JPS60179840A - 加算器 - Google Patents
加算器Info
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- JPS60179840A JPS60179840A JP60021579A JP2157985A JPS60179840A JP S60179840 A JPS60179840 A JP S60179840A JP 60021579 A JP60021579 A JP 60021579A JP 2157985 A JP2157985 A JP 2157985A JP S60179840 A JPS60179840 A JP S60179840A
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- G06F7/50—Adding; Subtracting
- G06F7/505—Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination
- G06F7/5055—Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination in which one operand is a constant, i.e. incrementers or decrementers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(究明の属する技術分野)
本発明は、化ノリシック集積回路について条件性は桁−
ヒげ加算、増分および優先符号化のような計算を実行す
る加算器に関し、特に、比較的複雑でない集積回路に使
用(−で最適で、各引算を実行するのに必要な論理ステ
ージの数が、計算を実行するビット故の底か2の対数(
Iog2)fX:とったものに比例1−るように、バイ
ナリ・トリーを使用して計算を行1よう加算器に関する
。
ヒげ加算、増分および優先符号化のような計算を実行す
る加算器に関し、特に、比較的複雑でない集積回路に使
用(−で最適で、各引算を実行するのに必要な論理ステ
ージの数が、計算を実行するビット故の底か2の対数(
Iog2)fX:とったものに比例1−るように、バイ
ナリ・トリーを使用して計算を行1よう加算器に関する
。
(従来反相)
最適1工大規模集積回v&(LSI)を設計するには製
造を容易にするためチップなできる限り簡単化し、回路
の計算速度を最大にする必要がある。
造を容易にするためチップなできる限り簡単化し、回路
の計算速度を最大にする必要がある。
第8図は従来のリップル加算器セルを示すブロック図で
ある。A(i)とB(i)は加算すべき2つのオペラン
ド(演算数)の個々の1ステージのビットである。Ci
、(i)は前ステージの加算器セルからのキャリ・イン
信号であり、C,ut(i)は現在のセルからのキャリ
・アウト信号であつ、5urn(IIは現在のセルでの
相信号である。あるセルのキャリ・アウト信号は次のセ
ルのキャリ・イン信号である。」−が論理和、*が論理
積、Xo)tか排他的論哩相であるプール論理代数を利
用して、次のように表わすことができる。
ある。A(i)とB(i)は加算すべき2つのオペラン
ド(演算数)の個々の1ステージのビットである。Ci
、(i)は前ステージの加算器セルからのキャリ・イン
信号であり、C,ut(i)は現在のセルからのキャリ
・アウト信号であつ、5urn(IIは現在のセルでの
相信号である。あるセルのキャリ・アウト信号は次のセ
ルのキャリ・イン信号である。」−が論理和、*が論理
積、Xo)tか排他的論哩相であるプール論理代数を利
用して、次のように表わすことができる。
Sum(+i二(A(+l X ORB(+)) X
(J RC1n(+1Cout(’)” ((A(1)
+B(i)) ?自n(i)) +(A(i)*B(i
))第9図は、2つの2進数を加算するために、第8図
に示す任意の数のリップル加算器セルを直列に接続する
ことによってどのようにしてリップル全加算器を作るこ
とができるのかを示すものである。これはすべてのリッ
プル−セルI Txいしnについて、Coutmk c
an (r + ’t )に接続することによって実行
することができろ。なお、lは2進加算の最下位ビット
であり、nは最上位ビットである。
(J RC1n(+1Cout(’)” ((A(1)
+B(i)) ?自n(i)) +(A(i)*B(i
))第9図は、2つの2進数を加算するために、第8図
に示す任意の数のリップル加算器セルを直列に接続する
ことによってどのようにしてリップル全加算器を作るこ
とができるのかを示すものである。これはすべてのリッ
プル−セルI Txいしnについて、Coutmk c
an (r + ’t )に接続することによって実行
することができろ。なお、lは2進加算の最下位ビット
であり、nは最上位ビットである。
すべてのリップル加算器セルは全く同一であるので、リ
ソグル加算器はチップを複雑にすることなく大規模集積
回路以上に作ることができる。計算を実行するのに必安
