary data, that is, a propagation signal p 0 . This circuit includes a PMOS transistor 101 to the clock signal CK is input, the NMOS transistor 102 to the data a 0 is input, the NMOS transistor 103 to the data b 0 is input, C
It comprises a MOS inverter 104. PMOS
The upper node of transistor 101 is connected to the power supply, and the lower nodes of NMOS transistors 102 and 103 are connected to ground.

【0019】クロック信号CKが論理値0の時、ドミノ
回路はプリチャージ期間にある。この期間にはa0 とb
0 の論理演算が行われず、インバータ104の出力が論
理値0になる。CKが論理値1になると、ドミノ回路が
エバリュエーション期間に入り、式(4)に対応するa
0 とb0 の論理和の演算が行われる。データa0,b0
どちらか一方が論理値1になると、インバータ104の
入力信号が論理値0になり、出力信号すなわち伝搬信号
0 が論理値1になる。この回路の信号処理時間は、ト
ランジスタ102または103によりダイナミックノー
ド(PMOSとNMOSの間のノード)のチャージが引
き抜かれる時間と、ダイナミックノードの信号遷移がイ
ンバータ104を介して出力される時間との和になる。
When the clock signal CK has a logical value of 0, the domino circuit is in a precharge period. During this period, a 0 and b
The logical operation of 0 is not performed, and the output of the inverter 104 becomes the logical value 0. When CK becomes a logical value 1, the domino circuit enters an evaluation period, and a corresponding to equation (4)
The logical sum of 0 and b 0 is calculated. When one of the data a 0 and b 0 has a logical value of 1, the input signal of the inverter 104 has a logical value of 0, and the output signal, that is, the propagation signal p 0 has a logical value of 1. The signal processing time of this circuit is the sum of the time during which the charge of the dynamic node (node between PMOS and NMOS) is pulled out by the transistor 102 or 103 and the time during which the signal transition of the dynamic node is output via the inverter 104. become.

【0020】図2は、4ビットの上位からiビット目(i
=0または2)のデータai とbiの論理積すなわち生
成信号gi を生成し、i+1ビット目のデータai+1
i+1との論理積すなわち生成信号gi+1を生成し、gi
とgi+1の論理和信号Hii+1を生成する回路である。
プリチャージ用PMOSトランジスタ111と、データ
i,bi,ai+1,bi+1が入力されるNMOSトランジ
スタ112,113,114,115と、インバータ1
16から構成されている。
FIG. 2 shows the i - th bit ( i.
= 0 or generates a logical product i.e. generation signal g i of the data a i and b i 2), the logical product i.e. generation signal g i + 1 of the data a i + 1 and b i + 1 of the i + 1 th bit Generate g i
A circuit for generating a g i + 1 of the logical OR signal H i, a i + 1.
A precharging PMOS transistor 111, and NMOS transistors 112, 113, 114, and 115 of data a i, b i, is a i + 1, b i + 1 is input, the inverter 1
16.

【0021】クロック信号CKが論理値1になり、ドミ
ノ回路がエバリュエーション期間に入ると、式(5)に対
応する生成信号giと生成信号gi+1の論理和演算が行わ
れる。この回路の動作速度は、縦に2個直列接続された
NMOSトランジスタ112と113の対または114
と115の対がダイナミックノードをディスチャージす
る時間と、インバータ116が切り替わる時間で決ま
る。
When the clock signal CK becomes the logical value 1 and the domino circuit enters the evaluation period, the logical sum operation of the generated signal g i and the generated signal g i + 1 corresponding to the equation (5) is performed. The operating speed of this circuit is determined by the pair of NMOS transistors 112 and 113 vertically connected in series or 114
And 115 are determined by the time for discharging the dynamic node and the time for the inverter 116 to switch.

【0022】図3は、4ビットの上位から1ビット目の
データa1 とb1 の論理和すなわち伝搬信号p1 を生成
し、2ビット目のデータa2 とb2 の論理和すなわち伝
搬信号p2 を生成し、p1 とp2 の論理積信号I1,2
生成する回路である。プリチャージ用PMOSトランジ
スタ121と、データa1,b1,a2,b2が入力される
NMOSトランジスタ122,123,124,125
と、インバータ126から構成されている。
FIG. 3 shows a logical sum of data a 1 and b 1 of the first bit from the upper four bits, ie, a propagation signal p 1 , and a logical sum of data a 2 and b 2 of the second bit, ie, a propagation signal It generates p 2, is a circuit that generates a logical product signal I 1, 2 of p 1 and p 2. A precharging PMOS transistor 121, NMOS transistors 122, 123, 124 and 125 of data a 1, b 1, a 2 , b 2 are input
And an inverter 126.

【0023】この回路がエバリュエーション期間に入る
と、式(6)に対応する論理積信号I1,2が出力され
る。プリチャージ期間には信号I1,2が論理値0にな
る。エバリュエーション期間にNMOSトランジスタ1
22と123の少なくとも一方と、124と125の少
なくとも一方とがオン状態になった場合に信号I1,2
論理値が0から1に切り替わる。信号処理時間は、縦2
個同時に導通したNMOSトランジスタがダイナミック
ノードをディスチャージする時間と、インバータ126が
動作する時間との和で決まる。
When this circuit enters the evaluation period, the AND signal I 1,2 corresponding to the equation (6) is output. During the precharge period, the signal I 1,2 has a logical value 0. NMOS transistor 1 during the evaluation period
When at least one of 22 and 123 and at least one of 124 and 125 are turned on, the logical value of the signal I 1,2 switches from 0 to 1. The signal processing time is 2 vertical
It is determined by the sum of the time during which the NMOS transistors that are simultaneously turned on discharge the dynamic node and the time during which the inverter 126 operates.

