JPS60105042A - Multilevel logic circuit - Google Patents

Multilevel logic circuit

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JPS60105042A
JPS60105042A JP59164719A JP16471984A JPS60105042A JP S60105042 A JPS60105042 A JP S60105042A JP 59164719 A JP59164719 A JP 59164719A JP 16471984 A JP16471984 A JP 16471984A JP S60105042 A JPS60105042 A JP S60105042A
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circuit
logic
devices
partial product
output
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマルチレベル論理回路に関し、特に1個のクロ
ック・パルスで作動するマルチ論理レベル回路に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to multilevel logic circuits, and more particularly to multilevel logic circuits that operate with a single clock pulse.

金属酸化膜シリコン法によって作られるダイナミック・
マルチレベル論理回路は、所望の論理機能の正しい実行
を保証する多相クロックを要求する。優先マルチレベル
論理機能の実行は、論理なタイム・スロットに分割して
、最悪の場合すなわち実行すべき論理レベルの最大数を
カバーする所要数のクロック相を指定することを要求す
る。クロック相は、基本信号源からのクロック信号を分
割することによって作られる。これはクロック信号の多
相を生じ、標準としてすべての相は1,2゜4などで割
られる基本信号源の周波数に関連され、これはクロック
のすべての相が基本信号源の周波数の倍数であることを
意味する。この方式では、作動の周波数は常時1つだけ
である1つの相が臨界になるまで増加される。
Dynamic film made by metal oxide film silicon method
Multilevel logic circuits require multiphase clocks to ensure correct execution of the desired logic functions. Execution of priority multilevel logic functions requires specifying the required number of clock phases divided into logical time slots to cover the worst case or maximum number of logic levels to be executed. The clock phases are created by dividing the clock signal from the basic signal source. This results in a polyphase of the clock signal, where as a standard every phase is related to the frequency of the fundamental source divided by 1, 2°4, etc., which means that every phase of the clock is a multiple of the frequency of the fundamental source. It means something. In this scheme, the frequency of operation is increased until one phase, only one at any time, becomes critical.

MO8回路は経済的に製造されると思われるが、事前充
電用の別なりロック相および論理レベルの評価を必要と
するので、これらの回路は他の形の論理回路と比較した
場合に回路固有の低速により、多くの現行ダイナミック
論理応用には常時利用されない。
Although MO8 circuits are likely to be economically manufactured, they require a separate lock phase for precharging and logic level evaluation, making these circuits circuit-specific when compared to other forms of logic circuits. Due to its slow speed, it is not routinely utilized in many current dynamic logic applications.

また本発明はディジタル乗算回路にも関し、特にディジ
タル乗算回路がドミノ制御回路により制御されるマイク
ロプロセットと共に用いるディジタル乗算回路に関する
The present invention also relates to digital multiplier circuits, and more particularly to digital multiplier circuits for use with microprocessors where the digital multiplier circuits are controlled by domino control circuits.

電界効果トランジスタ回路および特に大規模集積回路の
使用における主な制限は、乗算器に見られるようなダイ
ナミック論理回路な電界トランジスタによる論理回路の
実行で・要求される多重クロックの必要性に起因する高
速応用まで拡大することに伴う制限である。従来は、電
界効果トランジスタの論理回路の実現に要求された多重
クロック相が存在した。事前充電の相は論理回路を構成
するのに用いられるトランジスタを相互接続するデータ
線のすべてを事前充電するのに必要であり、第2クロツ
ク相は論理の実行の結果を評価するのに必要である。論
理回路が一緒に接続されて各段階が先行する論理段の結
果に左右される場合は、多相タロツク機能が要求される
。第1クロツク相は論理回路のすべてのデータ線な全部
事前充電し、第2クロツク相は第1論理レベルを評価し
、その後結果は第6クロツク相によって評価される第2
論理レベルに加えられ、以下論理レベルの全数にわたっ
て同様である。かくて、電界効果トランジスタが実行す
べきN個の論理レベルの機能では、N+1個のクロック
相、すなわちデータ・ラインのすべてを事前充電する相
および評価すべき各論理レベル用の相が要求される。か
くて論理レベルのタイム・スロット配列は多くの論理回
路に評価の順番を無為に待たせ、全体的な結果としてこ
れらの回路は著しく低速となる。かくて、電界効果トラ
ンジスタの論理回路が手持ち形計算機その他同様な応用
に用いられる場合にはこれまで問題がなかった。しかし
、回路対する要求が複雑化するにつれて、複合論理機能
を実行する速度の要求が重大となる。回路が評価すべき
適当なタイム・スロットを待つだけの余裕は、高速のナ
ノ秒範囲を必要とする応用では許されない。
A major limitation in the use of field effect transistor circuits, and especially in large scale integrated circuits, is the high speed required for implementing logic circuits with field transistors, such as dynamic logic circuits such as those found in multipliers, and the need for multiple clocks. This is a limitation associated with expanding to applications. In the past, there were multiple clock phases required to implement field effect transistor logic circuits. The precharge phase is necessary to precharge all of the data lines interconnecting the transistors used to form the logic circuit, and the second clock phase is necessary to evaluate the results of the logic execution. be. Polyphase tallock functionality is required when logic circuits are connected together so that each stage depends on the result of the preceding logic stage. The first clock phase precharges all data lines of the logic circuit, the second clock phase evaluates the first logic level, and then the result is evaluated by the sixth clock phase.
logic level, and so on across the entire number of logic levels. Thus, the N logic level function that a field effect transistor is to perform requires N+1 clock phases, one to precharge all of the data lines and one for each logic level to be evaluated. . The time slot arrangement of logic levels thus causes many logic circuits to wait idly for their turn to be evaluated, and the overall result is that these circuits are significantly slower. Thus, there have been no problems when field effect transistor logic circuits are used in handheld computers and similar applications. However, as the demands on circuits become more complex, the need for speed in performing complex logic functions becomes critical. The circuit cannot afford to wait for the appropriate time slot to evaluate in applications requiring high speeds in the nanosecond range.

乗算機能を実行することを要求されるマイクロプロセッ
サ装置における時間の最小化は、ディジタル乗算の変形
ブース・アルゴリズムを実行するバーダウエフ乗算器の
実現により、マイクロプロセッサの数多し処理サイクル
から比較的小数のマイクロプロセッサ・サイクルまで減
少される。しかし、この時間減少でさえ、近代技術応用
に必要な速度を電界効果トランジスタ形のマイクロプロ
セッサに与えるのには不足である。
The minimization of the time in microprocessor devices required to perform multiplication functions is reduced from a large number of microprocessor processing cycles to a relatively small number of microprocessor processing cycles by the implementation of Bardauev multipliers that perform a modified Booth algorithm for digital multiplication. -Reduced to cycle. However, even this reduction in time is insufficient to give field effect transistor type microprocessors the speed necessary for modern technology applications.

マルチレベル論理回路は、カスケード配列に接続されて
いる第1複数個の論理回路を含む。第2複数個の擬似論
理回路もカスケード配列に接続されており、第1複数個
の論理回路を評価する論理パルスを発生させるのに使用
される。クロック源は第1複数個の論理回路および第2
複数個の擬似論理回路に事前充電信号を供給し、評価回
路は第1複数個の論理回路の論理状態を評価する評価信
号を得るために擬似論理信号からの出力信号とクロック
信号とを組み合わせるのに使用される。
The multi-level logic circuit includes a first plurality of logic circuits connected in a cascaded arrangement. A second plurality of pseudo logic circuits is also connected in a cascade arrangement and is used to generate logic pulses for evaluating the first plurality of logic circuits. A clock source includes a first plurality of logic circuits and a second plurality of logic circuits.
providing a precharge signal to the plurality of pseudo-logic circuits, the evaluation circuit combining the output signal from the pseudo-logic signal and the clock signal to obtain an evaluation signal for evaluating the logic state of the first plurality of logic circuits; used for.

各レベルで評価すべきデータの利用度と一致する評価パ
ルスが供給されるマルチレベル論理回路が開示されてい
る。
A multi-level logic circuit is disclosed in which evaluation pulses are provided that match the utilization of data to be evaluated at each level.

評価回路は高速プログラマゾル論理配列を得るために、
マルチレベル論理回路と組み合わされる。
The evaluation circuit is designed to obtain a high-speed programmer sol logic array.
Combined with multi-level logic circuits.