な論理ステージの数は、しかし、ピッド数に直接比例す
る。又、S リップル加算器の各セルが加算の一輪理段
階を実行し、各セル内部での計算はすべての前ステージ
のセルの出力が決定されるまで実行することができない
。
ソグル加算器はチップを複雑にすることなく大規模集積
回路以上に作ることができる。計算を実行するのに必安
な論理ステージの数は、しかし、ピッド数に直接比例す
る。又、S リップル加算器の各セルが加算の一輪理段
階を実行し、各セル内部での計算はすべての前ステージ
のセルの出力が決定されるまで実行することができない
。
したがって、リップル加算器が比較的低速となる。
その他の従来方式は、加算やそのような技術を桁上げ先
見方式やその他の条件付き桁上げ技術を用いることによ
り計算の速度を上げている。例えば、各計算を実行する
のに必要な論理ステージ数は、計算を実行すべきビット
数の対数(底は2)に比例する。しかし1よかも、各計
算を実行するのに必要な= telステージの数が、計
算を実行すべきビット数の対数(底が2)をとったもの
に比例し、且つ回路が複雑とならない回路の製造を可能
とする従来技術はなかった。
見方式やその他の条件付き桁上げ技術を用いることによ
り計算の速度を上げている。例えば、各計算を実行する
のに必要な論理ステージ数は、計算を実行すべきビット
数の対数(底は2)に比例する。しかし1よかも、各計
算を実行するのに必要な= telステージの数が、計
算を実行すべきビット数の対数(底が2)をとったもの
に比例し、且つ回路が複雑とならない回路の製造を可能
とする従来技術はなかった。
(発明の目的)
本発明は猶埋ステージの数か少なく且つ回路が簡単7j
加算回路を提供することを目的とする。
加算回路を提供することを目的とする。
(発明の構成)
本発明によれば、谷計算を実行するのに必要な論理ステ
ージの数が計算を実行すべきビット数の対数CIM、か
2)をとった呟に比例する桁上げ伝播加算等の計算を実
行する辷めのLSIに適した回路が提供される。この回
路は限られた故のセル処分けることができ、それによっ
て複雑さを最小限にとどめて設計と製造ン答易とする。
ージの数が計算を実行すべきビット数の対数CIM、か
2)をとった呟に比例する桁上げ伝播加算等の計算を実
行する辷めのLSIに適した回路が提供される。この回
路は限られた故のセル処分けることができ、それによっ
て複雑さを最小限にとどめて設計と製造ン答易とする。
各セルはオペランドからビットを受け入れる手段と、中
間のバイナリ・トリー1直を受け入れる手段を有する。
間のバイナリ・トリー1直を受け入れる手段を有する。
セルは入力情報ぞ組合ノっせ、次のセルのために演算結
果と中間バイナリ・トリー1直を生ずる。
果と中間バイナリ・トリー1直を生ずる。
(実施例〉
第1図、第2図は本発明の加算器の一実施例による全加
算器の一部、を示し、第3図に第1、第2図の組立図2
示す。この全加算器のセル100は1組の入力ワイヤ1
15と1組の出力ワイヤ125を有し、入力ワイヤはA
O,、A1% BOlBt、co、ct、 DO,Di
、 Eo、El、 F’0. Fl、<;o、 Gtが
付され、出力ワイヤもAol 1kl、BO1+31.
co。
算器の一部、を示し、第3図に第1、第2図の組立図2
示す。この全加算器のセル100は1組の入力ワイヤ1
15と1組の出力ワイヤ125を有し、入力ワイヤはA
O,、A1% BOlBt、co、ct、 DO,Di
、 Eo、El、 F’0. Fl、<;o、 Gtが
付され、出力ワイヤもAol 1kl、BO1+31.
co。
CI、Do、DI、 60. gt、 Fo、 F’l
、GOlGlが付されている。各ワイヤxo−Gtは中
+1Jを省略して描しており、入力ワイヤ40.AIは
入力ワイヤ115と論理ボックス175とを接続してい
る。
、GOlGlが付されている。各ワイヤxo−Gtは中
+1Jを省略して描しており、入力ワイヤ40.AIは
入力ワイヤ115と論理ボックス175とを接続してい
る。
又、BO〜(jlは、人力ワイヤ115と出力ワイヤ1
25とを接続]−でいる。他のセルについても同様であ
る。入力ワイヤ115と出力ワイヤ125は中間バイ°
ナリ・トIJ−11iを伝達する。中間バイナリ・トリ
ー匝とは、バイナリ・トリー匝計算を行なうのに使用す
ることができる各セルの間で伝達されるデータである。
25とを接続]−でいる。他のセルについても同様であ
る。入力ワイヤ115と出力ワイヤ125は中間バイ°
ナリ・トIJ−11iを伝達する。中間バイナリ・トリ
ー匝とは、バイナリ・トリー匝計算を行なうのに使用す
ることができる各セルの間で伝達されるデータである。
バイナリ・トリー計算は、各計算を行γヨうのに必要な
論理ステージの数が、計算を行なうピッ′ト数(この場
合は各加数におり゛るビットの数)のlog 2をとっ
たものに比例するようにトリー形式で行われる計算であ
る。
論理ステージの数が、計算を行なうピッ′ト数(この場
合は各加数におり゛るビットの数)のlog 2をとっ
たものに比例するようにトリー形式で行われる計算であ
る。
セル100がキャリ・イン信号を有するかどうか判定す