【0024】図4は、図1から出力された伝搬信号p0
と図2から出力された信号H0,1,H2,3と図3から出力
された信号I1,2とを受けて、式(7)に対応する論理
演算を行い、4ビット桁上げ信号C4bitを生成する回路
である。信号I1,2 と信号H2,3の論理積をとり、この
論理積と信号H0,1の論理和をとり、この論理和と伝搬
信号p0 の論理積をとることにより、桁上げ信号C4bit
を生成する。この回路は、プリチャージ用PMOSトラ
ンジスタ131と、信号p0 ,H0,1,H2,3,I1,2
入力されるNMOSトランジスタ132,133,13
4,135と、インバータ136から構成されている。
FIG. 4 shows the propagation signal p 0 output from FIG.
And the signals H 0,1 , H 2,3 output from FIG. 2 and the signals I 1,2 output from FIG. 3, perform a logical operation corresponding to equation (7), and carry four bits. This is a circuit for generating a signal C 4bit . The logical product of the signal I 1,2 and the signal H 2,3 is taken, the logical product of this signal and the signal H 0,1 is taken, and the logical product of this logical sum and the propagation signal p 0 is taken. Signal C 4bit
Generate This circuit includes a PMOS transistor 131 for precharge and NMOS transistors 132, 133, and 13 to which signals p 0 , H 0,1 , H 2,3 , and I 1,2 are inputted.
4, 135 and an inverter 136.

【0025】エバリュエーション期間において、図4の
回路により桁上げ信号C4bitが生成される時間は、縦に
3個並んだNMOSトランジスタ132,133,13
4がダイナミックノードをディスチャージする時間と、
インバータ136が動作する時間との和に依存してい
る。
During the evaluation period, the time during which the carry signal C 4 bit is generated by the circuit of FIG. 4 is determined by the three vertically arranged NMOS transistors 132, 133 and 13.
4 time to discharge the dynamic node,
It depends on the sum of the time when the inverter 136 operates.

【0026】ここまで図1〜図4の回路動作を個別に述
べてきたが、データaj とbj から4ビットの桁上げ信
号C4bitが生成されるまでの信号処理時間は、前段の図
1〜図3の回路動作時間と後段の図4の回路動作時間と
の合計になる。前段の図1〜図3の回路において動作速
度を比較すると、上述したように、図1の回路は縦積み
NMOSトランジスタ数が1個であり、図2と図3の回
路は縦積みNMOSトランジスタ数が2個であるので、
図2または図3の回路の方が図1の回路より遅く動作す
る。したがって、第1の実施例の総合的な桁上げ信号生
成時間は、図2または図3の回路の一方と図4の回路の
動作時間によって決まる。すなわち、桁上げ信号C4bit
の生成時間は、縦積みNMOSトランジスタ2+3個の
動作時間とインバータ2個の動作時間の和になる。
Although the circuit operations of FIGS. 1 to 4 have been individually described above, the signal processing time until the 4-bit carry signal C 4bit is generated from the data a j and b j will be described in the preceding figure. 1 to 3 and the subsequent circuit operation time of FIG. 4. Comparing the operation speeds of the circuits of FIGS. 1 to 3 at the preceding stage, as described above, the circuit of FIG. 1 has one vertically stacked NMOS transistor, and the circuits of FIGS. Is two, so
2 or 3 operates slower than the circuit of FIG. Therefore, the overall carry signal generation time of the first embodiment is determined by one of the circuits in FIG. 2 or 3 and the operation time of the circuit in FIG. That is, the carry signal C 4bit
Is the sum of the operation time of the vertically stacked NMOS transistors 2 + 3 and the operation time of the two inverters.

【0027】本発明の第1の実施例と従来例の回路構成
を比較すると、従来例では前段の図9と図10の回路で
生成信号gj と伝搬信号pj を生成し、後段の図11の
回路で信号gj とpj から桁上げ信号C4bitを生成して
いる。これに対して、本実施例では前段の図2と図3の
回路で予め生成信号gj と伝搬信号pj の論理積や論理
和を演算しておき、後段の図4の回路で桁上げ信号C
4bitを生成している。言い換えれば、従来例の後段の図
11の論理演算の一部を、本実施例では前段の図2と図
3の回路で前倒ししている。これによって、第1実施例
は従来例に比べて後段回路の演算処理を軽減し、後段回
路の縦積みNMOSトランジスタ数を従来の4個から3
個に削減することができた。
Comparing the circuit configuration of the first embodiment of the present invention with the circuit configuration of the conventional example, the conventional example generates the generation signal g j and the propagation signal p j by the circuit of FIG. 9 and FIG. and generating a carry signal C 4bit from the signal g j and p j in circuit 11. On the other hand, in the present embodiment, a logical product or a logical sum of the generated signal g j and the propagated signal p j is calculated in advance by the circuits of FIG. 2 and FIG. Signal C
4bit is generated. In other words, in the present embodiment, a part of the logical operation shown in FIG. 11 at the latter stage of the conventional example is advanced by the circuits shown in FIGS. 2 and 3 at the former stage. As a result, in the first embodiment, the number of the NMOS transistors in the post-stage circuit is reduced from the conventional four to three in the post-stage circuit as compared with the conventional example.
We were able to reduce to pieces.

【0028】本実施例の図2や図3の前段回路は従来例
の図9の前段回路に比べて複雑になるが、縦積みNMO
Sトランジスタ数が同じ2個に保たれるので、図9の回
路動作時間と図2や図3の回路動作時間とに顕著な差は
ない。したがって、前段と後段を合わせた総合的な桁上
げ信号生成時間を比較すると、本実施例は従来例に比べ
て約15%短縮することができ、加算器の高速化を実現
することができる。
2 and 3 of the present embodiment is more complicated than the prior-art circuit of FIG. 9 of the prior art.
Since the number of S transistors is maintained at the same two, there is no significant difference between the circuit operation time of FIG. 9 and the circuit operation time of FIG. 2 or FIG. Therefore, comparing the total carry signal generation time of the former stage and the latter stage, the present embodiment can be shortened by about 15% as compared with the conventional example, and the speeding up of the adder can be realized.

