JPS5868157A - デイジタル演算装置およびその作動方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、１′Ｓ定のび算装置語幅）ｋｒＩし、演ζ１
装置語幅が部分１寅％装置語（唱（二分割さＪしており
、また異なる部分、１′ｆ算装置１°″゛ｌ゛語幅に・
司［、てｌ、、４ｔ、−ろ部分演算装置が存在するディ
ジグル前神に置に門丁イ）。

ディジモル演見装置内でｊＪ　０４：ｉにｊ；１１山へ
１（ｔ？命令を実行する際、キャリな心変と１「ン）。

１１！〕掌、；７１ＪＮ演算桁＆”ｉ第（Ｎ　　１　）
　ｉｉｊ算桁Ｖ）結果ｒｒ　？、’ｒ　ｆｑ、そθ）結
果に基づいて演算を実ｔ？シフ″Ｃけ７１１はｆ「らな
い（リプル・キャリ）。

たとえば”　ｉＪｉ　ｃｒｏｐｒｏｃｃｓｓｏｒｓ／　
Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐ−（３） 化を可能にし、それにエリ演ハ１−”Ａｅ　ＩＩ“゛１
′内υ）　ｉ：ｉ（弾中眉′１ｉｉ１＋１ｕＬＩｌｊＱ
−［１０１ｉ１ｔ〜−一−／ｕｔｅｒｓ　　”　、［）
。Ｄ、Ｇｉｖｏｎｅ　　　ｊ也：ｔＬ　　ＭｃＣｒａｗ
　−Ｈｌｌｌ　　５ｅｒｉｅｓ　　ｉｎ　　Ｅｌｅｃｔ
ｒｉｃａｌ　　’［（ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。

１９８０卯、第１６６へ１７２真に４己ｉｉ戊されてい
るように、キャリ速度を高めろためいわゆるキャリ・ル
ック・アヘッド・モジュールがＪｔ１い「）れるディジ
モル演卿装置は公知である。こυ）ようなキャリ・ルッ
ク・アーツド・モジュールを用い４ｔば、ディジタルｍ
Ｉ埠装置の個々υ）２進桁の間の伝搬のｆ言が得られる
。び算時間に関して最も望ましいＪ８　合、キャリ・ル
ック・ア・＼ラド・モεンユールの使゛１］時にディジ
モル演埠装置内ですｌ′卿の実行１力ため、そθ）つど
何効なＡ−ヤリが行なわれるまでに３つの相い続くゲー
ト演算時間が必要とされる。公知の技術により演算時間
に関して最適化されたこの工うなディジタル演算装置す
ま、必要なゲートの節回およびゲートへの人力の数の点
で・製造に非常に費用カーかさむ。

本発明θ）目明は、冒頭に記数Ｌ７た種類Ｕ）ディジタ
ル演算装置であって、キャリ形成の顕著な高速（４） 下る。

のスルーブツトを、１：ｊめイ′、する・ｔ）（ハを１
１１＋供下ることである。

この目慝］は、本分１男にＪこれば、胃（／Ｉ″ＩＣ二
、１己・１曳１．Ｆ種類のディジタル演算装置において
、各部分子ｊｉ所装置語幅に対してＩＩ″確に２−’Ｔ
）　（１３算術論理装置が存在し、それぞれ一方の４Ｉ
ｌ術論即装置には一１＝　Ａ’　リへ力゛０′′が、ま
たそれぞ１１．　（１１人力の基１イ・Ｉ＋ｉ論理；・
Ｌ置にはキャリ人力”　１　”がＪｊえら１ｔ、また１
１シいキャリ人力に対応する結果のＩｆＪ＋＜のＫめの
′Ｊりなくとも１つのマルチプレタナが（ｊ−（＋−ｒ
るこ＋’二Ｙ　’を八？：”ｔと−「るディジタル演算
装置にエリ達成さ、１１．ン）。

本発明の実施４Ｑ様ｊ６Ｊ’、び利点ハ′１、し’ｌ　
１．ｌ’ｌ’　、’Ｊ（０）範囲第２項ないし第４　”
ｌ’ｌ、以下の説明および１図面に本され又いる。

本発明によるディジタル浄１弾装置ｔｉｔ公知のディジ
タル演算装置にくらべて演ｑ動作のスルーブツトを高め
かつ製造台用を減する。

第１図は本発明によるディジタル演算装置のブロック回
１．洛図を示Ｔ。このディジタル演算装置の演算装置語
幅は４ビツトである、こ０）演算装置語幅は各２ビツト
の部分語に分割されている。これらの部分語は、それぞ
Ｊｔ２つの算術論理装置ＡＬＵ。