るため、入力ワイヤ115はキャリ・イン論理ボックス
130によって使用される。3次(基数2)の加数ビッ
トを加えるリップル加算器セルがキャリ・イン信号を有
するとき、1次の2つの加数ビットを加えるセルはキセ
リ・イン信号を有する。同様に、j次の2つの加数ビッ
トを加えるセルは、j次の加数ビットを加えるリップル
加算器セルがキャリ・アウト信号を有するときキャリ・
アウト信号を有する。
るため、入力ワイヤ115はキャリ・イン論理ボックス
130によって使用される。3次(基数2)の加数ビッ
トを加えるリップル加算器セルがキャリ・イン信号を有
するとき、1次の2つの加数ビットを加えるセルはキセ
リ・イン信号を有する。同様に、j次の2つの加数ビッ
トを加えるセルは、j次の加数ビットを加えるリップル
加算器セルがキャリ・アウト信号を有するときキャリ・
アウト信号を有する。
出力ワイヤ125についてのIiを判定するために、入
力ワイヤ115もセルlOOによって使用される。
力ワイヤ115もセルlOOによって使用される。
次に、出力ワイヤ125が1組の入力ワイヤ215とし
てセル200のために1吏用される。セル100のキャ
リ・イン直はキャリ・イン論理ボックス130の出力1
31に現われる。
てセル200のために1吏用される。セル100のキャ
リ・イン直はキャリ・イン論理ボックス130の出力1
31に現われる。
各セルは全加算を行なう。例えば、セル100は記号人
が付された加算ビット116とBが付された加算ビット
117について全加算を行7jう。相101は、加算ビ
ット116と加算ビットl17を排他的論理和ゲー)
110の人力に結合することによって決定される。次に
ゲート110の出力は排他的論理和ゲート120に結合
される。やはりゲー) 120の入力に結合されている
のは論理ボックス130り出力131である。ゲート1
20の出力は相101である。
が付された加算ビット116とBが付された加算ビット
117について全加算を行7jう。相101は、加算ビ
ット116と加算ビットl17を排他的論理和ゲー)
110の人力に結合することによって決定される。次に
ゲート110の出力は排他的論理和ゲート120に結合
される。やはりゲー) 120の入力に結合されている
のは論理ボックス130り出力131である。ゲート1
20の出力は相101である。
プール論理式
%式%
を使用づ−る。上式に8いて、Sumは相tot、Aは
加算ビット116、Bは加算ビット117、Cはキャリ
・イン論理ボックス130の出力すなわち131′での
キャリ・イン1直である。
加算ビット116、Bは加算ビット117、Cはキャリ
・イン論理ボックス130の出力すなわち131′での
キャリ・イン1直である。
加讃−器は、AO,At、 BO,Bl、CO,CI、
・・・、Go、G1の付されたワイヤを使用して先見桁
−ヒげ(キャリルックアヘッド)を実行する。これがど
のように行われるのかは後述する。
・・・、Go、G1の付されたワイヤを使用して先見桁
−ヒげ(キャリルックアヘッド)を実行する。これがど
のように行われるのかは後述する。
中間バイナリ・トリー値を計算する先見桁上げ論理は以
下のような回路によって具体化される。
下のような回路によって具体化される。
第1図のセル、tooVCgいて、加算ビットl16と
加算ビット117はA 、N Dゲート150およびO
Rゲート140に入力される。ANDゲート150とO
Rゲート140はバイナリ・トリー論理・ボックス17
5に入力される。論理ボックス175には、AOと付さ
れた入力ワイヤ118およびN1と付された入力ワイヤ
119と結合する。この結合を実現するために2つのレ
ベルが使用される。ANDゲート180.190は第1
のレベルを形成し、0)tゲート170.160は第2
のレベルを形成する。
加算ビット117はA 、N Dゲート150およびO
Rゲート140に入力される。ANDゲート150とO
Rゲート140はバイナリ・トリー論理・ボックス17
5に入力される。論理ボックス175には、AOと付さ
れた入力ワイヤ118およびN1と付された入力ワイヤ
119と結合する。この結合を実現するために2つのレ
ベルが使用される。ANDゲート180.190は第1
のレベルを形成し、0)tゲート170.160は第2
のレベルを形成する。
論理ボックス175は出力ワイヤ176.177を有す
る。出力ワイヤ176.177は出力ワイヤ125と組
になっており、それぞれAO,AIを付されている。
る。出力ワイヤ176.177は出力ワイヤ125と組
になっており、それぞれAO,AIを付されている。
プール論理
AO(ouり二(A* B )+ ((A+B) *A
O(in) ) ・−II)AI (out) ” (
、A*、B )+((A−+B) *A1(in))
・(2+を使用する。上式において、Aは加算ピッl−
116、Bは加算ビット117、A O(in) は入
力ワイヤ119AOは(out)は出力ワイヤ176、
A l (out)は出力ワイヤ177である。
O(in) ) ・−II)AI (out) ” (
、A*、B )+((A−+B) *A1(in))