マイクロプロセッサ用のディジタル乗算回路は、2つの
数のディジタル乗算を実行する変形ブース・アルゴリズ
ムを利用するとともに、nを乗数のビット数の半分に等
しい正の整数として、選択された数nのブース・オペレ
ーション・セットに乗数ta0:記録するブース・レコ
ーダを含む。各オペレーション・セットは乗算セットに
よりカスケード配列に接続されている第2複数個のn個
の部分積セレクタに加えられ、この場合各部分績セレク
タ乗算セットは記録されたブースオペレーション・セッ
トの1つを実行する。部分積セレクタの出力は加算装置
によって加算され、また−ミノ回路装置は部分積セレク
タに接続されているブース・オぺレーション・セットの
完了時に部分積セレクタの各素子に評価パルスを供給す
る。
A digital multiplication circuit for a microprocessor utilizes a modified Booth algorithm to perform digital multiplication of two numbers and the Booth algorithm of a selected number n, where n is a positive integer equal to half the number of bits in the multiplier. Operation set includes multiplier ta0: booth recorder to record. Each operation set is applied to a second plurality of n partial product selectors connected in a cascade arrangement by a multiplication set, where each partial performance selector multiplication set selects one of the recorded Booth operation sets. Execute. The outputs of the partial product selectors are summed by a summing device and the -mino circuit device provides an evaluation pulse to each element of the partial product selector upon completion of a Booth operation set connected to the partial product selector.

乗算器のようなマルチレベル論理回路では、マルチレベ
ル論理回路の各レベルがドミノ制御回路の使用により評
価の準備を整えるときを検出することによって動作速度
の面で性能が向上される。
In multi-level logic circuits, such as multipliers, performance is improved in terms of operating speed by detecting when each level of the multi-level logic circuit is ready for evaluation through the use of domino control circuits.

−ミノ制御回路は1個のクロック・パルスとその補数の
伝搬について最悪の場合の時間遅延な実現して、ブース
乗算器の対応する段が評価すべき位置にあるときを正確
に作る。
- The mino control circuit implements a worst-case time delay for the propagation of one clock pulse and its complement to ensure exactly when the corresponding stage of the Booth multiplier is in the position to be evaluated.

加算装置は、複数個の部分積セレクタの選択された素子
間に接続される複数個の加算回路を含む。
The adder includes a plurality of adder circuits connected between selected elements of the plurality of partial product selectors.

加算セット内のデータの最も早い可能な評価を保証する
ために、ドミノ制御回路は、時間遅延が加算回路にその
論理演算を実行させかつ評価を受ける準備を整えたデー
タを持つかぎり、最悪と思われる場合な表わす加算回路
をも言む。その時間が終ると、Pミノ制御回路は乗算器
内の次の論理レベルに評価可能パルスを供給する。
To guarantee the earliest possible evaluation of the data in the adder set, the domino control circuit considers the worst case as long as the time delay causes the adder to perform its logical operation and has the data ready to undergo evaluation. It also refers to an adder circuit that is represented when At the end of that time, the P-mino control circuit provides an evaluatable pulse to the next logic level in the multiplier.

これらの実施例および本発明の利点ならびに目的は、図
面と共に本明細書を読むことによシ明らかにされる。
These embodiments and the advantages and objectives of the invention will become apparent from a reading of the specification in conjunction with the drawings.

第1図において、本発明による乗算器161を含むマイ
クロプロセッサが示されている。工10端子(図示され
ていない)からの命令はパッド103を介して命令デー
タ・レジスタ105に供給され、次に高速デコーダ10
1、主デコーダ109、およびアドレス算術ユニット1
11に加えられる。
In FIG. 1, a microprocessor is shown including a multiplier 161 according to the invention. Instructions from a decoder 10 terminal (not shown) are provided via pad 103 to an instruction data register 105 and then to a high speed decoder 10.
1, main decoder 109, and address arithmetic unit 1
Added to 11.

主デコーダ109は命令を、マイクロプロセッサを通じ
て使用される制御信号にデコードする。これらの制御信
号は、データ束117を介して乗算器161を會む適当
な回路にデコードされた信号を伝達する制御パイプライ
ン・レジスタ115に6己憶される。
Main decoder 109 decodes instructions into control signals used through the microprocessor. These control signals are stored in a control pipeline register 115 which transmits the decoded signals to the appropriate circuitry that meets multiplier 161 via data bundle 117.

マイクロプロセッサ100は基本的に2つの部分、すな
わち1310区域で表わされる命令部分と、1330区
域で表わされるデータ部分とな備えている。アドレス算
術ユニット111は命令データ・レジスタ105から変
位マルチプレクサ135な介してデータを受けるととも
に、命令リンク・レジスタ153または汎用レジスタ1
19から高速デコーダ107の結果に基づきインデック
ス・マルチプレクサ137を介してデータを受ける。
Microprocessor 100 basically has two parts: an instruction part, represented by the 1310 area, and a data part, represented by the 1330 area. Address arithmetic unit 111 receives data from instruction data register 105 via displacement multiplexer 135 and from instruction link register 153 or general purpose register 1.
19 through an index multiplexer 137 based on the result of the high speed decoder 107.

適当な算術演算がキャリー・ブレーク論理155によっ
て指示される通シ実行されてから、アドレス算術ユニッ
ト111の出力123は共通アVレス°バス・レジスタ
125でラッチされる。このレジスタの出力はその後、
データ・メモリまたは入出力アドレス・スペースのいず
れかなアドレス指定するためにパラr139を介して集
積回路の工10に加えられたり、定数として用いる内部
バスに加えられる。アドレス算術ユニットの出力は命令
アドレス・マルチプレクサ145にも加えられる。この
マルチプレクサの出力は命令アドレス・レジスタ147
でラッチされる。マルチプレクサのもう1つの入力、す
なわち命令アドレス・レジスタの増分型は149によっ
て提供される。マルチプレクサ145の制御は順序付は
回路143によって提供される。順序付は回路143は
パッド141な介して受けられる分岐および割込みを制
御する。命令アドレス・レジスタ147の出力は、メモ
リ内の命令をアドレス指定するためにパラV151を介
して工10に加えられる。命令アドレス・レジスタ14
7の出力も1サイクルの遅延後、命令リング・レジスタ
153でラッチされる。
After the appropriate arithmetic operations have been performed as directed by carry-break logic 155, the output 123 of address arithmetic unit 111 is latched in common address bus register 125. The output of this register is then
It is applied to the integrated circuit circuit 10 via a parallel 139 for addressing either data memory or input/output address space, or to an internal bus for use as a constant. The output of the address arithmetic unit is also applied to an instruction address multiplexer 145. The output of this multiplexer is the instruction address register 147.
is latched. Another input of the multiplexer, the incremental version of the instruction address register, is provided by 149. Control of multiplexer 145 is provided by sequencing circuit 143. Sequencing circuit 143 controls branches and interrupts received via pad 141. The output of instruction address register 147 is applied to unit 10 via para V151 for addressing instructions in memory. Instruction address register 14
The output of 7 is also latched in instruction ring register 153 after a one cycle delay.

算術論理ユニット127は汎用レジスタ119からAマ
ルチプレクサ163を介してデータを受けるとともに、
汎用レジスタ119、機械制御レジスタ113、プログ
ラム状態レジスタ、または割込状態レジスタからCマル
チプレクサを介しであるいは乗算器161からBマルチ
プレクサを介してデータを受ける。算術論理ユニットへ
のキャリーは、主デコーダの制御下でキャリー論理12
1から行われる。算術論理ユニットの出力は溢れの場合
に、飽和論理129によって調節される。出力は次に、
Xマルチプレクサ157およびYマルチプレクサ159
を介して汎用レジスタ119に帰還される。
Arithmetic logic unit 127 receives data from general purpose register 119 via A multiplexer 163, and
Data is received from general register 119, machine control register 113, program status register, or interrupt status register via the C multiplexer or from multiplier 161 via the B multiplexer. The carry to the arithmetic logic unit is carried out by the carry logic 12 under the control of the main decoder.
It is performed from 1. The output of the arithmetic logic unit is regulated by saturation logic 129 in case of overflow. The output is then
X multiplexer 157 and Y multiplexer 159
is fed back to general-purpose register 119 via.

多重を要求する命令が主デコーダ101によつてデコー
ドされると、汎用レジスタの5およびOマルチプレクサ
の結果は乗算器によって掛は合わされ、その結果はその
ブロックの内部のレジスタでラッチされる。
When an instruction requiring multiplexing is decoded by main decoder 101, the results of the 5 and O multiplexers in general purpose registers are multiplied together by a multiplier, and the results are latched in a register internal to that block.