、　Ａ　Ｌ　Ｕｏ’またはＡＬＵ、　、　ＡＬＴＪ、’
を右下る部分演算装置１５．２５により叫理される。算
術論理装置Ａ　Ｌ　Ｕｏ　、　Ａ　Ｌ　Ｕ＋はそのキャ
リ人力が１′に等しいものとして演算動作を開始１−１
他が算術論理装置Ａ　ＬＵｏ’　、　Ａ　Ｌ　ＩＪ＋’
　はそのキャリ入力が０゛に等しいもり）として演算動
作を開始下る。算術論理装置Ａ　Ｌ　Ｕｎ　、　Ａ　Ｌ
　ＵＯ’　Ｉ″−’ｔま同一〇）オペランドＡｏ　。

ＢＯ、ＡＩ　　ＩＢ＋　が力えられ、また算術論理装置
ＡＬＵ、　、　ＡＬＵ、’　　には同様に同一のオペラ
ンドＡ２、Ｂ２　　、Ａ３　、Ｂ３が与えられる。丁べ
ての算術論理装置ＡＬＵｏ　、ＡＬＵｏ’　、ＡＬＵ＋
　、　ＡＬＵ＋’はそれらの演算動作を同時に（並列ζ
図実行し、その際Ｙ　！Ｊ　Ｚ”：　Ｊ中１１“古１（
θす及）させる。ぞの褐゛、それぞれの算術論理装置の
出ＩＪ　！”：ｈｉ　（−（・１．２ビットのニー１へ
分語幅を有する結果およびそれぞ７′１．にｆ・、１１
４１ｆＨ丁イｒ　’ｌ”、”）出ｊＪが］Ｌｌ；わｆＬ
る。算術論理′（で置Ａ　Ｌ　ＴＴｏには結宋出旬５Ｔ
ＩＩＳ、およびギＡ′り出）」１Ｇがｌ、ｒ！、　Ｌ、
、ｊ１’＞”　＃論理装置Ａ　Ｌ　Ｕ＋、ｌにｔｉ結果
出）Ｊ８ｏ’　、　ｓ１’：Ａｔ２．ぴキ＼ｔり出力１
　’７が・萬し７、′Ｉ、’）、’　７．１ｚｉ論１．
１１１　：ｌ、ν置へ［、ＩＴｌにけ結束出力Ｓ；４＋
Ｓ３お。Ｖびヤヤリ出力２（１がｌｌｔイ１（７，４二
に算術論理装置ＡＴ−，，Ｔ、Ｊ、　’　　−二は結果
用］Ｊ　ｈ　２’　ｌ　ｂ　３′およびギャリ出ｊＪ２
’７が属する。マルチプレクサリ゛１３を弁して部分波
ｔ？装置ｉ／、Ｊ、　１５では並夕！巨−１（・ド１論
（１１１装置へＬＵｎ　、　Ａ　Ｌ　Ｕｏ’からキャリ
入）Ｊ　：Ｉ　（＋　ニー数丁る結果が選択される。第
１図に・Ｒさ、！ｔてぃろｆ・（ジタル演埠装置が４ビ
ットを・１店えるｌ？ｌ’ｉ艮促（−ｒ　’Ｔろディジ
モ演算鼻装置１”Ｗ？、　０）　Ｆ？Ｈ’ｔ）であれば
、ギャリ人月３０は先行の部分波ｔ？装置Ｉ゛“１°か
「〕θ）ヤへ′り出Ｊノにえ１１心する０キヤリ入力３
ｎはマルチプレクサ１：Ｉ０１選択人力ＳＥＬ＋二りえ
らｉｔろ。キャリ入ＪＪ　３　［］に一致しない算術論
理装置ＡＩ、Ｕ、、　、　　ＡＦ−ｉ（Ｊ、、’　ａ）
結果は棄却されろ一ギャリ人力３Ｇに一致する市しい部
分演算装置（））結果が部分演算装置１，５の出力Ｚ。

、Ｚ、に示されている。

マク１分演装望置１５θ）Ｗ術論理装置ＡＬＵｏ　−Ａ
ＬＴＪＯ’で述べだことは部分演算装置２５の算術論理
装置ＡＬＵ、、ＡＬＵ、’にもあてはまる。算術論理装
置ＡＬＵ＋　、ＡＬＵ＋’にはそれぞれ同一０）」−ベ
ランドＡ２−　Ｂ２　　、Ａ３　　、Ｒ３が与えられる
。算術論理装置ＡＴ、Ｕ、の顔見動作の結果は出力Ｓ２
　、Ｓ３に、ｔされている。算術論理装置Ａ　Ｌ　Ｕ、
のキャリ出力は２６である。算術論理装置ＡＬＵ、’υ
）結果は出力８２′。