・(2+を使用する。上式において、Aは加算ピッl−
116、Bは加算ビット117、A O(in) は入
力ワイヤ119AOは(out)は出力ワイヤ176、
A l (out)は出力ワイヤ177である。
第1図のセル200においては、AOはセル100内に
桁上げが発生したかどうかを示し、AIは桁上げがセル
100を通じて伝播することができたかどうかを示す。
桁上げが発生したかどうかを示し、AIは桁上げがセル
100を通じて伝播することができたかどうかを示す。
セル300において、AOはセル200内に桁上げが発
生したかどうかを示し、A1は桁上げがセル200を通
じて伝播することができたかどうかを示し、BOはセル
100内に桁−ヒげが発生したかどうかを示し、Blは
桁上げがセル100を通して伝播1−ることができたか
どうかを示す。第2図のセル400において、NOは連
続するセル200と300に佑−ヒげが発生したかどう
かを指示し、Atは連続するセル200と300を通し
て桁上げを伝播することができたかどうかな示し、BO
はセルlOO内に桁上げが発生したかどうかを示し、・
Blはセル100を通して桁上げを伝播することができ
たかどうかを示す。
生したかどうかを示し、A1は桁上げがセル200を通
じて伝播することができたかどうかを示し、BOはセル
100内に桁−ヒげが発生したかどうかを示し、Blは
桁上げがセル100を通して伝播1−ることができたか
どうかを示す。第2図のセル400において、NOは連
続するセル200と300に佑−ヒげが発生したかどう
かを指示し、Atは連続するセル200と300を通し
て桁上げを伝播することができたかどうかな示し、BO
はセルlOO内に桁上げが発生したかどうかを示し、・
Blはセル100を通して桁上げを伝播することができ
たかどうかを示す。
ラインAO,At、・・・・・・、GO,Glの1#報
が各セル内の同一の論理ボックス(例えば第1図のセル
100内の論理ボックス130)によって利用されてそ
のセルにキャリ・イン信号が存在するかどうかを判定す
る。第5図と第6図は論理ボックス130の第1.第2
実施例を表わす回路図である。
が各セル内の同一の論理ボックス(例えば第1図のセル
100内の論理ボックス130)によって利用されてそ
のセルにキャリ・イン信号が存在するかどうかを判定す
る。第5図と第6図は論理ボックス130の第1.第2
実施例を表わす回路図である。
記号AO1AI、BOlBl、CO%C1、Do、 D
i、EO。
i、EO。
gt%FO1Fl、00%G1が付された入力について
は、セルの各々の入力にあって第3図、第4図および第
4 、A −D図内で同一記号が付されたワイヤを参照
のこと。論理は第3図の8ビツト全加算器内の各セルに
ついて同一である。
は、セルの各々の入力にあって第3図、第4図および第
4 、A −D図内で同一記号が付されたワイヤを参照
のこと。論理は第3図の8ビツト全加算器内の各セルに
ついて同一である。
第5図に具体化されている論理回路のプール関数は次の
とおりである。
とおりである。
CIn (1) = A O
+(戊i*Bo)
+(kl*Bl*CO)
+(At*、Bt*Ct*DO)
+(At*Bi*Ct*Di*EO)
+(At*BL*cl*D1*El*Fo)+(Al*
Bl*c’l*Dl*gl*Fl*GO)+(At*B
i*Ct*Dt*E1*F’t*G l * C1na
dder ) キャリ発生人力AO,・−・・・・、GOは論理0に回
路によって初期設定される。キャリ伝播入力AI、・・
・・・・、Glは論理lに初期設定される。どのセルに
ついても、入力の対AOとAlは最高次の先のセル内に
キャリ発生またはキャリ伝播があったかどうかを指示す
る。入力対BOとBlは次に最も高次の先のセル内にキ
ャリ発生またはキャリ伝播があったかどうかン指示する
。以下、対GOとGlまで同様である。人力AOによっ
て表わされるセル内にキャリ発生があると、C1n(i
)は論理lである。80によって表わされるセル内にキ
ャリ発生があり、A1によって表わされるセル内にキャ
リ伝播があると、C+n(i)は論理1である。COに
よって表わされるセル内にキャリ発生があり、AIによ
りて表わされるセルとBlによって表わされるセル内に
キャリ伝播があると、C+n(i)は論理1である。以
下、セルDoないしCO4で同様である。加算器にキャ
リ・イン信号(C1nadder )があると、At、
・・・・・・、Glがすべて論理lにあった場合、CL
lll(i)は論理lとなる。これは、At、・・・・
・・、G1によって表わされるセルの先の全部のセルま
たはグループがキャリ伝播を行なうことを意味している
。
Bl*c’l*Dl*gl*Fl*GO)+(At*B
i*Ct*Dt*E1*F’t*G l * C1na
dder ) キャリ発生人力AO,・−・・・・、GOは論理0に回
路によって初期設定される。キャリ伝播入力AI、・・
・・・・、Glは論理lに初期設定される。どのセルに
ついても、入力の対AOとAlは最高次の先のセル内に
キャリ発生またはキャリ伝播があったかどうかを指示す