これから言及する第2図は、そこに含まれるドミノ制御
論理回路の使用により乗算器1610基本作動原理を提
供する。反転クロックの信号クロックがrミツ回路マル
チレベル論理システム10に加えられるインバータ3と
共に、ドミノ制御マルチレベル論理のブロック図が示さ
れている。クロック源1は、導線5な介して擬似負荷制
御マルチレベル論理装置にクロック信号な供給する。デ
ータ源7は、データ・バス9を介してドミノ制御マルチ
レベル論理装置10に並列データ信号、すなわちDAT
A 1〜DATA N t、(供給する。ドミノ制御マ
ルチレベル論理装置10はMXN個の論理素子13を含
む。論理素子は、Nビットの幅を持つMレベルのマルチ
レベル論理装置に対応するNXMマトリックスを構成す
るデータ語によってカスケード配列に共に接続されてい
るN個の論理素子の幅を有する語に分けられる。さら7
t−1これもカスケード配列に接続されるM個のドミノ
回路15がある。各論理素子13および各ドミノ回路1
5はトランジスタ170ケゞ−トを働かせるクロック信
号によって事前に充電され、■CCすなわち図示され′
Cいない電圧源から供給される電圧な対応する論理素子
13およびドミノ回路15に加えさせる。
FIG. 2, to which reference is now made, provides the basic operating principle of multiplier 1610 through the use of domino control logic contained therein. A block diagram of a domino controlled multi-level logic is shown with an inverter 3 where an inverted clock signal clock is applied to the circuit multi-level logic system 10. A clock source 1 provides a clock signal via conductor 5 to a pseudo load control multilevel logic device. Data source 7 provides parallel data signals, DAT
A 1 ~ DATA N t, (supplied. The domino-controlled multilevel logic device 10 includes MXN logic elements 13. The logic elements are NXM matrices corresponding to a multilevel logic device of M levels with a width of N bits. is divided into words having a width of N logic elements which are connected together in a cascade arrangement according to the data words that constitute it.Furthermore, 7
t-1 There are M domino circuits 15, also connected in a cascade arrangement. Each logic element 13 and each domino circuit 1
5 is precharged by a clock signal that activates transistor 170 gates, and is
A voltage supplied from an external voltage source is applied to the corresponding logic element 13 and domino circuit 15.

1.1論理素子19.1j(N−1)論理素子21、お
よび1.N論理素子25は、矢印31によって示される
通り対応する論理素子を基準電圧すなわちV(idに接
続するクロッ信号作動トランジスタ27によって評価さ
れる。1.1tFミノ回路29もクロック信号によって
評価されるのハ、1゜1ドミノ回路29が最悪の場合の
状態を表わすように接続されているからであり、すなわ
ち第1行に接続される論理素子13のどれについても評
価パルスは反転増幅器33によって、正しい評価を保証
するため一度にドミノ制御マルチレベル論理装置の第2
行に置かれる理論素子13に供給されるからである。も
ちろん、第2行の論理素子は第1行の論理素子と共にカ
スケード配列に接続され、かくてインバータ3から供給
されたクロック信号とインバータ33の出力とをAND
接続するAND デートな形成するようにトランジスタ
17と共に接続されるトランジスタ37のデートに評価
パルスが供給されると同時に評価することができる。デ
ータ源9からのデータは存在する第1行の論理素子の対
応する入力端子に接続され、またQ端子は入力端子で第
2行の対応する論理素子に接続され、したがってカスケ
ード接続な作ることに注目しなければならない。この構
成は全M行を通じて完全に保たれる。各行のドミノ回路
15はカスケード配列に同様に接続され、おのおのは信
号の伝搬遅延があって評価パルスがインバータ33の出
力に供給されるとき対応する論理がすべての論理動作な
完了することな保証するかぎゃ最悪と思われる条件な衣
わす。ドミノ制御マルチレベル論理装置10の評価は(
M−1)ドミノ回路装置のみを要求するが、論理素子1
3の出力に供給されるデータがM行のメンバーでありか
つ記憶場所に記憶すべき場合、Mrドミノ路39の最終
出力インバータ33に記憶休止が供給されることがある
。かくて論理素子の各行に関する評価パルスの発生は評
価パルスを作る各ドミノの降下と共に降下する1行の最
終NOミノに比較される。これは電界効果トランジスタ
論理回路を評価する非同期操作を与える。
1.1 logic element 19.1j (N-1) logic element 21; The N logic elements 25 are evaluated by a clock signal activated transistor 27 which connects the corresponding logic element to a reference voltage, V(id, as indicated by arrow 31. The 1.1 tF mino circuit 29 is also evaluated by the clock signal. C. This is because the 1°1 domino circuit 29 is connected to represent the worst case state, that is, the evaluation pulse for any of the logic elements 13 connected to the first row is corrected by the inverting amplifier 33. Domino control multilevel logic device second at a time to ensure evaluation
This is because it is supplied to the theoretical elements 13 placed in the rows. Of course, the logic elements of the second row are connected in a cascade arrangement with the logic elements of the first row, thus ANDing the clock signal supplied from inverter 3 and the output of inverter 33.
The evaluation can be performed at the same time that an evaluation pulse is applied to the date of the transistor 37 which is connected together with the transistor 17 to form an AND date. The data from the data source 9 is connected to the corresponding input terminal of the first row of logic elements present, and the Q terminal is connected at the input terminal to the corresponding logic element of the second row, thus creating a cascade connection. Must pay attention. This configuration is perfectly maintained throughout all M rows. The domino circuits 15 in each row are similarly connected in a cascade arrangement, each with a signal propagation delay to ensure that the corresponding logic does not complete all logic operations when the evaluation pulse is applied to the output of the inverter 33. The conditions are considered to be the worst. Evaluation of Domino control multilevel logic device 10 is (
M-1) Only domino circuit device is required, but logic element 1
A storage pause may be provided to the final output inverter 33 of the Mr Domino path 39 if the data provided to the output of 3 is a member of M rows and is to be stored in a storage location. Thus, the occurrence of evaluation pulses for each row of logic elements is compared to the final NO minos of the row, which falls with each domino making the evaluation pulse. This provides asynchronous operation for evaluating field effect transistor logic circuits.

これから言及する第6図は、第2図に関して説明された
ドミノ原理を含む第1図の乗算器161のブロック図で
ある。被乗数は、第1図のCマルチブレフサ16フから
データ・バス115を介して、6個の部分積セレクタ、
行193,195゜197.201,209おび213
に加えられる。
FIG. 6, to which reference is now made, is a block diagram of multiplier 161 of FIG. 1, which includes the domino principle described with respect to FIG. The multiplicand is transferred from the C multi-breather 16 in FIG. 1 via the data bus 115 to six partial product selectors,
Lines 193, 195° 197. 201, 209 and 213
added to.

乗数は汎用レジスタ5,159から導線束177を介し
てブース・レコーダ217に加えられる。
The multiplier is applied from general register 5,159 to booth recorder 217 via wire bundle 177.

第6図の実施例において、乗数は173ビツトであり被
乗数は16ビツトである。しかしここで提供されるNは
、どんな大きさの乗数およびどんな大きさの被乗数にも
適用し得る。第6図で説明される回路はすべて、第2図
に示される通り第1段階のクロックQP、によって事前
充電され、また評価パルスによって第4図について説明
される通り選択された時間中続けられる。部分積セレク
タのすべてはクロックQEによって同時に評価される。
In the embodiment of FIG. 6, the multiplier is 173 bits and the multiplicand is 16 bits. However, the N provided here may apply to any size multiplier and any size multiplicand. All of the circuits described in FIG. 6 are precharged by the first stage clock QP, as shown in FIG. 2, and continued for a selected time period as described for FIG. 4 by an evaluation pulse. All of the partial product selectors are evaluated simultaneously by clock QE.

