JPS58119046A - 加減算器 - Google Patents
加減算器Info
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- JPS58119046A JPS58119046A JP131782A JP131782A JPS58119046A JP S58119046 A JPS58119046 A JP S58119046A JP 131782 A JP131782 A JP 131782A JP 131782 A JP131782 A JP 131782A JP S58119046 A JPS58119046 A JP S58119046A
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- Japan
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- signal
- bit
- carry
- adder
- signals
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods 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
- G06F7/50—Adding; Subtracting
- G06F7/505—Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
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- G06F7/499—Denomination or exception handling, e.g. rounding or overflow
- G06F7/49931—Modulo N reduction of final result
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- 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)
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- Mathematical Optimization (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は加減算器、特に2つの正の整数について所定の
整数を法とする減算を行なうための加減算器に関する。
整数を法とする減算を行なうための加減算器に関する。
ディジタル計算機やディジタル通信装置において、整数
論の原理に基づいてディジタル符号の変換や演算を行な
うことがしばしばある。この場合に、ある正の整数Mを
定めて整数Mを法とする整数環における加算あるいは減
算を行なうための加減算器が多数用いられるため、その
加減算器の規模を小さくしかつ演算時間を短かくするこ
とが実2つの正の整数XおよびY(ただし、0≦X。
論の原理に基づいてディジタル符号の変換や演算を行な
うことがしばしばある。この場合に、ある正の整数Mを
定めて整数Mを法とする整数環における加算あるいは減
算を行なうための加減算器が多数用いられるため、その
加減算器の規模を小さくしかつ演算時間を短かくするこ
とが実2つの正の整数XおよびY(ただし、0≦X。
Y(M)を入力として、整数Xから整数Yを減算した結
果(x−y)を整数Mで割ったときの剰余R(ただし、
0≦R,(M)を出力とする。通常これらの整数X、Y
、MおよびRは、2進法によるディジタル信号で表わさ
れる。
果(x−y)を整数Mで割ったときの剰余R(ただし、
0≦R,(M)を出力とする。通常これらの整数X、Y
、MおよびRは、2進法によるディジタル信号で表わさ
れる。
従来の加減算器は、整数XおよびYを示す2つの信号(
以下信号X、Yと略記する)を受けて減算結果を示す信
号(x−y)を送出する減算器と信号(x−y)および
Mを受けて前者を後者で割ったときの剰余を示す信号R
を送出する演算器とを備えており、信号Mを法とする減
算結果を示す信号Rを出力する。信号Mがnビット(す
なわち、M〈2)であれば信号XおよびYもそれぞれn
ビットであるが、一般には信号(x−y)が(n−H)
ビットの長さKなるから前記の演算器も(n+1 )ビ
ットの演算を行なわねばならない。このため従来の加減
算器には、並列演算を行なうときにはその回路の規模が
余分に増大し、あるいは直列演算を行なうときには演算
時間が余分な1ビ、ト分だけ長くなるという問題点があ
り、特に多数の加減算器を用いる場合には著しい問題点
となる。
以下信号X、Yと略記する)を受けて減算結果を示す信
号(x−y)を送出する減算器と信号(x−y)および
Mを受けて前者を後者で割ったときの剰余を示す信号R
を送出する演算器とを備えており、信号Mを法とする減
算結果を示す信号Rを出力する。信号Mがnビット(す
なわち、M〈2)であれば信号XおよびYもそれぞれn