る。入力対BOとBlは次に最も高次の先のセル内にキ
ャリ発生またはキャリ伝播があったかどうかン指示する
。以下、対GOとGlまで同様である。人力AOによっ
て表わされるセル内にキャリ発生があると、C1n(i
)は論理lである。80によって表わされるセル内にキ
ャリ発生があり、A1によって表わされるセル内にキャ
リ伝播があると、C+n(i)は論理1である。COに
よって表わされるセル内にキャリ発生があり、AIによ
りて表わされるセルとBlによって表わされるセル内に
キャリ伝播があると、C+n(i)は論理1である。以
下、セルDoないしCO4で同様である。加算器にキャ
リ・イン信号(C1nadder )があると、At、
・・・・・・、Glがすべて論理lにあった場合、CL
lll(i)は論理lとなる。これは、At、・・・・
・・、G1によって表わされるセルの先の全部のセルま
たはグループがキャリ伝播を行なうことを意味している
。
第3図の本発明の実施例は8ビツトの全加算器を作るた
めに4個の型のセルだけを必要とするだけである。第3
人図りフセル901は第3図のセル100゜セル300
、セル500.セルフ00と同一である。第3A図のセ
ル902は第1.2図のセル200、セル600と同一
である。g3A図のセル903は第2図のセル400と
同一である。第3A図のセル904は第2図のセル80
0と同一である。
めに4個の型のセルだけを必要とするだけである。第3
人図りフセル901は第3図のセル100゜セル300
、セル500.セルフ00と同一である。第3A図のセ
ル902は第1.2図のセル200、セル600と同一
である。g3A図のセル903は第2図のセル400と
同一である。第3A図のセル904は第2図のセル80
0と同一である。
各セル形式内の差異は極めて小さい。例えば、セル20
0がセルlOOと異なる点は、セル200のバイナリ・
トリー論理ボックス275がセルlOOの対応1−る論
理ボックス175とは異なる入力を有し、1組の出力ラ
イン225がセル100の対応する出力ライン125と
異なるように決定されることだけである。
0がセルlOOと異なる点は、セル200のバイナリ・
トリー論理ボックス275がセルlOOの対応1−る論
理ボックス175とは異なる入力を有し、1組の出力ラ
イン225がセル100の対応する出力ライン125と
異なるように決定されることだけである。
もう1つのセル形式、つまり第3A図のセル905を加
えるだけで16ビツト全加算器を作ることができる。第
4A、4B、4C14D図は本発明の加算器の他の実施
例を示す16ビツト全加算器の回路図で、第4図は第4
A、4B、4C,4D図の組立図である。
えるだけで16ビツト全加算器を作ることができる。第
4A、4B、4C14D図は本発明の加算器の他の実施
例を示す16ビツト全加算器の回路図で、第4図は第4
A、4B、4C,4D図の組立図である。
ワイヤの多くは余分であるように見える。例えば、第2
図のセル400においては、セル400にキャリ・イン
信号があるかどうかを計算するのに必要1ヨリハ、’7
11’AO,At1 t30.Blだけである。しかし
、キャリ・イン論理ボックス430によって実行される
計算にワイヤco、ctないしGOlGtが含まれてい
る。各セルの間の類似性を最大限に高めるためにワイヤ
がこのように余分にあるのであり、これによってチップ
構造が非常に簡単となる。
図のセル400においては、セル400にキャリ・イン
信号があるかどうかを計算するのに必要1ヨリハ、’7
11’AO,At1 t30.Blだけである。しかし
、キャリ・イン論理ボックス430によって実行される
計算にワイヤco、ctないしGOlGtが含まれてい
る。各セルの間の類似性を最大限に高めるためにワイヤ
がこのように余分にあるのであり、これによってチップ
構造が非常に簡単となる。
第7図において、本発明はインクリメンタのセルの内部
で具体化されて示されている。各セルにはいるワイヤ、
例えばセル1ooo内のワイヤAl。
で具体化されて示されている。各セルにはいるワイヤ、
例えばセル1ooo内のワイヤAl。
B1、Ct%[)l、 El、は1組のANDゲート、
例えばセル1000内のゲート1001とゲート100
2%を通して結合される。セル1000は中間バイナリ
・トリー呟を計算する働きをし、この場合はキャリ・イ
ンが例えばセル1000の入力1003に伝播されたか
どうかを判定するために使用される。例えばセル100
0のゲート1004である排他的論理和ゲートは、例え
ばセル1000に対応するオペランド・ピッ) 100
5であるセルに対応するオペランド・ビットをゲート1
002の出力とともに入力する。排他的論理和ゲート1
004は演算機能、この場合はインクリメント機能、を
実行するための手段として働く。この実施例も構造を簡
単にするために限られたセル形式を有する。
例えばセル1000内のゲート1001とゲート100
2%を通して結合される。セル1000は中間バイナリ
・トリー呟を計算する働きをし、この場合はキャリ・イ
ンが例えばセル1000の入力1003に伝播されたか
どうかを判定するために使用される。例えばセル100