第1部分積セレクタ193は乗数ピッ)10.11およ
び12な用いるブース・レコーダ219によって制御さ
れ゛る。第2部分積セレクタ195は乗数ビット8,9
および10を用いるブース・レコーダ221によって制
御される。第3 s仕種セレクタ197は乗数ビット6
.7および8を用いるブース・レコーダ223によって
制御される。第4部分積セレクタ201ii乗数ビット
4,5および6を用いるブース・レコーダ225によっ
て制御されろ。第5部分積セレクタ209は乗数ビット
2,6お工び4な用いるブース・レコーダ22γによっ
て制御される。第6部分積セレクタは乗数ビット0,1
.および2な使用するブース・レコーダ229によって
制御される。最初の3個のセレクタ193,195.お
よび197からの部分積はキャリー・セーブ加算器(C
8A ) 199により加算される。0E34は、部分
積セレクタ遅延回路179によって供給される評価?ヤ
ルスにより評価される。C8A 199の出力およびセ
レクタ201からの部分積はC8A 207によって加
算される。
The first partial product selector 193 is controlled by a booth recorder 219 using multipliers 10, 11 and 12. The second partial product selector 195 has multiplier bits 8 and 9.
and 10. The third s type selector 197 is multiplier bit 6
.. Controlled by booth recorder 223 using 7 and 8. Fourth partial product selector 201ii is controlled by Booth recorder 225 using multiplier bits 4, 5 and 6. The fifth partial product selector 209 is controlled by the Booth recorder 22γ, which uses multiplier bits 2, 6 and 4. The sixth partial product selector is multiplier bits 0, 1
.. and a booth recorder 229 used. The first three selectors 193, 195 . and partial products from 197 are stored in the carry-save adder (C
8A) is added by 199. 0E34 is the evaluation provided by partial product selector delay circuit 179? Rated by Yarus. The output of C8A 199 and the partial products from selector 201 are summed by C8A 207.

0EIA 207の評価パルスはC8A遅延回路181
によって供給される。C3A207の出力およびセレク
タ209からの部分積はC8A 211によってカロ7
5!flル。(!SA :? 11の評価パルスはO8
A遅延回路183によって供給される。C8A ’l 
11σ)出力およびセレクタ213からの部分積はC8
A 215によって加算される。C8A 215σ)評
価ノ々ルスは0SA遅延回路185によって供給される
。0EiA215の出力は中間レジスタ219に入る。
0EIA 207 evaluation pulse is C8A delay circuit 181
Powered by. The output of C3A207 and the partial product from selector 209 are converted to Calo7 by C8A211.
5! fl le. (!SA:? 11 evaluation pulse is O8
Supplied by A delay circuit 183. C8A'l
11σ) The partial product from the output and selector 213 is C8
Added by A 215. C8A 215σ) evaluation norm is provided by the 0SA delay circuit 185. The output of 0EiA 215 enters intermediate register 219.

これは1クロツク・サイクルの活動を完成する。後続ク
ロック・サイクルで、中間レジスタ119σつ内容はキ
ャリー・リップル加算器(ORA ) 227によって
加算される。これは積レジスタ229でラッチされる積
を作る。積レジスタは次に、Bマルテゾレクサ165を
介して算術論理ユニット127に加えられる。
This completes one clock cycle of activity. On subsequent clock cycles, the contents of intermediate register 119σ are added by carry ripple adder (ORA) 227. This creates a product that is latched in product register 229. The product register is then applied to arithmetic logic unit 127 via B maltezolexer 165.

これから言及する第4図において、第4図と共に使用す
べき第6図のタイミング図が示されている。第3図にお
いて、データは頁の下部で導線175を介して入力し、
部分積セレクタおよびキャリー・セーブ加算器を通って
流れ、結局は第6図の上部で積セレクタ229から現わ
れる。中間レジスタ219とキャリー・リップル加算器
227との間の分離は、第1段階365の完了と第2段
Fj!36γの開始を示す。この分離は線と矢印の組合
せ369によって示される。第4図において、垂直線3
21および326は乗算サイクルの開始を表わし、この
場合事前充電クロックは矢印337によって示される通
りキャリー・セーブ加算器およびセレクタを含む乗算器
1610内部の回路を事前充電し、寸法線339によっ
て示される通り導線バス175に入力を供給し、さらに
寸法線341によシ示される通シキャリー・リップル加
算器227を事前充電する。垂直線323で、事前充電
クロックは波形329によって示される通り除去されて
評価クロックが波形331によって示される通り供給さ
れる。すべての部分積セレクタは、寸法線351によっ
て示される通り、垂直線323と338との間の時間で
評価される。キャリー・セーブ加算器(C8A )は、
垂直線338と345との間の時間周期において評価さ
れる最初のキャリー・セーブ加算器199によって順次
評価される。キャリー・セーブ加算器199の評価パル
スはPP8遅延回路179によって供給されろ。第10
SA遅延回路181は、垂直線345と垂直線347と
の間の時間中に第208A 207に第2評価パルスを
供給する。C8A評価パルスは寸法線355によって示
されている。第30SA評価パルスは、垂直線347と
349との間の距離である寸法線357によって示され
る時間中に第3csA211に供給される。第40EI
A 215は第30SA遅延回路185によって供給さ
れるノ々ルスに、mす+?’f[+される。このパル゛
スは第4図の垂直線349と垂直線365との間に生じ
、寸法線359によって表わされる。評価の結果は垂直
線325と垂直線326との間の時間中に中間レジスタ
219に記憶され、それによって乗算が完成され、次の
サイクルで中間レジスタ219の中に含まれるデータは
(3RA 227によりて加算されかつ第1図の算術論
理ユニット227に加わるように積レジスタ229に加
えられる。第4図は第1段階が第6図の線369の下で
行われる動作を表わし、第■段階が線369の後で生じ
ることを示し、各段階はクロック段階の第1段階および
第2段階によって開始される。したがって、上記に開示
されかつ検討された乗算器は、複雑な乗算機能を実行し
得るとともに、クロック・サイクル当たり1の割合で算
術論理ユニットに情報な提供することができる。
Referring now to FIG. 4, the timing diagram of FIG. 6 is shown for use in conjunction with FIG. In FIG. 3, data is entered via conductor 175 at the bottom of the page;
It flows through the partial product selector and carry-save adder and eventually emerges from the product selector 229 at the top of FIG. The separation between the intermediate register 219 and the carry ripple adder 227 is due to the completion of the first stage 365 and the second stage Fj! The beginning of 36γ is shown. This separation is indicated by line and arrow combination 369. In Figure 4, vertical line 3
21 and 326 represent the start of a multiplication cycle, where the precharge clock precharges the circuitry inside multiplier 1610, including the carry-save adder and selector, as shown by arrow 337, and the It provides an input to conductor bus 175 and also precharges the current carry ripple adder 227, indicated by dimension line 341. At vertical line 323, the precharge clock is removed as shown by waveform 329 and the evaluation clock is provided as shown by waveform 331. All partial product selectors are evaluated at times between vertical lines 323 and 338, as indicated by dimension line 351. The carry-save adder (C8A) is
The first carry-save adder 199 is evaluated sequentially in the time period between vertical lines 338 and 345. The evaluation pulse for carry-save adder 199 is provided by PP8 delay circuit 179. 10th
SA delay circuit 181 provides a second evaluation pulse to 208A 207 during the time between vertical line 345 and vertical line 347. The C8A evaluation pulse is indicated by dimension line 355. The 30th SA evaluation pulse is provided to the 3rd csA 211 during the time indicated by dimension line 357, which is the distance between vertical lines 347 and 349. 40th EI
A 215 is connected to the node supplied by the 30th SA delay circuit 185 with m+? 'f[+ is applied. This pulse occurs between vertical line 349 and vertical line 365 in FIG. 4 and is represented by dimension line 359. The result of the evaluation is stored in intermediate register 219 during the time between vertical line 325 and vertical line 326, thereby completing the multiplication, and in the next cycle the data contained in intermediate register 219 is are added to the product register 229 and added to the arithmetic logic unit 227 of FIG. 1. FIG. The multipliers disclosed and discussed above are therefore capable of performing complex multiplication functions. In addition, information can be provided to the arithmetic logic unit at a rate of one per clock cycle.

第5A図および第5B図は、本発明による16ビツト×
16ビツト乗算器の簡潔化された概略図である。第1部
分積セレクタ行193は19個のセル191な含み、レ
ジスタ370および372にある最上位のビットな受け
るが、最下位のビットは第5B図のセル314に加えら
れる。最上位ビット用の多重セルが必要なのは、最上位
ビットが符号ビットであり3個以上の別々な負荷に加え
られるからである。2個の特別セルがブース−操作を実
行するために要求される。
FIGS. 5A and 5B show a 16-bit
1 is a simplified schematic diagram of a 16-bit multiplier; FIG. The first partial product selector row 193 contains nineteen cells 191, which receive the most significant bits in registers 370 and 372, while the least significant bit is added to cell 314 of FIG. 5B. Multiple cells for the most significant bit are required because the most significant bit is a sign bit and is applied to three or more separate loads. Two special cells are required to perform booth operations.