８３′に示されている。＊−術倫理装置ＡＬＵ、’　υ
）キャリ出力は２　’７である。マルチプレクサ２３を
介して算術論理装置ＡＬＵ、、ＡＬＵＩ’　　の結果か
ら、部分演算装置１５のキャリ出力３１、従ってまた部
分演算装置２，５のキャリ入力３１に一致下るものが」
ズ択されろ。部分演算装置２５り）結果は部分演算装置
出力、乙。、ｚ３およびキャリ出力３２に示されている
。

最適な部分演算装置語１迄は１つのｊ；；１術論理装置
および１つのマルチプレＩ　（＋−（１）涌’＋ＩＨＮ
時間０）関数として得られる。

第２図は本発明の１イジタル４１ｆ算皆置ににるσＴＷ
動作の一例暑示Ｔ、この例では２−’−＋＆）２進数Ａ
。

Ａ２　Ａｔ　Ａｌ１−１０１０　ホよびＢ、Ｒ２１３，
ｎ、、＝　０１１１の加算が行なわれる。ギ・＼！り人
力３０は０″である。マルチプレクリ−１３を介して部
分演算装置の結果Ｓ　１’　Ｓ　ｏ’　”””　Ｚｌ　
Ｚ６−（］　ｌが選１１りされる。マルチプレクサ２３
に対゛ｆるー・ヤリ入力３　］はギキャリ力１　’７　
＝　”　１”に等しい。？Ｊ’／Ｅ　”）　’Ｃ、マル
チプレクサ２３を介して部分演算装置の４’！　’Ｉｔ
　８３　Ｓ、−Ｚ３　Ｚ２−ｎ　Ｏが選択される。２　
ｉ（を数で／（わされた敢Ａ、　Ａ２Ａ、　Ａｏ−Ｉ　
Ｃ１１（ｌおよび＋１３１（□＋（、Ｈ，、＝（１１１
１の和として数３２×３　Ｚ２　Ｚｌ　Ｚｌｌ−Ｉｎｎ
（１１が得られる。

第３図は論ｐｈｉ　Ｑ７作０）　際０）　ＷＣ４’Ｊ　
制ｆ：ｌｌＩ　Ｉ：／　）　ｌ　Ｉｆｌ’ｌ　Ｌ二、ｌ
　”２明の演讐装置を利１−１１７ろ例うで示＝ｒｏ゛
、Φ化Ｘ）１１南論は２ビツトθ）語長を有Ｔる１つの
部分演算装置を示Ｔ。この部分演算装置は２つの並列弾
−術論理装置４１．４２を右下る。算術論理装置４１は
その算術論理演算をキャリ入力゛１“°で実行し、算術
論理装置４２はその算術論理演算をキャリ人力゛０″で
実行下る。両算術論理装置４］、４２ｉ’Ｚは同一のオ
ペランドＡ。、ＢＯ、Ａ、、Ｂ、が与えられる。両算術
論理装置４１．４２の参照符号３に付されている出力は
第１図および第２図で説明したディジタル演算装置の揚
台と同様にその後の処理′ケさ２ｔ７）。追加的に各演
算装置または部分演算装置の両算術論理装置４　］、４
２の並列結果が比較器１４．２４および判定器５により
その市しさに関して試験される。並り１１出力Ｓ。＋　
ｓＯ’は比較器１４に対−Ｔる両比較器入力を形成し、
また並列、１ＩｊＪ］Ｓ＋　　−８＋’は比較器２４に
対する両比較器人力を形成−［る。比較器出力Ｖ、、Ｖ
、は同定器５に対する判定：柊入力を形成Ｔろ。動作人
力ＯＰるかを指小する。Ｉ′ｌｌ　５ｉ酪（出）月２（
二、、’１：ｊりの１′ｊ・白が１１１示さｔＬ　Ｚ＞
　。