【0029】なお、本発明による縦積みトランジスタ数
の削減すなわち論理演算処理の軽減は、回路方式を問わ
ず本質的に論理回路の高速化に有効である。第1実施例
では高速CMOS回路として一般的なCMOSドミノ回
路を採用したが、この他にもスタティックCMOS回
路,BiCMOS回路,バイポーラECL回路において
も効果があることは明らかである。
The reduction in the number of vertically stacked transistors according to the present invention, that is, the reduction in logical operation processing, is essentially effective for speeding up a logic circuit regardless of the circuit system. In the first embodiment, a general CMOS domino circuit is employed as a high-speed CMOS circuit. However, it is apparent that the present invention is also effective in static CMOS circuits, BiCMOS circuits, and bipolar ECL circuits.

【0030】また、本実施例では4ビットの桁上げ信号
生成回路を例に挙げたが、本発明をより多ビットの桁上
げ信号生成回路に応用できることは言うまでもない。n
ビット(nは4以上の整数)の桁上げ信号生成回路に拡
張する場合には、式(5)と式(6)に倣って2進デー
タa0123…anとb0123…bnから式
(12)に示す信号Hii+1と式(13)に示す信号I
k,k+1 を生成し、これらの信号を用いて式(7)に準ず
る論理演算を行い、桁上げ信号Cnbitを生成すればよ
い。
Also, in this embodiment, a 4-bit carry signal generation circuit has been described as an example, but it is needless to say that the present invention can be applied to a multi-bit carry signal generation circuit. n
When extending to a carry signal generation circuit of bits (n is an integer of 4 or more), binary data a 0 a 1 a 2 a 3 ... An and b according to the equations (5) and (6) 0 b 1 b 2 b 3 ... B n , the signals Hi , i + 1 shown in equation (12) and the signal I shown in equation (13)
It is sufficient to generate k and k + 1 , perform a logical operation according to equation (7) using these signals, and generate a carry signal C nbit .

【0031】 Hi,i+1=ai・bi+ai+1・bi+1(i=0,2,…,n−2) …(12) Ik,k+1=(ak+bk)・(ak+1+bk+1)(k=1,3,…,n−3) …(13) 次に、本発明による4ビット桁上げ信号生成回路の第2
の実施例を図5〜図8により説明する。図5〜図8は、
それぞれ式(8)〜式(11)に対応する論理演算を行
うドミノ回路を示す。第2実施例では、第1実施例のよ
うに4ビットの2進データa0123とb01
23の論理演算をそのまま行うのではなく、データ
の反転信号a0B a1B a2B a3Bとb0B b1B b2
B b3Bの論理演算を行う。
H i, i + 1 = a i · b i + a i + 1 · b i + 1 (i = 0,2,..., N−2) (12) I k, k + 1 = (a k + b k ) · (a k + 1 + b k + 1 ) (k = 1, 3,..., n−3) (13) Next, the second of the 4-bit carry signal generation circuit according to the present invention.
Will be described with reference to FIGS. 5 to 8
Each shows a domino circuit that performs a logical operation corresponding to Expressions (8) to (11). In the second embodiment, binary data a 0 for 4 bits, as in the first embodiment a 1 a 2 a 3 a b 0 b 1
Instead of performing the logical operation of b 2 b 3 as it is, inverted data signals a 0 Ba 1 Ba 2 Ba 3 B and b 0 B b 1 B b 2
A logical operation of B b 3 B is performed.

【0032】図5の回路はa0Bとb0Bを受けて伝搬信
号p0 の反転信号p0B(図1の出力の反転信号)を生成
する回路、図6の回路はa0B,b0B,a2B,b2Bを
受けて信号Hi,i+1の反転信号Hi,i+1B(図2の出力の
反転信号)を生成する回路、図7の回路はa1B,b
1B,a2B,b2Bを受けて信号I1,2の反転信号I1,2
B(図3の出力の反転信号)を生成する回路、図8は信
号p0B,Hi,i+1B,I1,2Bを受けて桁上げ信号C
4bitの反転信号C4bitB(図4の出力の反転信号)を生
成する回路である。
The circuit of FIG. 5 receives a 0 B and b 0 B to generate an inverted signal p 0 B of the propagation signal p 0 (inverted signal of the output of FIG. 1), and the circuit of FIG. 6 a 0 B , b 0 B, a 2 B , b 2 B receiving the signal H i, i + 1 of the inverted signal H i, i + 1 B circuit for generating an (inverted signal of the output of FIG. 2), the circuit of FIG. 7 Is a 1 B, b
1 B, a 2 B, the inversion signal I 1, 2 of the signal I 1, 2 receives a b 2 B
B (an inverted signal of the output of FIG. 3), and FIG. 8 shows the carry signal C in response to the signals p 0 B, H i, i + 1 B, and I 1,2 B.
This circuit generates a 4- bit inverted signal C 4bit B (an inverted signal of the output in FIG. 4).

【0033】図5から図8に示した回路は、それぞれ、
プリチャージ用PMOSトランジスタ201,211,
221,231と、反転信号a0B,b0B,a1B,b1
B,a2B,b2B,p0B,H0,1B,H2,3B,I1,2
が入力されるNMOSトランジスタ202,203,2
12〜215,222〜225,232〜235と、イ
ンバータ204,216,226,236から構成され
ている。
The circuits shown in FIG. 5 to FIG.
The precharge PMOS transistors 201, 211,
221, 231 and inverted signals a 0 B, b 0 B, a 1 B, b 1
B, a 2 B, b 2 B, p 0 B, H 0,1 B, H 2,3 B, I 1,2 B
Are input to the NMOS transistors 202, 203, and 2
12 to 215, 222 to 225, 232 to 235, and inverters 204, 216, 226, and 236.