デコードされたブース・オペランVは、部分積セレクタ
にブース・オペランドの機能を果たさせるであろう。こ
れらの機能は第1表に列記されている。第5図の好適な
実施例の本出願におAで、各ビットを左に移動すること
によって数を2倍にするようになって込る。第2表は各
行のセル数を示し、第1表はデコード・ブース・アルゴ
リズムの真理値表を示す。
The decoded Booth operan V will cause the partial product selector to perform the function of the Booth operand. These features are listed in Table 1. In the present application of the preferred embodiment of FIG. 5, at A, the number is doubled by moving each bit to the left. Table 2 shows the number of cells in each row, and Table 1 shows the truth table for the decoding Booth algorithm.

第1表 6ビツト数 000 レジスタの前の行の値にOを加える001 レ
ジスタの前の行の値に被乗数を加える010 レジスタ
の前の行の値に被乗数を加える011 前の行の値に被
乗数の2倍を加える100 前の値から被乗数の2倍を
引く101 前の値から被乗数を引く 110 前の値から被乗数を引く 111 前の値から0を引く 第2表 行、セルおよび参照数字 セルの数 1 部分積セレクタ193. 19 2 部分積セレクタ195. 19 3 部分積セレクタ197. 19 4 キャリー・セーブ加算器199. 185 部分積
セレクタ201. 19 6 キャリー・セーブ加算器211. 187 部分積
セレクタ213. 19 8 キャリー・セーブ加算器215. 189 中間レ
ジスタ219. 54 10 キャリー・リッゾル加算器227. 2611 
積レジスタ229. 28 時間遅延を最小にするため、信号源歯たり2個以内の負
荷の設計制限が好適な実施例で行われたが、かくて最悪
の場合の条件が1個の負荷であることが保証されている
。この制限は評価パルスの発生中に考慮に入れられる。
Table 1 6-bit number 000 Add O to the value in the previous row of the register 001 Add the multiplicand to the value in the previous row of the register 010 Add the multiplicand to the value in the previous row of the register 011 Add the multiplicand to the value in the previous row Add twice the value 100 Subtract twice the multiplicand from the previous value 101 Subtract the multiplicand from the previous value 110 Subtract the multiplicand from the previous value 111 Subtract 0 from the previous value Table 2 Rows, cells and reference numbers Cell Number 1 Partial product selector 193. 19 2 Partial product selector 195. 19 3 Partial product selector 197. 19 4 Carry-Save Adder 199. 185 Partial product selector 201. 19 6 Carry-save adder 211. 187 Partial product selector 213. 19 8 Carry-save adder 215. 189 Intermediate register 219. 54 10 Carey-Rizzol adder 227. 2611
Product register 229. 28 A design limit of no more than two loads per source tooth was used in the preferred embodiment to minimize time delays, but the worst-case condition is thus guaranteed to be one load. ing. This restriction is taken into account during the generation of the evaluation pulse.

余分のセル371および375が具備され1、第1ブー
ス・レコーダ219によって供給されるブース・アルゴ
リズムの実行に使用される。セルの出力は右に2ビツト
だけ移動されて、第2部分積セレクタ195に加えられ
る。移動の結果は、導線束376を介して工R(中間)
レジスタ219に加えられ、そこに累積される。第2部
分積セレクタの出力は第3部分積セレクタ197、行1
99に加えられ、その出力はキャリー・セーブ加算器に
加えられる。キャリー・セーブ加算器の行を作るのに用
いられる各キャリー・セーブ加算器は全加算器であり、
したがって3個の入力を要求する。その理由は第1、第
2および第3部分積セレクタの各出力が第1キヤリー・
セーブ加算器の行199に加えられて加算″1−べきろ
個の入力を供給1−るからである。その後、各全加算器
310の出力は次の全加算器310に加えられ、ここで
その出力は次の部分積セレクタσ〕出力と組み合わされ
て、ブース・アルゴリズムによシ実行された乗算機能の
合計結果が第6図および第4図に関して説明された機能
にしたがって中間レジスタ219に供給されるまでキャ
リー出力をも含む前のキャリー・セーブ加算器310に
よって合計される。
Extra cells 371 and 375 are provided 1 and are used to execute the Booth algorithm provided by the first Booth recorder 219. The output of the cell is shifted two bits to the right and applied to the second partial product selector 195. The result of the movement is transferred to the wire R (intermediate) via the conductor bundle 376.
It is added to register 219 and accumulated there. The output of the second partial product selector is the third partial product selector 197, row 1
99 and its output is added to the carry-save adder. Each carry-save adder used to create a row of carry-save adders is a full adder;
Therefore, three inputs are required. The reason is that each output of the first, second and third partial product selectors is
The output of each full adder 310 is then added to the next full adder 310, where Its output is combined with the output of the next partial product selector σ] to provide the summation result of the multiplication function performed by the Booth algorithm to intermediate register 219 according to the function described with respect to FIGS. 6 and 4. are summed by the previous carry-save adder 310, which also includes the carry output, until

第6図は各ブース・レコーダ段380の概略図であり、
本質的にはプログラマブル論理配列381を含み、ここ
でブース・アルゴリズムはプログラマブル論理配列38
1によってデコーレされかつノア・デート385,38
7およびインバータ389を富む論理デバイス383に
加えられる。
FIG. 6 is a schematic diagram of each booth recorder stage 380;
essentially includes a programmable logic array 381, where the Booth algorithm
Decorated by 1 and Noah Date 385, 38
7 and an inverter 389 are added to the rich logic device 383.

論理デバイス383の出力は、第4図の寸法線351に
よって表わされかつゲーテツー・バッファ増幅器392
によって供給される評価パルスQE1の制御を受けて、
データ・バス391を介して部分積セレクタに加えられ
る。
The output of logic device 383 is represented by dimension line 351 in FIG.
Under the control of the evaluation pulse QE1 supplied by
is applied to the partial product selector via data bus 391.

第7図は、部分積セレクタの入力がブース・レコーダか
らデータ・バス400を介して供給される各部分積セレ
クタの概略図である。各部分積セレクタからの出力はデ
ータ・バス403を介して供給される。各セレクタ・セ
ル189の入力は、データ・バス175な介して供給さ
れ、191によって反転される。しかし、最下位ビット
位置のような入力は存在せず、そのとき回路187は回
路405によってバイアスを供給される。バイアスは第
7図に示される通り、図示されていない電圧源に接続さ
れている2個のディプリーション形トランジスタによっ
て作られる。部分積の移動は通路402および404に
より達成される。
FIG. 7 is a schematic diagram of each partial product selector whose input is provided via data bus 400 from a Booth recorder. The output from each partial product selector is provided via data bus 403. The input of each selector cell 189 is provided via data bus 175 and inverted by 191. However, there is no input such as the least significant bit position, and then circuit 187 is biased by circuit 405. The bias is created by two depletion type transistors connected to a voltage source, not shown, as shown in FIG. Partial volume movement is accomplished by passages 402 and 404.

PRR遅延回路179が第8図に示されており、部分積
セレクタの最悪の場合の条件な表わす伝搬遅延によって
キャリー・セーブ加算回路199に加えられる評価パル
スを遅延させるのに用いられる。それはノア・ケゞ−ト
409および増幅器411によって接続されかつ組み合
わされる出力な持つ複数個のトランジスタ407を含み
、その結果は第10SA遅延回路181および第10S
A行199に加えられる。図面の説萌を通じて、QEは
評価パルスを、QPは事前充電パルスな表わす。
A PRR delay circuit 179 is shown in FIG. 8 and is used to delay the evaluation pulse applied to the carry-save adder circuit 199 by the propagation delay representing the worst case condition of the partial product selector. It includes a plurality of transistors 407 having outputs connected and combined by a Nor gate 409 and an amplifier 411, the result being a 10th SA delay circuit 181 and a 10th S
It is added to A row 199. Throughout the illustrations, QE represents the evaluation pulse and QP represents the precharge pulse.

第9図はキャリー・セーブ7Ill K回路205およ
びO8A遅延回路183の概略図であるが、これらの回
路は同一である。データ・バス427により供給される
出力を持つトランジスタ論理425の実行によって得ら
れる加算回路による回路の加算のために、インバータ4
21.422および423に3個の入力が供給される。
FIG. 9 is a schematic diagram of carry save 7Ill K circuit 205 and O8A delay circuit 183, which circuits are identical. For addition of the circuit by means of a summation circuit obtained by implementing transistor logic 425 with an output supplied by data bus 427, inverter 4
Three inputs are provided at 21, 422 and 423.

これは全加算回路であυ、データ・バス421な介して
和の出力およびキャリー出力を提供する。
This is a full adder circuit and provides a sum output and a carry output via data bus 421.