ビットであるが、一般には信号(x−y)が(n−H)
ビットの長さKなるから前記の演算器も(n+1 )ビ
ットの演算を行なわねばならない。このため従来の加減
算器には、並列演算を行なうときにはその回路の規模が
余分に増大し、あるいは直列演算を行なうときには演算
時間が余分な1ビ、ト分だけ長くなるという問題点があ
り、特に多数の加減算器を用いる場合には著しい問題点
となる。
本発明の目的は、上記問題点を解決しnビットの信号に
より表わされる整数を法とする減算をnビットの加減の
みで実行でき、従って使用部品数が少なく演算時間が短
い加減算器を提供することにある。
より表わされる整数を法とする減算をnビットの加減の
みで実行でき、従って使用部品数が少なく演算時間が短
い加減算器を提供することにある。
本発明の加減算器は、所定の正整数(M)に満たない第
1および第2の正整数(XおよびY)をそれぞれ示すn
ピッ)(nは予め定めた自然数)の第1および第2の信
号を受けて前記第1の正整数(X)から前記第2の正整
数(Y)を減算して(n+x)ビット目への桁上げの有
無を示す桁上げ信号と前記(n+1 )ビット目以外の
減算結果を示すnビットの差信号とを送出する減算手段
と、所定の前記正整数(M)を示すnビットの第3の信
号と前記差信号とを受けて所定の前記正整数(N1)と
前記差信号が示す整数とを加算し7て加算結果を示すn
ビットの和信号を送出する加算手段と、前記差信号と前
記和信号とを受けて前記桁上げ信号が桁上げ有りを示し
ているときには前記差信号を送出し前記桁上げ信号が桁
上げ無しを示しているときKは前記和信号を送出する選
択出力手段とを備えている。
1および第2の正整数(XおよびY)をそれぞれ示すn
ピッ)(nは予め定めた自然数)の第1および第2の信
号を受けて前記第1の正整数(X)から前記第2の正整
数(Y)を減算して(n+x)ビット目への桁上げの有
無を示す桁上げ信号と前記(n+1 )ビット目以外の
減算結果を示すnビットの差信号とを送出する減算手段
と、所定の前記正整数(M)を示すnビットの第3の信
号と前記差信号とを受けて所定の前記正整数(N1)と
前記差信号が示す整数とを加算し7て加算結果を示すn
ビットの和信号を送出する加算手段と、前記差信号と前
記和信号とを受けて前記桁上げ信号が桁上げ有りを示し
ているときには前記差信号を送出し前記桁上げ信号が桁
上げ無しを示しているときKは前記和信号を送出する選
択出力手段とを備えている。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図である
。同図は並列演算を行なう場合を示す。
。同図は並列演算を行なう場合を示す。
それぞれ並列nビットの信号X、YおよびMは入力端1
,2および3から入力されて、信号X、Yは並列nビッ
トの減算器5へ送られ、また信号Mは並列nビットの加
算器6へ送られる。減算器5は、信号Xに信号Yの真補
数(すなわち2°−Y)を加算して、桁上けを示すlビ
、ト色号Cを選択回路75送るとともに桁上は以外の和
を示す並列nビットの信号Aを選択回路7と加算器6と
に送る。
,2および3から入力されて、信号X、Yは並列nビッ
トの減算器5へ送られ、また信号Mは並列nビットの加
算器6へ送られる。減算器5は、信号Xに信号Yの真補
数(すなわち2°−Y)を加算して、桁上けを示すlビ
、ト色号Cを選択回路75送るとともに桁上は以外の和
を示す並列nビットの信号Aを選択回路7と加算器6と
に送る。
加算器6は信号AおよびMを加算1−で、桁上げ以外の
和を示す並列nビットの信号Bを選択回路7へ送る。選
択回路7Fi、信号Cが数値「l」(あるいは「0」)
を示しているときには信号A(あるいは)3)1&:選
択しそれを信号Rとして出力端4を介して送出する。前
記の減3115における信号X、Yについての演算結果
は(2n+(X−Y月であるから、(X−Y)≧0であ
れば信号CおよびAはそれぞれ数値「1」および(X−
Y)を示し、(X−Y)<0であれば信号CおよびAに
それぞれ数値rOJおよび(2n−(Y−X ) )を
示す。後者の場合に、は、加算器6における信ghおよ
びMについての演算結果は(2n+M−(Y−X))と
なるから、信号Bは数値(M−(Y−X月を示す。
和を示す並列nビットの信号Bを選択回路7へ送る。選
択回路7Fi、信号Cが数値「l」(あるいは「0」)
を示しているときには信号A(あるいは)3)1&:選
択しそれを信号Rとして出力端4を介して送出する。前
記の減3115における信号X、Yについての演算結果
は(2n+(X−Y月であるから、(X−Y)≧0であ
れば信号CおよびAはそれぞれ数値「1」および(X−
Y)を示し、(X−Y)<0であれば信号CおよびAに
それぞれ数値rOJおよび(2n−(Y−X ) )を
示す。後者の場合に、は、加算器6における信ghおよ
びMについての演算結果は(2n+M−(Y−X))と
なるから、信号Bは数値(M−(Y−X月を示す。
従って選択回路7から送出される並列nビットの信4I
j几は、信号Cが数値「1」を示すときには〇≦R−(
X−Y)(Mの関係を満足するRを示し、信号Cが数値