0のゲート1004である排他的論理和ゲートは、例え
ばセル1000に対応するオペランド・ピッ) 100
5であるセルに対応するオペランド・ビットをゲート1
002の出力とともに入力する。排他的論理和ゲート1
004は演算機能、この場合はインクリメント機能、を
実行するための手段として働く。この実施例も構造を簡
単にするために限られたセル形式を有する。
加算器は先見桁上げを以下のように実行する。
記号AO,AI、 30%81.C0%C1、・曲・、
Go。
Go。
G1が付されたワイヤ対は各セルに出入りしている。ワ
イヤAO1A1.・・・・・・、Go、Glは桁上げが
発生したか、あるいはゼロ、l、またはツレ以上の先の
セルを通って桁上げが伝播したかど5かを示す。11固
のセルは、そのセルがキャリーイン信号を有するかどう
かに無関係にキャリ・アウト信号を有したとき桁−ヒげ
信号を発生する。11固のセルは、そのセルが少なくと
もキャリ・イン信号を有した場合にキャリ・アウト信号
な有するときに桁上げ信号を伝播する。最下位のセルが
キャリ・インを有するかどうかに無関係に、最上位のセ
ルかキャリ・アウト信号を有したとき複数の連続したセ
ルが桁上げ信号を発生する。同様に、少なくとも最下位
のセルがキャリ・イン信号を有した場合、最上位のセル
がキャリ・アウト信号を有するとき複数の連続したセル
が桁−ヒげ信号を伝播する。
イヤAO1A1.・・・・・・、Go、Glは桁上げが
発生したか、あるいはゼロ、l、またはツレ以上の先の
セルを通って桁上げが伝播したかど5かを示す。11固
のセルは、そのセルがキャリーイン信号を有するかどう
かに無関係にキャリ・アウト信号を有したとき桁−ヒげ
信号を発生する。11固のセルは、そのセルが少なくと
もキャリ・イン信号を有した場合にキャリ・アウト信号
な有するときに桁上げ信号を伝播する。最下位のセルが
キャリ・インを有するかどうかに無関係に、最上位のセ
ルかキャリ・アウト信号を有したとき複数の連続したセ
ルが桁上げ信号を発生する。同様に、少なくとも最下位
のセルがキャリ・イン信号を有した場合、最上位のセル
がキャリ・アウト信号を有するとき複数の連続したセル
が桁−ヒげ信号を伝播する。
さらに具体同に説明すると、2つのオペランドのj次の
ビットを加えるl貼のセルは、j次のビットの両方が論
理l、つまり Cgj二AJ * Bj ・・・・・・・・・(3)で
あると桁上げを発生する。上式において、Cgjはセル
jでの桁上げ発生、Ajは加数の一方のj次のビット、
Bjは他方の加数のj次のビットであも2つの加数のj
次のビットを加える1個のセルは、j次のビット加数の
いずれかが論理l、つまり Cpj =Aj + 、Bj ・曲曲(4)であると桁
上げを伝播する。上式において、CpjはセルJでの桁
上げ伝播、Ajは加数の一方の」次のビット、Bjは他
方の加数のj次のビットである。
ビットを加えるl貼のセルは、j次のビットの両方が論
理l、つまり Cgj二AJ * Bj ・・・・・・・・・(3)で
あると桁上げを発生する。上式において、Cgjはセル
jでの桁上げ発生、Ajは加数の一方のj次のビット、
Bjは他方の加数のj次のビットであも2つの加数のj
次のビットを加える1個のセルは、j次のビット加数の
いずれかが論理l、つまり Cpj =Aj + 、Bj ・曲曲(4)であると桁
上げを伝播する。上式において、CpjはセルJでの桁
上げ伝播、Ajは加数の一方の」次のビット、Bjは他
方の加数のj次のビットである。
セルが連続している場合、桁上げ発生と桁上げ伝播を複
数のセルについて計算することもできも例えば、j−1
次の加数ビットと3次の加数ビットを加算する2つの互
いに隣接するセルは以下の論理式に従って桁上げを発生
する。
数のセルについて計算することもできも例えば、j−1
次の加数ビットと3次の加数ビットを加算する2つの互
いに隣接するセルは以下の論理式に従って桁上げを発生
する。
Ctrj −1,j = C□+(Cpj ” Cgj
−1) ・・・・・・・・・(5)L式において、Ct
rj−IJ はj−を次と1次の連続するセルについて
の桁上げ発生であり、Cgj−1はj=1次の1 fl
mのセルについての桁−ヒげ発生であり(つまり、Cg
j−にAj−1* Bj−+ )、Cpj−+はJ−1
次のセルについての桁−ヒげ伝播である(つまり、Cp
j−にAj−1+ Bj−+ )。同様に、同じ2つの
セルが次の論理式に従って桁上げを伝播する。
−1) ・・・・・・・・・(5)L式において、Ct
rj−IJ はj−を次と1次の連続するセルについて
の桁上げ発生であり、Cgj−1はj=1次の1 fl
mのセルについての桁−ヒげ発生であり(つまり、Cg
j−にAj−1* Bj−+ )、Cpj−+はJ−1
次のセルについての桁−ヒげ伝播である(つまり、Cp
j−にAj−1+ Bj−+ )。同様に、同じ2つの
セルが次の論理式に従って桁上げを伝播する。
Cpj−IJ = Cgj + (c、、 * c、、
−1) −−(6)桁上げ発生と互いに隣接するセル(
j−2)、(j−1)、jを通じての桁上げ伝播は以下