第9図の回路に似ている第10図は、キャリー・リップ
ル加算器であり、中間レジスタ219の出力がキャリー
・リップル加算器223によって加算されるデバイス2
23の各段を表わす。第5図に示された通り、各群5個
のキャリー・リップル加算器を分離しているキャリー回
路431が第11図に示され、これはノア・r−)43
3および2個のMOS )ランジスタ435を含む。第
10B図はキャリー・リップル加算器用のキャリー人力
を供給する回路である。
FIG. 10, which is similar to the circuit of FIG.
Each stage of 23 is represented. A carry circuit 431 separating each group of five carry ripple adders as shown in FIG. 5 is shown in FIG.
3 and 2 MOS) transistors 435. FIG. 10B is a circuit that provides carry power for a carry ripple adder.

第12A図および第12B図は出力バッファ段にある中
間レジスタであり、またマイク四プロセッサが471に
あるトランジスタ内のデータのローディングおよび記憶
を制御する事笑をも立証づ−る。
FIGS. 12A and 12B are intermediate registers in the output buffer stage and also demonstrate that the Microprocessor controls the loading and storage of data in the transistors at 471.

第13図は第5図の記憶制御回路であり、ノア・r−ト
455.456およびトランジスタ457を含む。
FIG. 13 is the storage control circuit of FIG.

第14図は、積レジスタに入る2個の最下位中間レジス
タ・ビットの出力(これは累積される必要はない)な遅
延させるのに用いられる回路の概略図を示す。
FIG. 14 shows a schematic diagram of the circuit used to delay the output of the two least significant intermediate register bits (which need not be accumulated) that go into the product register.

第15図は積レジスタ229のブロック概略図である。FIG. 15 is a block schematic diagram of product register 229.

記憶制御回路は第13図に示され、ここでもまたそれは
コンピュータによって提供される走査制御および事前充
電パルスならびに評価パルスと共に使用され、かつオア
・デート444゜445.446、および全体として4
57で表わされるトランジスタ回路によって実行される
ゲーテッド・オア機能を含む。
The storage control circuit is shown in FIG. 13, again it is used with the scan control and precharge pulses and evaluation pulses provided by the computer, and the or date 444°445.446, and overall 4
It includes a gated-OR function performed by a transistor circuit represented at 57.

これから言及する第16図には、メモリ2に接続される
出力な持つプログラマデル論理配列100の概略図が示
されている。プログラマブル論理配列100は2段を含
み、第1デコード段72においてデータ・バス9に現わ
れるデータはデータ入力線によって表わされるX座標と
垂直線75.γ6゜77および79によって表わされる
y座標との間にトランジスタ73な置くことにより情報
なデコ−y−gる。データがデコードされるとき、それ
は第2段81に加えられるが、この段は出力段であり、
第16図の場合にはメモリであるとともにデータ・バス
93に接続される他の回路でもある負荷を駆動するのに
用いられる。出力段のプログラミングはトランジスタ8
3によって表わされ、これは垂直線75.76.77、
および水平線85゜870接続を与える。擬似負荷回路
15は、プログラマブル論理配列100のX軸とy軸と
の間に接続される1個のトランジスタ37によって最悪
の場合の条件に接続される。明らかに、導通するトラン
ジスタの数が多めほど、トランジスタ27に接続される
線の放電が速くなる。したがって1個のトランジスタが
オンで、1つを除くてべてのデータ線のトランジスタが
すべてオフであることが最悪の場合の配列である。かく
て第16図の実施例でに、トランジスタ8はオンにバイ
アスされ、トランジスタ2,4および6はオンにバイア
スされでいる。使用可能信号は、擬似論理15の中に含
まれるデート37および2Tの構造によってクロック信
号とアンr接続される。これはパルなインバータ33の
出力に供給させ、かくてトランジスタ137を使用可能
にするので、クロック信号がトランジスタ17から除去
されるならば、プログラマブル論理配列の第2段81が
評価される。
Referring now to FIG. 16, a schematic diagram of a programmer logic array 100 having an output connected to memory 2 is shown. Programmable logic array 100 includes two stages in which the data appearing on data bus 9 at first decode stage 72 is divided into X coordinates represented by data input lines and vertical lines 75 . The information is decoded by placing a transistor 73 between γ6 and the y coordinate represented by 77 and 79. When the data is decoded, it is applied to the second stage 81, which is the output stage;
In the case of FIG. 16, it is used to drive a load which is memory as well as other circuitry connected to data bus 93. Output stage programming is transistor 8
3, which is represented by vertical lines 75.76.77,
and horizontal line 85° 870 connection. The pseudo load circuit 15 is connected to the worst case condition by a single transistor 37 connected between the X and Y axes of the programmable logic array 100. Obviously, the more transistors that conduct, the faster the line connected to transistor 27 will discharge. Therefore, the worst case arrangement is one transistor on and all but one data line transistors off. Thus, in the embodiment of FIG. 16, transistor 8 is biased on and transistors 2, 4 and 6 remain biased on. The enable signal is uncoupled with the clock signal by a date 37 and 2T structure contained within pseudo-logic 15. This causes the output of the inverter 33 to be pulsed, thus enabling transistor 137 so that if the clock signal is removed from transistor 17, the second stage 81 of the programmable logic array is evaluated.

出力はデータ・バス83およびメモリ2に加えられ、こ
こでもし第2擬似回路101が評価されるならば、イン
バータ133はメモリ2に記憶パルスを供給し、またプ
ログラマブル論理配列の出力はメモリ2に記憶される。
The output is applied to data bus 83 and memory 2, where if second pseudocircuit 101 is evaluated, inverter 133 provides a storage pulse to memory 2, and the output of the programmable logic array is applied to memory 2. be remembered.

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

第1図は本発明による乗算器を含むマイクロプロセッサ
のブロック図、第2図はドミノ制御論理回路のブロック
図、第3図は本発明による第1図の乗算器のブロック図
、第4図は第6図の乗算器のタイミング図、第5A図お
よび第5B図は第6図の乗算器の簡潔化された概略図、
第6図は第5B図の各ブース・デコーダ段の概略図、第
7図は第5A図および第5B図の部分積セレクタ191
の概略図、第8図1”を第5A図のPPR遅延回路の概
略図、第9図は第5図に用いられたキャリー・セーブ加
算器の概略図、第10図は第5図に用因られたキャリー
・リッグル加算器の概略図、第11図は第5図の実施例
に用いられたキャリー回路、第12A図および第12B
図は第5図の出力段にある中間レジスタ、第13図は第
5図の記憶制御回路、第14図は第5図のバッファ制御
回路、第15図は第5図の中間レジスタ21の概略図、
第16図は本発明を実施するプログラマゾル論理配列の
概略図である。 符号の説明: 10−vミノ制御回路;100−マイク
ロプロセッサ;161−乗算器191 。 193.195,197,201,209.213一部
分積セレクタil 99,207,211 。 215.227−O8A;119,219−中間レジス
タ、229−積レジスタ;217.219゜221.2
23,225,227.229−ブース・レコーダ;3
81−プログラマブル論理配列図面の1・)は;:(内
容に変更なし)、U Ft′gJ FIG、5^121#も )1[i、 5At31 pら 116 Ft’1.6 L−−−f Ft’g、7 Ft’g、8 Fit)、9 /′/夕、/24 h’t1./211 Ft’g、/J p Ft’y、 /4 手続補正書(睦) 昭和59年 9月180 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第164719号 2、発明の名称 マルチレベル論理回路 3、補正をする者 事件との関係 14シr1出願人 住 所 4、代理人 5、補正命令の日付 昭和 41− 月 I」 8、補正の内容 別紙のとおり #!Aa書の浄書(内容に変更なし〕 三 、手続補正書(方式) 昭和オ/年/夛月−Z日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和(2年特許願第11り277 号 3、補正をする者 事(1との関+X 特J′「出願人 4、代理人 5、補正命令の日刊 昭和37年〃4月〕7日 6 補正により増加する発明の数
FIG. 1 is a block diagram of a microprocessor including a multiplier according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a domino control logic circuit, FIG. 3 is a block diagram of the multiplier of FIG. 1 according to the present invention, and FIG. a timing diagram of the multiplier of FIG. 6; FIGS. 5A and 5B are simplified schematic diagrams of the multiplier of FIG. 6;
6 is a schematic diagram of each Booth decoder stage in FIG. 5B, and FIG. 7 is a schematic diagram of the partial product selector 191 in FIGS. 5A and 5B.
FIG. 8 is a schematic diagram of the PPR delay circuit in FIG. 5A, FIG. 9 is a schematic diagram of the carry-save adder used in FIG. 5, and FIG. 11 is a schematic diagram of a carry-riggle adder according to the present invention, and FIG. 11 shows the carry circuit used in the embodiment of FIG. 5, and FIGS. 12A and 12B.
The diagram shows the intermediate register in the output stage of Figure 5, Figure 13 shows the storage control circuit of Figure 5, Figure 14 shows the buffer control circuit of Figure 5, and Figure 15 shows a schematic of the intermediate register 21 of Figure 5. figure,
FIG. 16 is a schematic diagram of a programmer sol logic arrangement embodying the invention. Description of symbols: 10-v mino control circuit; 100-microprocessor; 161-multiplier 191. 193.195,197,201,209.213 partial product selector il 99,207,211. 215.227-O8A; 119,219-intermediate register, 229-product register; 217.219°221.2
23,225,227.229-booth recorder;3
81-Programmable logic array drawing 1.) is;: (no change in content), U Ft'gJ FIG, 5^121#) 1[i, 5At31 p et al. 116 Ft'1.6 L---f Ft'g, 7 Ft'g, 8 Fit), 9 /'/evening, /24 h't1. /211 Ft'g, /J p Ft'y, /4 Procedural Amendment (Mutsu) September 180, 1980 Mr. Commissioner of the Japan Patent Office 1, Indication of the case 1982 Patent Application No. 164719 2, Title of invention Multi Level logic circuit 3, Relationship with the case of the person making the amendment 14th serial 1 Applicant address 4, Agent 5, Date of amendment order 1968 - Month I” 8. Contents of the amendment As shown in the attached sheet #! Engraving of Book Aa (no change in content) 3. Procedural amendment (formality) Showa O/2016/2016-Z Date Mr. Commissioner of the Patent Office 1. Indication of the case Showa (2nd year Patent Application No. 11-277 3) Person making the amendment (relationship with 1 +