「0」を示すときには0≦R=(M−(Y−X))<M
を満足するRを示す。すなわち信号Rはつねに(X−Y
)をMで割ったときの剰余R(ただし、0≦R<M)の
伽を示す。
j几は、信号Cが数値「1」を示すときには〇≦R−(
X−Y)(Mの関係を満足するRを示し、信号Cが数値
「0」を示すときには0≦R=(M−(Y−X))<M
を満足するRを示す。すなわち信号Rはつねに(X−Y
)をMで割ったときの剰余R(ただし、0≦R<M)の
伽を示す。
以上に説明上たごとく第1図に示す加減具ムは、並列(
n+1)ビットの演算を必要とせすに、並列nビットの
加減算によって所定整数を法とする整数環における減算
を行なうことができる。
n+1)ビットの演算を必要とせすに、並列nビットの
加減算によって所定整数を法とする整数環における減算
を行なうことができる。
第2図は本発明の第2の実施例を示すプロ、り図である
。同図は泊列演算を行なう場合を示し、その演算の原理
は第1図の場合と同じである。それぞれ直列nビットの
信号x、yおよびmは入力端1.2および3から入力さ
れて、信号XeYは1ビツトの減算器8へ送られ、また
信号mは1ビツトの加算器9へ送られる。減算器8は、
信号Xに信号yの真補数(すなわち2−y)を加算して
、最終桁上けを示す直列nビットの信号gを選択回路1
2へ送るとともに最終桁上げ以外の和を示す直列nビッ
トの信号aをレジスタ10と加算器9ノとに送る。加算
器9は信号aおよびmを加算して、最終桁上げ以外の和
を示す直列nビットの信号すをレジスタ11へ送る。選
択回路12は、信号gが数値「l」(あるいは「O」)
を示しているときにはレジスタ10(あるいは11)を
通して送られてくる信号a(あるいはb)を選択しそれ
を信号rとして出力端4から送出する。なお入力端13
.14および15からそれぞれ送られてくる信号d、e
およびfは、信号x、yおよびmK同期しており、前記
の直列演算を制御するための信号である。
。同図は泊列演算を行なう場合を示し、その演算の原理
は第1図の場合と同じである。それぞれ直列nビットの
信号x、yおよびmは入力端1.2および3から入力さ
れて、信号XeYは1ビツトの減算器8へ送られ、また
信号mは1ビツトの加算器9へ送られる。減算器8は、
信号Xに信号yの真補数(すなわち2−y)を加算して
、最終桁上けを示す直列nビットの信号gを選択回路1
2へ送るとともに最終桁上げ以外の和を示す直列nビッ
トの信号aをレジスタ10と加算器9ノとに送る。加算
器9は信号aおよびmを加算して、最終桁上げ以外の和
を示す直列nビットの信号すをレジスタ11へ送る。選
択回路12は、信号gが数値「l」(あるいは「O」)
を示しているときにはレジスタ10(あるいは11)を
通して送られてくる信号a(あるいはb)を選択しそれ
を信号rとして出力端4から送出する。なお入力端13
.14および15からそれぞれ送られてくる信号d、e
およびfは、信号x、yおよびmK同期しており、前記
の直列演算を制御するための信号である。
第3図(a) 、 (b)および第4図は、それぞれ第
2図における減算器8.加算器9について、その構成例
を示すブロック図および減算器8の動作を示すタイムチ
ャートである。第3図(a)に示す減算器8において、
直列nビットの信号Xおよびyは、それぞれ第4図に示
すごとく最下位ビット(以下ではLSBと略称する)す
なわちXQおよびYoから順次に信号fのクロックパル
スに同期して、おのおの1ビツトの全加算器16および
反転器17へ送られる。信号dは、信4gfに同期して
LSBの一方の入力端へ送られる。今加N益16U、信
−@X、信号yを反転したイぎ号およびNAへDゲート
21から送られてくる信号Cの3つの信号を各ビットご
とに加算して、桁上げを示す信号りをレジスタ18およ
び19へ送るとともに和を示す信号aをレジスタ10へ
送出する。レジスタ19は、信号fのクロックパルスに
同期して、信号りを1ビツト分の時間だけ遅延させて反
転器2oへ送る。
2図における減算器8.加算器9について、その構成例
を示すブロック図および減算器8の動作を示すタイムチ
ャートである。第3図(a)に示す減算器8において、
直列nビットの信号Xおよびyは、それぞれ第4図に示
すごとく最下位ビット(以下ではLSBと略称する)す
なわちXQおよびYoから順次に信号fのクロックパル
スに同期して、おのおの1ビツトの全加算器16および
反転器17へ送られる。信号dは、信4gfに同期して
LSBの一方の入力端へ送られる。今加N益16U、信
−@X、信号yを反転したイぎ号およびNAへDゲート
21から送られてくる信号Cの3つの信号を各ビットご
とに加算して、桁上げを示す信号りをレジスタ18およ
び19へ送るとともに和を示す信号aをレジスタ10へ
送出する。レジスタ19は、信号fのクロックパルスに
同期して、信号りを1ビツト分の時間だけ遅延させて反
転器2oへ送る。
反転器20が送出量る信号はNANDゲート21の他方
の入力端へ送られる。従って信号Cは、LSBでは反転
器20から送られてくる信号の如何によらず常に数値「