の論理式によって決定することができる。
−1) −−(6)桁上げ発生と互いに隣接するセル(
j−2)、(j−1)、jを通じての桁上げ伝播は以下
の論理式によって決定することができる。
Cgj−2,j =Cgj + (Cpj ” Cgj
−2,j−1)二Cgj + (Cpj ” (Cpj
−1+(Cpj−1*C□−2))) ・・・・・・・
・イア)Cpj−2J = Cgj+ (Cpj *C
pj−2.j−+ )= Cpj + (C,j* (
Ctrj −1+ (C,j−(*Cpj−2) )
) ・・・・・・・・べ8)論理ボックス175とセル
100,200.300・・・・・・、700内の同様
の論理ボックスを使用して式(3)ないt、(8)の論
理を実行することができる。例えば、式1式% A l (out )に置換し、A O(in) をO
に初期設定し、AI(in)を0に初期設定すると、式
tl)と(2)はC,=A*8 ・・・・・・・・(9
)Cp二A十8 ・・・・・・・・・+101となる。
−2,j−1)二Cgj + (Cpj ” (Cpj
−1+(Cpj−1*C□−2))) ・・・・・・・
・イア)Cpj−2J = Cgj+ (Cpj *C
pj−2.j−+ )= Cpj + (C,j* (
Ctrj −1+ (C,j−(*Cpj−2) )
) ・・・・・・・・べ8)論理ボックス175とセル
100,200.300・・・・・・、700内の同様
の論理ボックスを使用して式(3)ないt、(8)の論
理を実行することができる。例えば、式1式% A l (out )に置換し、A O(in) をO
に初期設定し、AI(in)を0に初期設定すると、式
tl)と(2)はC,=A*8 ・・・・・・・・(9
)Cp二A十8 ・・・・・・・・・+101となる。
これらはそれぞれ式(3)と(4)と同様である。
弐tl)と(2)において、Cgj−’ JをAO(o
ut)に置換し、Cp j −’ + jをAl(ou
t)に置換し、Cgjを(A*B)に置換し、Cpjを
(A十B)に置換し、Cgj−+をAO(in)を置換
し、CPJ−1をAt(in) に置換すると、式fi
lと(2)は C,j−1,j= Cgj+ (Cpj * Cgj−
1) ・・・・・・・・・圓Cgj−’J ” Cgj
+ (Cpj * Cpj−1) ・・・・・・・・
・dりとなる。これらはそれぞれ式(5)と(6)と同
等であろう論理先見桁上げボックス175のよう1エキ
−r ’)・ルックアヘッド論理ボックスを順次結合す
ることによっても式(7)と(8)を生ずることができ
る。同様に、桁上げ発生と4個かそれ以上のセルを通し
ての桁−ヒげ伝播を決定する論理を生ずることができる
。
ut)に置換し、Cp j −’ + jをAl(ou
t)に置換し、Cgjを(A*B)に置換し、Cpjを
(A十B)に置換し、Cgj−+をAO(in)を置換
し、CPJ−1をAt(in) に置換すると、式fi
lと(2)は C,j−1,j= Cgj+ (Cpj * Cgj−
1) ・・・・・・・・・圓Cgj−’J ” Cgj
+ (Cpj * Cpj−1) ・・・・・・・・
・dりとなる。これらはそれぞれ式(5)と(6)と同
等であろう論理先見桁上げボックス175のよう1エキ
−r ’)・ルックアヘッド論理ボックスを順次結合す
ることによっても式(7)と(8)を生ずることができ
る。同様に、桁上げ発生と4個かそれ以上のセルを通し
ての桁−ヒげ伝播を決定する論理を生ずることができる
。
(発明の効果)
本発明によれば、小数の類似の型のセルを使用している
ので、LSIに使用して最適であり又、高速に演算処理
oT能である。
ので、LSIに使用して最適であり又、高速に演算処理
oT能である。
第1図、第2図は本発明の加算器の第1実施例を示1−
ブロック図。 第3図は、第1図および第2図の組立図。 第3A図は、本発明の加算器の第2実施例を示すブロッ
ク図。 第4A〜4D図は本発明の加算器の第3実施例を示すブ
ロック図。 第4図は第4B〜4D図の組立図。 第5図、第6図は、不発明に使用する論理ボックスの第
1%第2実施例を示すブロック図。 第7図は、本発明、の加算器のインクVメント動作を説
明するtこめのブロック図。 第8図、第9図は、従来の加算器のブロック図。 too、 200.300.400,500.600.
700、soo、901゜902.903.904.9
05:セル、130.175二輪埋ボックス、 115.215:入力ワイヤ、 125.225:出力ワイヤ。 出願人 横筒・ヒユーレット・パッカード株式会社代理
人 弁理士 長 谷 川 次 男 F/G 5
ブロック図。 第3図は、第1図および第2図の組立図。 第3A図は、本発明の加算器の第2実施例を示すブロッ
ク図。 第4A〜4D図は本発明の加算器の第3実施例を示すブ
ロック図。 第4図は第4B〜4D図の組立図。 第5図、第6図は、不発明に使用する論理ボックスの第
1%第2実施例を示すブロック図。 第7図は、本発明、の加算器のインクVメント動作を説
明するtこめのブロック図。 第8図、第9図は、従来の加算器のブロック図。 too、 200.300.400,500.600.