Claims (1)

【特許請求の範囲】 [11Nfk正の整数として、カスケーV配列に接続さ
れた、論理演算を実行する第1複数個のN個の論理回路
装置と、 MIf:正の整数として、カスケーP配列に接続された
、複数個のM個の評価パルスを供給する第2複数個のN
個の擬似論理回路装置と、 複数個の論理回路装置および擬似論理回路装置の各素子
に事前充電信号を供給するクロック回路装置と、 複数個の論理回路装置の各素子な複数個の評価パルスの
対応する素子によって評価する回路装置と、 を含むことを特徴とするマルチレベル論理回路。 (2) プログラマデル論理配列を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載によるマルチレベル論理回
路。 (3)特許請求の範囲第2項記載によるマルチレベル論
理回路においてプログラマブル論理配列は、Xおよびy
なそれぞれデータ入力線ならびにデコーV線の数を表わ
すいずれも正の整数とした、xxyマトリックス論理装
置と、 xxyマトリックス論理装置に使用可能パルスを供給す
るため最悪の条件に接続された1個の論理配列装置を含
む擬似論理i置と、 を含むことを特徴とする前記マルチレベル論理回路。 (4)特許請求の範囲第6項記載によるマルチレベル論
理回路においてプログラマブル論理配列はさらに、 データ入力線の信号によってデコードされたプログラム
とXX7マトリツクスに記憶されたプログラムとを表わ
す出力信号を供給する出力段装置であって、使用可能信
号により使用可能にされる前記出力段装置を含むことを
特徴とする前記マルチレベル論理回路。 (5)特許請求の範囲第1項記載によるマルチレペル論
理回路において回路装置は、。 事前充電信号が存在せずかつ評価信号が存在するとき対
応する論理回路装置が評価されるように事前充電信号を
評価信号と組み合わせるアンド・デート装置を含むこと
を特徴とする前記マルチレベル論理回路。 (6)複数個の論理回路装置が論理演算を実行する場合
に、第1複数個の論理回路装置をカスケード配列に接続
する段階と、 擬似論理回路装置が第2複数個の擬似論理回路から複数
個の評価パルスを供給する場合に、第2複数個の擬似論
理回路装置をカスケード配列に接続する段階と、 複数個の論理回路装置および擬似論理回路装置の各素子
に事前充電信号を供給する段階と、複数個の論理回路装
置の各素子を複数個の評価パルスの対応する素子によっ
て評価する段階と、を會むことを特徴とするマルチレベ
ル論理回路を作る方法。 (7)xおよびyをそれぞれデータ入力線ならびにデコ
ード線の数を表わすいずれも正の整数とした、xxyマ
トリックス論理装置と、 xxyマトリックス論理装置に評価パルスを供給するた
めに最悪の場合の配列に接続された1個の論理配列装置
を含む擬似論理装置と、を含むことを特徴とするプログ
ラマデル論理配列。 (8) 特許請求の範囲第7項記載によるプログラマゾ
ル論理配列であって、データ入力リンクの信号によって
デコードされたプログラムとxxyマトリックス装置に
記憶されたプログラムとを表わす出力信号を供給する出
力段装置をさらに含むことを特徴とする前記プログラマ
ブル論理配列。 (9)Nを乗数のビット数の半分に等しい正の整数とし
て、乗数なN個のブース・オペレーション・セットに記
録するブース・レコーダ装置と、Mを正の整数として、
長さMの被乗数被乗数のセットのカスケード配列に接続
される複数N個の部分積セレクタ装置であって、その各
素子がM個のオペレーションの素子に接続されて記録さ
れたブース・オペレーションの組を被乗数の組で実行す
る前記複数N個の部分積セレクタ装置と、複数N個の部
分積セレクタ装置の内容を加算する加算装置であって、
複数N個の部分積セレクタ装置の素子間に置かれる前記
加算装置と、対応する加算装置の出力に接続される入力
回路を持つ複数個の部分積セレクタ装置の対応する素子
を評価する次の評価パルスを発生させる加算回路装置を
持つVミノ装置と、 を含むことを特徴とするディジタル乗算回路。 叫 特許請求の範囲第9項記載にょるディジタル乗算回
路においてドミノ回路装置は、 事前充電信号な供給するクロック装置と、事前充電信号
を評価信号に変換するカスケード配列に接続された部分
積段階装置と、 を宮むことな特徴とする前記ディジタル乗算回路。 0υ 特許請求の範囲第2項記載にょるディジタル乗算
回路においてPミツ回路装置はさらに、複数個の擬似負
荷装置と、 対応する部分積セレクタ装置に接続されているブース・
オペレーション・セットの完了時に複数N個の部分積セ
レクタ装置の各素子に評価パルスを供給するあらかじめ
選択された擬似負荷装置に接続される複数個の加算回路
と、 を含むことを特徴とする前記ディジタル乗算回路。 (12+ 特許請求の範囲第9項記載によるディジタル
乗算回路において加算装置は、 第1人力、第2人力、および第6人力を組み合わせる複
数個の全加算回路装置な含むことを特徴とする前記ディ
ジタル乗算回路。 α3) 特許請求の範囲第11項記載によるディジタル
乗算回路において複数個の各加算回路装置は、第1人力
、第2人力、および第6人力な持つ全加算回路装置を含
むことを特徴とする前記ディジタル乗算回路。 圓 特許請求の範囲第9項記載によるディジタル乗算回
路において加算装置は、 あらかじめ選択された第1部分積セレクタ装置からの第
1被乗数セットの出力と、あらかじめ選択された第2部
分積セレクタ装置からの第2被乗数セットの出力と、あ
らかじめ選択された第6部分枝セレクタ装置からの第3
被乗数セットの出力とな加算する第1複数個の全加算回
路装置を含むことを特徴とする前記ディジタル乗算回路
。 0最 特許請求の範囲第一14項記載によるディジタル
乗算回路において加算装置はさらに、第1組の全加算回
路装置の出力なあらかじめ選択された第4部分積セレク
タ装置の第4被乗数セットの出力と組み合わせる第2組
の全加算回路装置を含むことを特徴とする前記ディジタ
ル乗算回路。 tte 特許請求の範囲第10項記載によるディジタル
乗算回路において加算装置はさらに、第2組の全加算回
路装置の出力をあらかじめ選択された第5部分積セレク
タ装置の第5被乗数セットと組み合わせるように接続さ
れた第6組の全加算回路装置を含むことを特徴とする前
記ディジタル乗算回路。 α′7) 特許請求の範囲第16項記載によるディジタ
ル乗算回路において加算装置はさらに、前記第6組の全
加算回路装置なの出力あらかじめ選択された第6部分積
セレクタ装置の第6被乗数セットと組み合わせる第4組
の全加算回路装置な−含むことな特徴とする前記ディジ
タル乗算回路。 QgIW許請求の範囲第9項記載によるディジタル乗算
回路であってさらに、 複数個の部分積セレクタ装置および加算装置の出力を記
憶する中間の1組のレジスタを含むことを特徴とする前
記ディジタル乗算回路。 (I9) 特許請求の範囲第18項記載によるディジタ
ル乗算回路であってさらに、 被乗数と乗数との積を得るために中間レジスタ装置の出
力を選択的に組み合わせる第2加算回路装置を含むこと
を特徴とする前記ディジタル乗算回路。 (20) 特許請求の範囲第19項記載によるディジタ
ル乗算回路であってさらに、 乗数と被乗数との積を記憶する複数個の記憶レジスタ装
置な含むことを特徴とする前記ディジタル乗算回路。 (211Nk乗数のビット数の半分に等しい正の整数と
して、乗数をN個のブース・オペレーション・セットに
デコードする段階と、 カスケード配列に接続された複数N個の部分積セレクタ
装置によってデコー−されたブース・オペレーション・
セットを被乗数で実行する段階であって、複数N個の部
分積セレクタ装置の各素子はN個のオペレーション・セ
ットの素子を受けるように接続される前記実行段階と、 複数N個の部分積セレクタ装置の内容を複数N個の部分
積レジスタの素子間に置かれる加算装置の内容と加算す
る段階と、 対応する加算装置の出力に接続される入力回路を持つ複
数個の部分積セレクタ装置の素子を評価する次の評価パ
ルスを発生させる段階と、を含むことを特徴とするディ
ジタル乗算を実行する方法。 (2、特許請求の範囲第21項記載による方法において
次の評価パルスな発生させる段階は、事前充電信号を供
給する段階と、 事前充電信号な評価信号に変換する段階と、を含むこと
を特徴とする前記方法。
[Claims] [11Nfk as a positive integer, a first plurality of N logic circuit devices connected in a cascade V array and performing logical operations; MIf: as a positive integer, connected in a cascade P array; a second plurality N connected to provide a plurality M evaluation pulses;
a clock circuit device for supplying a precharge signal to the plurality of logic circuit devices and each element of the pseudo logic circuit device; and a plurality of evaluation pulses for each element of the plurality of logic circuit devices. A multilevel logic circuit comprising: a circuit device that evaluates by corresponding elements; and a multilevel logic circuit. (2) A multilevel logic circuit according to claim 1, characterized in that it includes a programmable logic arrangement. (3) In the multilevel logic circuit according to claim 2, the programmable logic array includes X and y
an xxy matrix logic device, each representing the number of data input lines and decoder V lines, each a positive integer, and one logic unit connected in the worst case to provide usable pulses to the xxy matrix logic device The multi-level logic circuit, characterized in that it includes: a pseudo-logic i-location including an array device; (4) In the multilevel logic circuit according to claim 6, the programmable logic array further comprises an output providing an output signal representing the program decoded by the signal on the data input line and the program stored in the XX7 matrix. The multilevel logic circuit characterized in that the multilevel logic circuit includes a stage device, the output stage device being enabled by an enable signal. (5) In the multilevel logic circuit according to claim 1, the circuit device includes: The multilevel logic circuit characterized in that it includes an and-date device for combining the precharge signal with the evaluation signal such that when the precharge signal is absent and the evaluation signal is present, the corresponding logic circuit device is evaluated. (6) When the plurality of logic circuit devices execute a logical operation, connecting the first plurality of logic circuit devices in a cascade arrangement; and the step of connecting the plurality of pseudo logic circuit devices from the second plurality of pseudo logic circuits connecting a second plurality of pseudo-logic circuit devices in a cascade arrangement when providing a plurality of evaluation pulses; and supplying a precharge signal to each element of the plurality of logic circuit devices and the pseudo-logic circuit device. and evaluating each element of a plurality of logic circuit devices by corresponding elements of a plurality of evaluation pulses. (7) an xxy matrix logic device, where x and y are both positive integers representing the number of data input lines and decode lines, respectively; and a worst-case arrangement for providing evaluation pulses to the xxy matrix logic device. a pseudo logic device including one connected logic array device. (8) A programmer-sol logic arrangement according to claim 7, which output stage device provides output signals representing the program decoded by the signals of the data input link and the program stored in the xxy matrix device. The programmable logic array further comprising: (9) A Booth recorder device for recording a multiplier N Booth operation set, where N is a positive integer equal to half the number of bits of the multiplier, and M is a positive integer;