【0034】図5の回路動作は、図面から明らかなよう
に、入力信号と出力信号が異なる以外は前述した図9の
回路動作と同じである。同様に、図6は図3と、図7は
図2と同じ回路動作を行う。
The circuit operation of FIG. 5 is the same as the circuit operation of FIG. 9 except that the input signal and the output signal are different, as is apparent from the drawing. Similarly, FIG. 6 performs the same circuit operation as FIG. 3 and FIG. 7 performs the same circuit operation as FIG.

【0035】図8の回路では、図5からの信号p0Bと
図6からの信号H0,1B,H2,3B と図7からの信号I
1,2Bが入力され、式(11)に対応して、信号H2,3
と信号I1,2Bの論理和をとり、この論理和と信号H0,1
Bの論理積をとり、この論理積と信号p0 Bの論理和を
とることにより、桁上げ信号の反転信号C4bitBを生成
する。エバリュエーション期間において、図8の回路動
作時間は、NMOSトランジスタ234と235の少な
くとも一方とNMOSトランジスタ232とがダイナミ
ックノードをディスチャージする時間と、インバータ2
36が切り替わる時間との和で決まる。すなわち、図8
の回路動作時間の支配要因である縦積みNMOSトラン
ジスタ数は2個である。
In the circuit of FIG. 8, the signal p 0 B from FIG. 5, the signals H 0,1 B, H 2,3 B from FIG. 6 and the signal I 0 from FIG.
1,2 B is input and the signal H 2,3 B
And the signal I 1,2 B, and the logical sum and the signal H 0,1
By taking the logical product of B and the logical sum of this logical product and the signal p 0 B, an inverted signal C 4bit B of the carry signal is generated. In the evaluation period, the circuit operation time in FIG. 8 is the time during which at least one of the NMOS transistors 234 and 235 and the NMOS transistor 232 discharges the dynamic node, and the time during which the inverter 2 operates.
36 is determined by the sum of the switching time. That is, FIG.
The number of vertically stacked NMOS transistors, which is a dominant factor in the circuit operation time, is two.

【0036】本実施例において、データの反転信号aj
BとbjBから4ビットの桁上げ信号の反転信号C4bit
Bが生成されるまでの総合的な信号処理時間は、前段の
図5〜図7の回路動作時間と後段の図8の回路動作時間
との合計になる。前段回路の動作時間は図6または図7
の2個の縦積みトランジスタとインバータ1個で決ま
り、後段回路の動作時間は図8の2個の縦積みトランジ
スタとインバータ1個で決まっているので、信号C4bit
Bの総生成時間は、縦積みNMOSトランジスタ2+2
個の動作時間とインバータ2個の動作時間の和になる。
したがって本実施例の縦積みトランジスタ数は、従来例
に比べて2個、第1実施例に比べて1個削減されてい
る。
In this embodiment, the inverted data signal a j
Inverted signal C 4bit of carry signal of 4 bits from B and b j B
The total signal processing time until B is generated is the sum of the circuit operation time of the preceding stage in FIGS. 5 to 7 and the circuit operation time of the subsequent stage in FIG. FIG. 6 or FIG.
Two vertically stacked transistors and determined by one inverter, the operating time of the subsequent circuit is determined by one of two vertically stacked transistors and the inverter of FIG. 8, the signal C 4bit of
The total generation time of B is the vertically stacked NMOS transistor 2 + 2
And the operation time of the two inverters.
Therefore, the number of vertically stacked transistors in the present embodiment is reduced by two compared to the conventional example and by one compared to the first embodiment.

【0037】本実施例では、前記第1の実施例の図4の
正論理を反転論理で組み替えることによって、縦に直列
接続されたNMOSトランジスタを横に並列に並び替え
て、縦積みトランジスタ数を削減することができた。本
実施例はデータa0123とb0123の反
転信号a0B a1B a2B a3Bとb0B b1B b2Bb
3B を必要とするが、これらのデータ反転信号が加算器
の桁上げ信号生成回路以外の部分で予め生成されている
場合には、図5〜図7に示した前段回路の直前にデータ
を反転するための回路を新たに付与する必要はない。ま
た、図8に示した後段回路の出力C4bitBを受ける論理
回路を反転論理で組めば、C4bitBを反転させてC4bit
に戻すための回路を別個に設ける必要がなくなる。した
がって、第2実施例の桁上げ信号生成回路の総合的な信
号処理時間は、図5から図8の回路動作時間を考慮して
おけばよい。結果的に、本実施例の処理時間は従来例に
比べて約25%、第1の実施例に比べて約14%短縮さ
れており、第1の実施例に対してさらに加算器の高速化
を進めることができる。
In this embodiment, by rearranging the positive logic of FIG. 4 of the first embodiment by inversion logic, the vertically connected NMOS transistors are rearranged horizontally and the number of vertically stacked transistors is reduced. Could be reduced. This example data a 0 a 1 a 2 a 3 a b 0 b 1 b 2 b 3 of the inverted signal a 0 B a 1 B a 2 B a 3 B and b 0 B b 1 B b 2 Bb
Requires a 3 B, if these data inversion signal is previously generated at a portion other than the carry signal generation circuit of the adder, the data just before the preceding circuit shown in FIGS. 5 to 7 It is not necessary to add a new circuit for inversion. Also, Kume a logic circuit which receives the output C 4bit B in the subsequent stage circuit shown in FIG. 8 with inverted logic, C 4bit inverts the C 4bit B
There is no need to provide a separate circuit for returning to. Therefore, the overall signal processing time of the carry signal generation circuit according to the second embodiment may be determined in consideration of the circuit operation time shown in FIGS. As a result, the processing time of this embodiment is reduced by about 25% as compared with the conventional example and by about 14% as compared with the first embodiment, and the speed of the adder is further increased as compared with the first embodiment. Can proceed.