本発明はもちろん２ビットの部分ＩＲｉ　、ＩＱ主ｃｌ
：ｔ４ビットの部・介語［Ｑに制限されてい１１−い。

土に本発明はただ２ぐ）の部分演算装置Ｕ）配置に４−
）制、・ＪＪ　ｒ’　Ｊ］−ていない。

４・、　　図面の簡ｉト１．な説明 ）’、’Ｂ　］図ｊま・ド老明に。「るディジクル、’
ｒ、’、Ｆ５−Ｐ１装置０）ゾロツタ川路図−第′〕図
は本発明のデ・ｆジｌルイ’ｊｉ算装置による演算動作
の一例ケ２１ン・ｒ　ｌ゛＋’ｌ、；−ｐ　：１図は誤
り制御の目的に本発明０）ディジタルｒＬｉｆ　ｊ’、
’、ｌシＬｉｌ″′１′ケ利用−する例ケ示す図である
。

ＡＬＵ、・　算術論理装置、　　Ｚ　・・、Ｙ、ｌ、４
＋１−　　り・・ＩＪ　定Ｓ、　　１３．：２：５・・
・マルナブレタリー、　　１４゜２４・・・比軸：苓、
　　］５，２り・・・　部′ｌｊ　ｒｌｉｔ　１□二１
装置。

３０．３１・・・キャリ人ノＪ、　　　４１　、ｑｚ・
・　二Φ化算術論理装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）特定の演算装置語幅を有し、演算装置語・曜が部分
   演算装置語幅に分割されており、また異なる部分演算装
   置語幅に対して異なる部分演算装置が存在Ｔるディジタ
   ル演算装置において、各部分演算装置語幅に対して正確
   に２つの算術論理装Ｒ（−Ａ　Ｌ　ＵＱ　、　−Ａ　Ｌ
   　ＵＱ　’　　、　Ａ　Ｌ　Ｕｌ、ＡＬＵ、’　Ｊが存
   正し、それぞれ一方の算術論理装置（ＡＬＵＯ’　　ｒ
   　ＡＴＪＵＩ’　Ｉ　ニハキヤ’）　入力＋Ｉ　ＯＩ＋
   が、またそれぞれ他方の算術論理装置（ＡＬＵｏ　、　
   ＡＬＵＩ　）にはキャリ入力ｎ　、　Ｉ＋が与えられ、
   また正しいキャリ入力（３０；３１）に対応する結果（
   ＺＯ、Ｚｌ　＋　２２　　、Ｚ３）の選捩ノ〕πめの少
   なくとも１つのマルチプレクサ（１３；２３）が存在下
   ることを特徴と２）　誤り制御の目的で二市化棒術論理
   装置（１１，４２１の冗長・１ヅ丁？利用゛ｆる、に）
   ５比・茂器（，１４，２４１および判定器（５）が設け
   らＪ”していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のディジタル演算装置。 ３）最南な部分演算装置語長が用いられていることｔ′
   旨徴どする特許請求の範囲第１項または第２項記載のデ
   ィジタルへ出装置、 ４）特定０）＠倖装置語１福をＨし、演算挿置語幅が部
   分演算装置語幅に分割されており、また異なる部分演算
   装置語幅に対して＋’５なる部分演算装置が存在するガ
   イシモル演見装：δであって、各部分演算装置語幅に対
   して市確に２つの廊術論理装Ｓ　（−ＡＬＵＯ、ＡＬＵ
   Ｏ’　、　ＡＬＵＩ、ＡＬＵＩ勺が（ｊ−、（Ｆ−し、
   それぞれ一方の算１．１ｊ論理装置Ｃ、ＡＬＵＯ’　、
   　ＡＴ、Ｕｌ’　）にはギャリへカバ０″が、またぞλ
   ｔぞれ他方Ｑ）算術論理装置（ＡＬＵｏ、ＡＬ［Ｊ、）
   にはキャリ入力゛−１１−がｈに対しく一ζするれ１１
   ４］↓（Ｚｏ　　−Ｚ＋　　＋　Ｚ２　　、Ｚ３　）の
   選））ぐのたｙ）の′ｊノｆ「くとも１−’−）（１）
   フルーｆ−プレクー１−（１３；２：（ｌが白′白−・
   「る、Ｌうにｌ（”　）　１７デ（＋／　タルｉＩｉ　
   見装置ｉｎ　ｒ；　Ｌハチ、７１（分子ｊｉ　ｆ；′ｌ
   Ｉ装置ｔ１５，２５）（Ｊ、）すべての１，１１術扁ｊ
   里賢置（ＡＴ、ＩＪｏ、八ＬＵｏ’　、ＡＬ［Ｔ＋　　
   、ＡＩ、Ｎ、’ＩがそＪｔらの演算を並夕１１に実ｆＪ
   することろ・′１１１徴と−・１−ろディジタル演算装
   置の作・ｆｉ１１１７沃。