a plurality of N partial product selector devices connected in a cascade arrangement of multiplicand sets of length M, each element of which is connected to an element of M operations to record a set of Booth operations; An addition device that adds the contents of the plurality of N partial product selector devices and the plurality of N partial product selector devices that are executed on a set of multiplicands,
The following evaluation evaluates the corresponding elements of a plurality of partial product selector devices having the adder placed between the elements of a plurality of N partial product selector devices and an input circuit connected to the output of the corresponding adder. A digital multiplier circuit comprising: a V mino device having an adder circuit device for generating pulses; In the digital multiplication circuit according to claim 9, the domino circuit device comprises: a clock device for supplying a precharge signal; a partial product stage device connected in a cascade arrangement for converting the precharge signal into an evaluation signal; , The digital multiplication circuit has the following characteristics. 0υ In the digital multiplication circuit according to claim 2, the Pmitsu circuit device further comprises a plurality of pseudo load devices and a booth connected to the corresponding partial product selector device.
a plurality of summing circuits connected to preselected pseudo load devices that provide evaluation pulses to each element of a plurality of N partial product selector devices upon completion of a set of operations; Multiplication circuit. (12+) In the digital multiplication circuit according to claim 9, the addition device includes a plurality of full addition circuit devices that combine the first human power, the second human power, and the sixth human power. Circuit. α3) In the digital multiplication circuit according to claim 11, each of the plurality of adder circuit devices includes a full adder circuit device having a first power, a second power, and a sixth power. The digital multiplication circuit. In the digital multiplier circuit according to claim 9, the addition device includes an output of the first multiplicand set from the preselected first partial product selector device and an output of the first multiplicand set from the preselected second partial product selector device. the output of the second set of multiplicands and the third
The digital multiplier circuit comprising a first plurality of full adder circuit devices for summing the outputs of a set of multiplicands. In the digital multiplier circuit according to claim 14, the adder further comprises an output of a fourth set of multiplicands of a fourth partial product selector device selected in advance, which is an output of the first set of full adder circuit devices. The digital multiplication circuit characterized in that it includes a second set of full adder circuit devices to be combined. tte In the digital multiplier circuit according to claim 10, the adder device is further connected to combine the output of the second set of full adder circuit devices with a fifth multiplicand set of a preselected fifth partial product selector device. The digital multiplication circuit, characterized in that it includes a sixth set of full adder circuit devices. α'7) In the digital multiplier circuit according to claim 16, the adder device further combines the outputs of the sixth set of full adder circuit devices with a sixth set of multiplicands of a preselected sixth partial product selector device. A fourth set of full adder circuit devices. QgIW A digital multiplication circuit according to claim 9, further comprising an intermediate set of registers for storing outputs of a plurality of partial product selector devices and an adder device. . (I9) A digital multiplication circuit according to claim 18, further comprising a second addition circuit device that selectively combines the outputs of the intermediate register device to obtain the product of the multiplicand and the multiplier. The digital multiplication circuit. (20) The digital multiplication circuit according to claim 19, further comprising: a plurality of storage register devices for storing the product of a multiplier and a multiplicand. (211) decoding the multiplier into a set of N Booth operations as a positive integer equal to half the number of bits of the Nk multiplier; Booth operation
executing a set on a multiplicand, wherein each element of a plurality of N partial product selector devices is connected to receive an element of a set of N operations; and a plurality of N partial product selectors. adding the contents of the device with the contents of a summing device placed between the elements of a plurality of N partial product registers; and a plurality of elements of a partial product selector device having an input circuit connected to the output of the corresponding summing device. A method for performing digital multiplication, comprising: generating a next evaluation pulse for evaluating. (2. In the method according to claim 21, the step of generating the next evaluation pulse includes the steps of supplying a precharge signal and converting the precharge signal into an evaluation signal. The said method.
JP59164719A 1983-08-05 1984-08-06 Multilevel logic circuit Granted JPS60105042A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0520030A (en) * 1990-05-31 1993-01-29 Samsung Electron Co Ltd Parallel multiplier using jump array and correction type wallace tree

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58153571A (en) * 1982-03-09 1983-09-12 三菱化工機株式会社 Apparatus for diffusing precipitated sludge
JPS6045842A (en) * 1983-08-23 1985-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Multiplier circuit

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