【0038】最後に、本発明による16ビット桁上げ信
号生成回路の第3の実施例を図12により説明する。本
実施例では、第1の実施例で示した4ビット桁上げ信号
生成回路をベースに16ビットの桁上げ信号生成回路を
構成している。加算器の桁上げ信号生成以外の部分の論
理構成とのバランスを考えて、4ビット毎に桁上げ信号
を出力させている。
Finally, a third embodiment of the 16-bit carry signal generation circuit according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a 16-bit carry signal generation circuit is configured based on the 4-bit carry signal generation circuit shown in the first embodiment. The carry signal is output every four bits in consideration of the balance with the logical configuration of the portion other than the carry signal generation of the adder.

【0039】本実施例では、式(2)と第1の実施例の
説明の末尾に述べた式(12),(13)と下記の式
(14)〜(20)とに対応する論理演算を行う。
In this embodiment, the logical operation corresponding to the equation (2), the equations (12) and (13) described at the end of the description of the first embodiment, and the following equations (14) to (20) are performed. I do.

【0040】 C4bit i,i+3=pi・(Hi,i+1+Ii+1,i+2・Hi+2,i+3)(i=0,4,8, 12) …(14) P4bit j,j+3=pj・Ij+1,j+2・pj+3(j=0,4,8) …(15) H8bit k,k+4=C4bit k,k+3+C4bit k+4,k+7(k=0,8) …(16) I8bit 4,8=P4bit 4,7・P4bit 8,11 …(17) C16bit 0,15=P4bit 0,3・(H8bit 0,4+I4bit 4,8・H8bit 8,12) …(18) C12bit 4,15=C4bit 4,7+I8bit 4,8・H8bit 8,12 …(19) C8bit 8,15=P4bit 8,11・H8bit 8,12 …(20) 図12に示す16ビット桁上げ信号生成回路は、大きく
分けて、4ビット毎の桁上げ信号の生成を行う論理ブロ
ック1101〜1104と、これらの論理ブロックから
出力された信号をまとめて16ビットの桁上げ信号を生
成する論理ブロック1201から成る。
C 4bit i, i + 3 = p i · (H i, i + 1 + I i + 1, i + 2 · H i + 2, i + 3 ) (i = 0,4,8,12) .. (14) P 4bit j, j + 3 = p j · I j + 1, j + 2 · p j + 3 (j = 0,4,8) (15) H 8bit k, k + 4 = C 4bit k, k + 3 + C 4bit k + 4, k + 7 (k = 0,8) (16) I 8bit 4,8 = P 4bit 4,7 · P 4bit 8,11 (17) C 16bit 0 , 15 = P 4bit 0,3 · ( H 8bit 0,4 + I 4bit 4,8 · H 8bit 8,12) ... (18) C 12bit 4,15 = C 4bit 4,7 + I 8bit 4,8 · H 8bit 8,12 ... (19) C 8bit 8,15 = P 4bit 8,11 · H 8bit 8,12 ... (20) The 16-bit carry signal generation circuit shown in FIG. The logic block includes logic blocks 1101 to 1104 for generating carry signals, and a logic block 1201 for combining signals output from these logic blocks to generate a 16-bit carry signal.

【0041】論理ブロック1101には、16ビットの
うち0ビット目から3ビット目のデータa012
3とb0123が入力される。論理ブロック110
1に含まれる回路1001と1002は式(12)の演
算を行うドミノ回路(図2と同様),回路1003と1
005は式(2)の演算を行う回路(図1と同様),回
路1004は式(13)の演算を行う回路(図3と同様)
である。回路1011は、回路1001の出力H0,1
回路1002の出力H2,3と回路1003の出力p0
回路1004の出力I1,2 とを受けて式(14)の演算
を行い、0〜3ビット目の4ビット分の桁上げ信号C
4bit 0,3を出力する回路である(図4と同様)。回路1
012は、回路1003の出力p0 と回路1004の出
力I1,2 と回路1005の出力p3 とを受けて式(1
5)の演算を行い、信号P4bit 0,3 を出力する回路であ
る(回路図は示していないが当該技術者であればドミノ
回路で容易に構成できる)。
The logical block 1101 stores data a 0 a 1 a 2 a of the 0th bit to the 3rd bit of the 16 bits.
3 and b 0 b 1 b 2 b 3 are input. Logical block 110
1 include domino circuits (similar to FIG. 2) for performing the operation of equation (12), and circuits 1003 and 1002.
005 is a circuit that performs the operation of Expression (2) (similar to FIG. 1), and a circuit 1004 is a circuit that performs the operation of Expression (13) (similar to FIG. 3)
It is. The circuit 1011 receives the output H 0,1 of the circuit 1001, the output H 2,3 of the circuit 1002, the output p 0 of the circuit 1003, and the output I 1,2 of the circuit 1004, and performs an operation of Expression (14). 4 bits carry signal C of 0th to 3rd bits
This circuit outputs 4 bits 0 and 3 (similar to FIG. 4). Circuit 1
012 receives the output p 0 of the circuit 1003, the output I 1,2 of the circuit 1004, and the output p 3 of the circuit 1005, and calculates
This is a circuit that performs the operation of 5) and outputs the signal P 4bit 0,3 (a circuit diagram is not shown, but a person skilled in the art can easily configure a domino circuit).