1」を示し、LSB以外のビットでは1ビツト前の信号
りすなわち1ビツト前の加算における桁上けC1〜Cn
−1を示す。また反転器17から送られてくる信号は信
@yの各ビ。
の入力端へ送られる。従って信号Cは、LSBでは反転
器20から送られてくる信号の如何によらず常に数値「
1」を示し、LSB以外のビットでは1ビツト前の信号
りすなわち1ビツト前の加算における桁上けC1〜Cn
−1を示す。また反転器17から送られてくる信号は信
@yの各ビ。
トy0〜Y n−1を反転したものすなわち信号yの擬
補F(2n−)r−1)を示すから、全加算器16が送
出する信号aは、演算結果(2+(x−y))のうちの
最終桁上け(c!。以外の和を示す直列nビットa0〜
a n−1から成る信号となる。レジスタ18は、信号
fに同期しており最上位ビット(以下ではMOBと略記
する)において立下るパルスの現われる信号eに応答し
て、信号eにパルスの現われたときの信号りすなわちM
OBの加算における桁上げを示す最終桁上げcnを次の
演算時間Tの間で保持して、信号gとして選択回路12
へ送出する。
補F(2n−)r−1)を示すから、全加算器16が送
出する信号aは、演算結果(2+(x−y))のうちの
最終桁上け(c!。以外の和を示す直列nビットa0〜
a n−1から成る信号となる。レジスタ18は、信号
fに同期しており最上位ビット(以下ではMOBと略記
する)において立下るパルスの現われる信号eに応答し
て、信号eにパルスの現われたときの信号りすなわちM
OBの加算における桁上げを示す最終桁上げcnを次の
演算時間Tの間で保持して、信号gとして選択回路12
へ送出する。
第3図(b)に示す加算器では、1ビツトの全加算器2
2は信号a、mおよび論理積ゲート24から送られてく
る信号にの3つの信号を各ビットごとに加算して、桁上
げを示す信号lをレジスタ23へ送るとともに和を示す
信号すをレジスタ11へ送出する。レジスタ23は、信
号fのクロックパルスに同期して、信号lを1ビツト分
の時間だけ遅延させて論理積ゲート24の一方の入力端
へ送る。論理積ゲート24の他方の入力端には信号dが
印加されているから、信号には、LSBではレジスタ2
4から送られてくる信号の如何によらず常に数値rOJ
を示し、L8B以外のビットでは1ビツト前の信号りす
なわち1ビツト前の加算における桁上げを示す。従って
全加算器22から送出される信号すは、信−5eaおよ
びmの加算結果のうちの最終桁上げ以外の和を示す直列
nビットの信号となる。
2は信号a、mおよび論理積ゲート24から送られてく
る信号にの3つの信号を各ビットごとに加算して、桁上
げを示す信号lをレジスタ23へ送るとともに和を示す
信号すをレジスタ11へ送出する。レジスタ23は、信
号fのクロックパルスに同期して、信号lを1ビツト分
の時間だけ遅延させて論理積ゲート24の一方の入力端
へ送る。論理積ゲート24の他方の入力端には信号dが
印加されているから、信号には、LSBではレジスタ2
4から送られてくる信号の如何によらず常に数値rOJ
を示し、L8B以外のビットでは1ビツト前の信号りす
なわち1ビツト前の加算における桁上げを示す。従って
全加算器22から送出される信号すは、信−5eaおよ
びmの加算結果のうちの最終桁上げ以外の和を示す直列
nビットの信号となる。
第2図に示す加減算器のレジスタ10および11択回路
12へ送る。従って時刻Uから時刻■までの間に現われ
る信号aおよびbは、時刻Vから時刻Wまでの関KJ[
次に選択回路12へ送られる。
12へ送る。従って時刻Uから時刻■までの間に現われ
る信号aおよびbは、時刻Vから時刻Wまでの関KJ[
次に選択回路12へ送られる。
一方、時刻Vから時刻Wまでの間に選択回路12へ送ら
れてくる信号godsその間に送られてくる信号aに対
応する最終桁上げCnをnビット続ける。選択回路12
は、信号gが数値「1」(あるいは「0」)を示してい
る間に信号a(あるい拡h)を選択しそれを信号rとし
て送出する。以上の演算は第1図の加減算器における並
列演算を直列演算化したものに相当するから、信号rは
(X−y)をmで割ったときの剰余(ただし、0≦r〈
m)の値を示す。
れてくる信号godsその間に送られてくる信号aに対
応する最終桁上げCnをnビット続ける。選択回路12
は、信号gが数値「1」(あるいは「0」)を示してい
る間に信号a(あるい拡h)を選択しそれを信号rとし
て送出する。以上の演算は第1図の加減算器における並
列演算を直列演算化したものに相当するから、信号rは
(X−y)をmで割ったときの剰余(ただし、0≦r〈
m)の値を示す。
以上に説明した第2図の加減算器は、直列(n+1)ビ
ットの演算を必要とせずに、直列nビットの加減算によ
って所定整数を法とする整数@における減算を行なうこ
とができる。なお第2図の加減算器では直列nビットの
加減算を1ビツトずつ直列に行なっているが、これに限
定する必要はなく、複数ビット並列にした信号を直列演
算処理してもよい。
ットの演算を必要とせずに、直列nビットの加減算によ
って所定整数を法とする整数@における減算を行なうこ