700、soo、901゜902.903.904.9
05:セル、130.175二輪埋ボックス、 115.215:入力ワイヤ、 125.225:出力ワイヤ。 出願人 横筒・ヒユーレット・パッカード株式会社代理
人 弁理士 長 谷 川 次 男 F/G 5
Claims (1)
- オペランドを導入するオペランド人力手段と、前ステー
ジのセルからの第1甲間バイナリ・トリー直ヲ導入する
トリー人力手段と、前記第1中間バイナリ・l−IJ−
1直と前記オペランドとに基ついて、次ステージのセル
に中間バイナリ・トリー1直を導出するトリー出力手段
と、前記第1中間バイナリφトリー1直と前記オペラン
ドとの関係で決まる演奥結果を導出する出力手段とから
成る加算器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/578,162 US4700325A (en) | 1984-02-08 | 1984-02-08 | Binary tree calculations on monolithic integrated circuits |
US578162 | 2000-05-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60179840A true JPS60179840A (ja) | 1985-09-13 |
JPH0552530B2 JPH0552530B2 (ja) | 1993-08-05 |
Family
ID=24311704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60021579A Granted JPS60179840A (ja) | 1984-02-08 | 1985-02-05 | 加算器 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4700325A (ja) |
JP (1) | JPS60179840A (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2604270B1 (fr) * | 1986-09-22 | 1991-10-18 | Jutand Francis | Additionneur binaire comportant un operande fixe, et multiplieur binaire parallele-serie comprenant un tel additionneur |
JPH07120267B2 (ja) * | 1987-03-04 | 1995-12-20 | 日本電信電話株式会社 | カウンタ回路 |
US5047974A (en) * | 1987-11-24 | 1991-09-10 | Harris Corporation | Cell based adder with tree structured carry, inverting logic and balanced loading |
US5619441A (en) * | 1994-10-14 | 1997-04-08 | International Business Machines Corporation | High speed dynamic binary incrementer |
US5539332A (en) * | 1994-10-31 | 1996-07-23 | International Business Machines Corporation | Adder circuits and magnitude comparator |
US5635858A (en) * | 1995-06-07 | 1997-06-03 | International Business Machines, Corporation | Zero-stopping incrementers |
US6542918B1 (en) * | 1996-06-21 | 2003-04-01 | Ramot At Tel Aviv University Ltd. | Prefix sums and an application thereof |
US5877972A (en) * | 1997-01-15 | 1999-03-02 | International Business Machines Corporation | High speed incrementer with array method |
US6539413B1 (en) * | 2000-03-15 | 2003-03-25 | Agere Systems Inc. | Prefix tree adder with efficient sum generation |
US7505822B2 (en) * | 2003-03-18 | 2009-03-17 | University Of Maryland | Optical interconnect structure in a computer system and method of transporting data between processing elements and memory through the optical interconnect structure |
US8370115B2 (en) * | 2007-05-15 | 2013-02-05 | Broadcom Corporation | Systems and methods of improved boolean forms |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4951837A (ja) * | 1972-09-20 | 1974-05-20 | ||
JPS5576442A (en) * | 1978-12-01 | 1980-06-09 | Hitachi Ltd | Binary coded data adder circuit |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US3728532A (en) * | 1972-01-21 | 1973-04-17 | Rca Corp | Carry skip-ahead network |
US3987291A (en) * | 1975-05-01 | 1976-10-19 | International Business Machines Corporation | Parallel digital arithmetic device having a variable number of independent arithmetic zones of variable width and location |
US4052604A (en) * | 1976-01-19 | 1977-10-04 | Hewlett-Packard Company | Binary adder |
US4153939A (en) * | 1976-01-24 | 1979-05-08 | Nippon Electric Co., Ltd. | Incrementer circuit |
JPS5384647A (en) * | 1976-12-30 | 1978-07-26 | Fujitsu Ltd | High-speed adder for binary and decimal |
US4110832A (en) * | 1977-04-28 | 1978-08-29 | International Business Machines Corporation | Carry save adder |
US4157590A (en) * | 1978-01-03 | 1979-06-05 | International Business Machines Corporation | Programmable logic array adder |
US4168530A (en) * | 1978-02-13 | 1979-09-18 | Burroughs Corporation | Multiplication circuit using column compression |
US4348736A (en) * | 1978-10-05 | 1982-09-07 | International Business Machines Corp. | Programmable logic array adder |
DE3035631A1 (de) * | 1980-09-20 | 1982-05-06 | Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg | Binaerer mos-paralleladdierer |
US4425623A (en) * | 1981-07-14 | 1984-01-10 | Rockwell International Corporation | Lookahead carry circuit apparatus |
US4559608A (en) * | 1983-01-21 | 1985-12-17 | Harris Corporation | Arithmetic logic unit |
-
1984
- 1984-02-08 US US06/578,162 patent/US4700325A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-02-05 JP JP60021579A patent/JPS60179840A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4951837A (ja) * | 1972-09-20 | 1974-05-20 | ||
JPS5576442A (en) * | 1978-12-01 | 1980-06-09 | Hitachi Ltd | Binary coded data adder circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0552530B2 (ja) | 1993-08-05 |
US4700325A (en) | 1987-10-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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EXPY | Cancellation because of completion of term |