【0042】論理ブロック1102,1103の回路構
成は論理ブロック1101と同様である。論理ブロック
1102は4〜7ビット目のデータa4567
4567を受けて、4ビット分の桁上げ信号C
4bit 4,7と信号P4bit 4,7を出力する。論理ブロック11
03は8〜11ビット目のデータa891011とb
891011を受けて、桁上げ信号C4bit 8,11と信
号P4bit 8,11 を出力する。論理ブロック1104の回
路構成は、論理ブロック1101から回路1005と1
012を除いたものと同様である。論理ブロック110
4は12〜15ビット目のデータa12131415
とb12131415を受けて、桁上げ信号C4bit
12,15を出力する。
The circuit configuration of the logic blocks 1102 and 1103 is the same as that of the logic block 1101. Logic block 1102 receives data a 4 4-7 bit a 5 a 6 a 7 a b 4 b 5 b 6 b 7 , the 4-bit carry signal C
4bit 4,7 and the signal P 4bit 4,7 are output. Logical block 11
03 is the data of the 8th to 11th bits a 8 a 9 a 10 a 11 and b
Receiving 8 b 9 b 10 b 11, and outputs a carry signal C 4bit 8, 11 and the signal P 4bit 8, 11. The circuit configuration of the logic block 1104 is as follows.
It is the same as that except for 012. Logical block 110
4 12-15 bit data a 12 a 13 a 14 a 15
And b 12 b 13 b 14 b 15 and carry signal C 4bit
Outputs 12,15 .

【0043】論理ブロック1201は回路1021〜1
023と回路1031〜1033から成る。回路102
1は、論理ブロック1101と1102から出力された
信号C4bit 0,3とC4bit 4,7を受けて式(16)に示す論理
和演算を行い信号H8bit 0,4を出力する。回路1023
も、回路1021と同様に信号C4bit 8,11とC4bit
12,15を受けて信号H8bit 8,12 を出力する。回路102
2は、論理ブロック1102と1103から出力された
信号P4bit 4,7とP4bit 8,11 を受けて式(17)の演算
を行い、信号I8bit 4,8を出力する。
The logic block 1201 includes circuits 1021 to 1
023 and circuits 1031 to 1033. Circuit 102
1 receives the signals C 4bit 0,3 and C 4bit 4,7 output from the logic blocks 1101 and 1102, performs a logical sum operation shown in Expression (16), and outputs a signal H 8bit 0,4 . Circuit 1023
Similarly to the circuit 1021, the signals C 4bit 8,11 and C 4bit
In response to the signal 12,15 , the signal H 8bit 8,12 is output. Circuit 102
2 receives the signals P 4bit 4,7 and P 4bit 8,11 output from the logic blocks 1102 and 1103, performs the operation of the equation (17), and outputs the signal I 8bit 4,8 .

【0044】回路1031は、回路1012から出力さ
れた信号P4bit 0,3 と回路1021〜1023から出力
された信号H8bit 0,4,H8bit 8,12,I8bit 4,8を受けて
16ビット全体の桁上げ信号C16bit 0,15 を生成する回
路であり、回路図は図4と同様である。回路1032
は、回路1102から出力された信号C4bit 4,7 と回路
1022,1023から出力された信号H8bit 8,12,I
8bit 4,8 を受けて4〜15ビット目の12ビット分の桁
上げ信号C12bit 4,12 を生成する回路である。回路10
33は、回路1103から出力された信号P4bit 8,11
回路1023から出力された信号H8bit 8,12を受けて8
〜15ビット目の8ビット分の桁上げ信号C8bit 8,12
を生成する回路である。
The circuit 1031, the signal H 8bit 0, 4 output from the signal P 4bit 0, 3 and circuit 1021 to 1023 output from the circuit 1012, H 8bit 8,12, receives the I 8bit 4, 8 16 This is a circuit for generating a carry signal C 16bit 0,15 of the entire bit, and the circuit diagram is the same as that of FIG. Circuit 1032
The signal H 8bit 8,12 outputted from the signal C 4bit 4, 7 and circuit 1022 output from the circuit 1102, I
This circuit generates a carry signal C12bit4,12 for 12 bits of the 4th to 15th bits in response to 8bit4,8. Circuit 10
33 receives the signal P 4bit 8,11 output from the circuit 1103 and the signal H 8bit 8,12 output from the circuit 1023,
The carry signal C for 8 bits of the 15th bit C 8bit 8,12
Is a circuit that generates.

【0045】以上のようにして、本実施例では、論理ブ
ロック1201から4ビット毎に区分けした桁上げ信号
16bit 0,15 とC12bit 4,15とC8bit 8,15とC4bit 12,15
を出力させている。
[0045] As described above, in this embodiment, the carry signal C 16bit 0, 15 and C 12bit 4, 15 and C 8bit 8, 15 and C 4bit was divided from the logical blocks 1201 for each 4 bits 12 and 15
Is output.

【0046】上記第3の実施例によれば、各論理ブロッ
ク1101〜1104において第1実施例で述べたと同
様の高速化が図られている。各要素回路で縦積みNMO
Sトランジスタ数が3個以下に抑えられており、ドミノ
回路の高速動作が可能である。第3の実施例は従来技術
による回路構成に比べて、16ビットのデータから桁上
げ信号C16bit 0,15 が生成されるまでの総合信号処理時
間を約15%短縮することができた。
According to the third embodiment, each logical block 1101 to 1104 achieves the same high speed as described in the first embodiment. Vertically stacked NMO in each element circuit
Since the number of S transistors is suppressed to three or less, high-speed operation of the domino circuit is possible. In the third embodiment, the total signal processing time from generation of 16-bit data to generation of the carry signal C 16bit 0,15 can be reduced by about 15% compared to the circuit configuration according to the conventional technology.