とができる。なお第2図の加減算器では直列nビットの
加減算を1ビツトずつ直列に行なっているが、これに限
定する必要はなく、複数ビット並列にした信号を直列演
算処理してもよい。
以上の説明から明らかなように、本発明には、nビ、ト
の整数を法とする減算をnビットの加減算により行なう
ことにより、使用部品数が少なく演算時間が短い加減算
器を実現できるという効果がある。
の整数を法とする減算をnビットの加減算により行なう
ことにより、使用部品数が少なく演算時間が短い加減算
器を実現できるという効果がある。
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図、第2
図、第3図(a)および(b)は本発明の第2の実施例
を示すブロック図、第4図は第31<I(a)の回路の
動作を示すタイムチャートである。 1.2.3.13.14.15・・・°°°入力端、4
・・・・・・出力端、5,8・・・・・・減算器、6,
9・・・・・・加算器、7 、12 ・−・・−選択回
路、10+11+18+19.23・・・・・・レジス
タ、16.22・°゛・°゛全力1算器、17+20・
・・・・・反転器、21・・・・・・NAND(ナンド
)ゲート、24・・・・・・論理積ゲート。 第1図 b 第2図 (司) (b) 13 Is 墾3図
図、第3図(a)および(b)は本発明の第2の実施例
を示すブロック図、第4図は第31<I(a)の回路の
動作を示すタイムチャートである。 1.2.3.13.14.15・・・°°°入力端、4
・・・・・・出力端、5,8・・・・・・減算器、6,
9・・・・・・加算器、7 、12 ・−・・−選択回
路、10+11+18+19.23・・・・・・レジス
タ、16.22・°゛・°゛全力1算器、17+20・
・・・・・反転器、21・・・・・・NAND(ナンド
)ゲート、24・・・・・・論理積ゲート。 第1図 b 第2図 (司) (b) 13 Is 墾3図
Claims (1)
- 所定の正整数(M)に満たない第1および第2の正整数
(XおよびY)をそれぞれ示すnビット(nは予め定め
た自然数)の第1および第2の信号を受けて前記第1の
正整数(X)から前記第2の正整数(Y)を減算して(
n+1)ビット目への桁上げの有無を示す桁上げ信号と
前記(n+1)ビット目以外の減算結果を示すnビット
の差信号とを送出する減算手段と、所定の前記正整数(
M)を示すnビットの第3の信号と前記差信号とを受け
て所定の前記正整数(M)と前記差信号が示す整数とを
加算して加算結果を示すnビ、トの和信号を送出する加
算手段と、前記差信号と前記和信号とを受けて前記桁上
げ信号が桁上げ有りを示しているときには前記差信号を
送出し前記桁上げ信号が桁上げ無しを示しているときに
は前記和信号を送出する選択出力手段とを備えたことを
特徴とする加減算器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP131782A JPS58119046A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 加減算器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP131782A JPS58119046A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 加減算器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58119046A true JPS58119046A (ja) | 1983-07-15 |
Family
ID=11498112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP131782A Pending JPS58119046A (ja) | 1982-01-07 | 1982-01-07 | 加減算器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58119046A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61223946A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-10-04 | モトローラ・インコーポレーテツド | モジュロ演算装置 |
-
1982
- 1982-01-07 JP JP131782A patent/JPS58119046A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61223946A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-10-04 | モトローラ・インコーポレーテツド | モジュロ演算装置 |
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