【0047】なお、上記第3の実施例は第1の実施例の
正論理回路に基づいて構成したが、第2の実施例に示し
たような反転信号による負論理回路でも構成できること
は明らかである。負論理回路で構成した場合、第3の実
施例は従来技術による回路構成に比べて、16ビットの
データから桁上げ信号C16bit 0,15 が生成されるまでの
総合信号処理時間を約23%短縮することができる。ま
た、第3の実施例では16ビット桁上げ信号生成回路の
一例を示したが、本発明による論理回路構成を32ビッ
トや64ビットに拡張できることは言うまでもない。本
発明に基づく論理演算の先行処理とこれによる縦積みト
ランジスタ数の削減は、さまざまな桁上げ信号生成回路
の高速化にとって広く効果を発揮し得る。
Although the third embodiment is based on the positive logic circuit of the first embodiment, it is apparent that the third embodiment can also be configured with a negative logic circuit using an inverted signal as shown in the second embodiment. is there. In the case of a negative logic circuit, the third embodiment reduces the total signal processing time from generation of 16-bit data to generation of the carry signal C 16bit 0,15 by about 23%, as compared with the conventional circuit configuration. Can be shortened. Further, in the third embodiment, an example of the 16-bit carry signal generation circuit is shown, but it goes without saying that the logic circuit configuration according to the present invention can be extended to 32 bits or 64 bits. The advance processing of the logical operation and the reduction in the number of vertically stacked transistors according to the present invention can be widely used for speeding up various carry signal generation circuits.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、桁上げ信号生成回路を
構成する前段回路と後段回路に関して、前段回路で後段
回路の論理演算の一部を先行処理することにより、前段
回路の演算を担う縦積みNMOSトランジスタ数を増加
させずに後段回路の縦積みトランジスタ数を削減でき
る。したがって、前後段合わせた総合的な桁上げ信号生
成時間を短縮でき、情報処理装置における加算器を高速
化できる効果がある。
According to the present invention, the former stage circuit and the latter stage circuit constituting the carry signal generating circuit perform the arithmetic operation of the former stage circuit by pre-processing part of the logical operation of the latter stage circuit by the former stage circuit. The number of vertically stacked transistors can be reduced without increasing the number of vertically stacked NMOS transistors. Therefore, the overall carry signal generation time for the front and rear stages can be reduced, and the adder in the information processing device can be speeded up.

【0049】また、本発明によれば、桁上げ信号生成回
路を負論理回路(反転信号による論理回路)で構成する
ことにより、後段回路の縦積みのNMOSトランジスタ
を横に並び替えることができる。したがって、後段回路
の演算時間の支配要因である縦積みトランジスタ数を削
減でき、さらに桁上げ信号生成回路ひいては加算器を高
速化できる効果がある。
According to the present invention, the carry signal generation circuit is constituted by a negative logic circuit (logic circuit based on an inverted signal), so that the vertically stacked NMOS transistors in the subsequent circuit can be rearranged horizontally. Therefore, there is an effect that the number of vertically stacked transistors, which is a dominant factor in the operation time of the subsequent circuit, can be reduced, and the speed of the carry signal generation circuit and thus the adder can be increased.

【0050】なお、本発明による縦積みトランジスタ数
の削減すなわち論理演算処理の軽減は、回路方式に関わ
らず本質的に論理回路の高速化に有効であり、多ビット
の桁上げ信号生成回路においてその効果を大いに発揮す
る。
The reduction of the number of vertically stacked transistors according to the present invention, that is, the reduction of logical operation processing, is essentially effective for speeding up the logic circuit regardless of the circuit system. Very effective.

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

【図1】本発明の第1実施例において伝搬信号p0 を生
成する回路の回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram of a circuit that generates a propagation signal p 0 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例において信号Hi,i+1を生
成する回路の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a circuit for generating a signal Hi, i + 1 in the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例において信号I1,2 を生成
する回路の回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram of a circuit for generating signals I 1 , 2 in the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例において4ビット桁上げ信
号を生成する回路の回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of a circuit for generating a 4-bit carry signal in the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施例において伝搬信号p0の反
転信号P0Bを生成する回路の回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram of a circuit that generates an inverted signal P 0 B of a propagation signal p 0 in a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施例において信号Hi,i+1Bを
生成する回路の回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram of a circuit that generates a signal Hi, i + 1B in a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施例において信号I1,2Bを生
成する回路の回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram of a circuit that generates signals I 1,2 B in a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施例において4ビット桁上げ信
号反転信号を生成する回路の回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram of a circuit that generates a 4-bit carry signal inverted signal in the second embodiment of the present invention.

【図9】従来技術において生成信号gi を生成する回路
の回路図。
Figure 9 is a circuit diagram of a circuit for generating the generation signal g i in the prior art.

【図10】従来技術において伝搬信号pi を生成する回
路の回路図。
FIG. 10 is a circuit diagram of a circuit that generates a propagation signal p i in the related art.

【図11】従来技術において4ビットの桁上げ信号を生
成する回路の回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram of a circuit that generates a 4-bit carry signal in the related art.

【図12】本発明による第3実施例の16ビット桁上げ
信号生成回路の論理図。
FIG. 12 is a logic diagram of a 16-bit carry signal generation circuit according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,111,121,131,201,211,2
21,231,301,311,321…プリチャージ
用PMOSトランジスタ、102,103,112〜1
15,122〜125,132〜135,202,20
3,212〜215,222〜225,232〜23
5,302,303,312,313,322〜328
…NMOSトランジスタ、104,116,126,1
36,204,216,226,236,304,31
4,329…CMOSインバータ、1001〜100
5,1011,1012,1021〜1023,103
1〜1033…回路、1101〜1104,1201…
論理ブロック。
101,111,121,131,201,211,2
21, 231, 301, 311, 321... PMOS transistors for precharge, 102, 103, 112-1
15, 122-125, 132-135, 202, 20
3,212-215, 222-225, 232-23
5,302,303,312,313,322-328
... NMOS transistors, 104, 116, 126, 1
36,204,216,226,236,304,31
4,329 ... CMOS inverter, 1001 to 100
5,1011,1012,1021 to 1023,103
1 to 1033 ... circuit, 1101 to 1104, 1201 ...
Logical block.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】4ビットの2進データa0123
2進データb0123との加算器の桁上げ信号生
成回路において、ブール代数式a0+b0で表される信号
0 を生成する回路と、ブール代数式ai・bi+ai+1
・bi+1(i=0,2)で表される信号Hii+1を生成
する回路と、ブール代数式(a1+b1)・(a2+b2)で
表される信号I1,2を生成する回路と、ブール代数式p0
・(H0,1+I1,2・H2,3)で表される4ビットの桁上げ
信号を生成する回路とを有することを特徴とする桁上げ
信号生成回路。
1. A carry signal generation circuit of the adder binary 4-bit data a 0 a 1 a 2 a 3 and binary data b 0 b 1 b 2 b 3 , a Boolean algebra expressions a 0 + b 0 A circuit for generating a signal p 0 represented by a Boolean expression a i · b i + a i + 1
· B i + 1 signal H i represented by (i = 0,2), and a circuit for generating a i + 1, the signal represented by the Boolean equation (a 1 + b 1) · (a 2 + b 2) I A circuit for generating 1 , 2 and a Boolean expression p 0
And a circuit for generating a 4-bit carry signal represented by (H 0,1 + I 1,2 · H 2,3 ).
【請求項2】4ビットの2進データa0123
2進データb0123との加算器の桁上げ信号生
成回路において、前記データの反転信号a0B b1B b
2Bb3B とb0B b1B b2B b3Bとにより、ブール
代数式a0B・b0B で表される信号p0Bを生成する回
路と、ブール代数式(aiB+biB)・(ai+1B+b
i+1B)(i=0,2)で表される信号Hii+1B を生
成する回路と、ブール代数式a1B・b1B+a2B・b2
Bで表される信号I1,2B を生成する回路と、ブール代
数式p0B+H0,1B・(I1,2B+H2,3B)で表される
4ビットの桁上げ信号の反転信号を生成する回路とを有
することを特徴とする桁上げ信号生成回路。
2. A carry signal generation circuit of the adder binary 4-bit data a 0 a 1 a 2 a 3 and binary data b 0 b 1 b 2 b 3 , the inverted signal a 0 of the data B b 1 B b
A circuit for generating a signal p 0 B represented by a Boolean equation a 0 B · b 0 B using 2 Bb 3 B and b 0 B b 1 B b 2 B b 3 B; and a Boolean equation (a i B + bi ) B) ・ (a i + 1 B + b
i + 1 B) (i = 0,2 and a circuit for generating a signal H i, i + 1 B represented by), Boolean equation a 1 B · b 1 B + a 2 B · b 2
A circuit for generating a signal I 1,2 B represented by B and inversion of a 4-bit carry signal represented by a Boolean expression p 0 B + H 0,1 B · (I 1,2 B + H 2,3 B) And a circuit for generating a signal.
【請求項3】請求項1または請求項2記載の桁上げ信号
生成回路において、前記ブール代数式で表わされる回路
をCMOSドミノ論理回路により構成したことを特徴と
する桁上げ信号生成回路。
3. A carry signal generating circuit according to claim 1, wherein said circuit represented by said Boolean expression is constituted by a CMOS domino logic circuit.
【請求項4】nビット(nは4以上の整数)の2進デー
タa0123…anと2進データb0123
…bnの加算器の桁上げ信号生成回路において、上記桁
上げ信号生成回路を請求項1または請求項2記載の4ビ
ット桁上げ信号生成回路に基づいて構成したことを特徴
とする桁上げ信号生成回路。
4. A binary data a n-bit (n is an integer of 4 or more) 0 a 1 a 2 a 3 ... a n and binary data b 0 b 1 b 2 b 3
A carry signal generation circuit of an adder for b n , wherein the carry signal generation circuit is configured based on the 4-bit carry signal generation circuit according to claim 1 or 2. Generation circuit.
JP16020498A 1998-06-09 1998-06-09 Carry signal generating circuit Pending JPH11353156A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16020498A JPH11353156A (en) 1998-06-09 1998-06-09 Carry signal generating circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16020498A JPH11353156A (en) 1998-06-09 1998-06-09 Carry signal generating circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11353156A true JPH11353156A (en) 1999-12-24

Family

ID=15710039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16020498A Pending JPH11353156A (en) 1998-06-09 1998-06-09 Carry signal generating circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11353156A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6990510B2 (en) 2002-01-22 2006-01-24 International Business Machines Corporation Wide adder with critical path of three gates

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6990510B2 (en) 2002-01-22 2006-01-24 International Business Machines Corporation Wide adder with critical path of three gates

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5151875A (en) MOS array multiplier cell
JPH0215088B2 (en)
US3932734A (en) Binary parallel adder employing high speed gating circuitry
US4858168A (en) Carry look-ahead technique having a reduced number of logic levels
EP0320111A2 (en) Multiple output field effect transistor logic
US4759043A (en) CMOS binary counter
US4701877A (en) Highspeed parallel adder with clocked switching circuits
US6292818B1 (en) Method and apparatus for performing a sum-and-compare operation
US4831578A (en) Binary adder
US6329838B1 (en) Logic circuits and carry-lookahead circuits
US4229803A (en) I2 L Full adder and ALU
US6066978A (en) Partial product generating circuit
US7325025B2 (en) Look-ahead carry adder circuit
US4860242A (en) Precharge-type carry chained adder circuit
JP2519227B2 (en) Parallel rebinary adder circuit with grouping stages including dynamic logic circuit for increasing carry propagation speed
US6003059A (en) Carry select adder using two level selectors
JPH10105378A (en) Parallel adder
JPH11353156A (en) Carry signal generating circuit
US5812521A (en) Static adder using BICMOS emitter dot circuits
JP3110221B2 (en) Full adder circuit
US7085796B1 (en) Dynamic adder with reduced logic
JPS648857B2 (en)
JPS648858B2 (en)
JPS59123930A (en) Carry signal generator
US4897809A (en) High speed adder