JPS60205746A - 配列乗算器 - Google Patents

配列乗算器

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JPS60205746A
JPS60205746A JP59062758A JP6275884A JPS60205746A JP S60205746 A JPS60205746 A JP S60205746A JP 59062758 A JP59062758 A JP 59062758A JP 6275884 A JP6275884 A JP 6275884A JP S60205746 A JPS60205746 A JP S60205746A
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multiplier
array
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Noriyuki Ikumi
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、2分割方式の配列乗ヰ器に関するもので、
特に2系統の乗算を同時に行なうことによって演算効率
を高めるために使用されるものである。
〔発明の技術的背景〕
従来、2分割可能な乗算器として、例えば第1図に示す
ようなものが使用きれている。図において、MO〜M3
はそれぞれ、mピッ)Xmビットの乗算器で、これら乗
算器MO〜M3にはそれぞれ、被乗数XI 、 Xl、
 (Xi :上位ビット。
XL:下位ビット)および乗数yH1y、 (YH’上
位ピッ) + YL二下位ビット)力選択的に供給され
る。すなわち、乗算器MOには、被乗数XL+乗数YL
が供給され、下位ピッ)L側の演算(乗算)出力が出力
信号zOとして出力されるとともに、上位ピッ)H側の
出力が加算器AOに供給式れる。上記乗算器Mノには、
被乗数XH+乗数YLが供給され、下位ピッ)L側の演
算出力がセレクタSOを介して上記加算器A17に供給
される。
この加算器AOによる加算出力は、加算器A1に供給さ
れ、ギヤIJ Caが加算器A2に供給される。上記乗
算器Mノの上位ピッ)H側の演算出力は、セレクタS1
を介して上記加算器A2に供給される。上記乗算器M2
には、被乗数xL 、乗数YHが供給され、下位ピッ)
L側の演算出力はセレクタS2を介して上記加算器へ1
に供給される。この加算器AIによる加算出力は出力信
号zlとして出力式れ、キャリCaが加算器A3に供給
芒れる。一方、上記乗算器M2の上位ピッ)H側の演算
出力は、セレクタSlを介して上記加算器A2に供給さ
れる。この加算器A2の加算出力は、上記加算器A3に
供給され、キャリCaが加算器A4に供給される。
上記乗算器M3には、被乗数X81乗数y、が供給され
、下位ピッ)L側の演3$出力は上記加算器A3に供給
される。この加q、器A3による加算出力は出力信号z
2として出力され、キャリC8が加算器A5に供給され
る。一方、上記乗n器M3の上位ビットIIIII0の
演法)、出力は上記加算器A4に供給される。この加算
器A4には、加算数として”0”が供給されておυ、上
記来詩、器M3の出力と上sQ加算器A2のギヤIJ 
Caとに基づく出力か゛加算器A5に供給される。また
、上記加算器A5には加規数として0”が供給されてお
り、上記加算器A4の加算出力と上記加算器A3のギヤ
lJ’caとに基づく出力が出力信号z3として出力さ
れるようになっている。
上記のような構成において、2mビットX2mビットの
乗算を行なう場合には、セレクタSOによって、乗算器
Mノの下位ピッ)L側の出力を選択し、セレクタS1に
よって上記乗算器Mノの上位ビン)H1t!Iの出力を
選択するとともに、乗算器M2の上位ピッ)H側の出力
全選択する。またセレクタS2によって上記乗算器M2
の下位ピッ)L側の出力全選択する。こうすることによ
シ、第2図に示すような2mビットX2mビットの乗算
が行なわれる。
一方、mピッ)Xmビットの2系統の乗算を行なう場合
には、セレクタSO、SlおよびS2によりて、乗算器
Ml、M2の出力を0”に設定し、このO″を加算数と
して加算器AO,klおよびA2に供給する。こうする
ことにヨυ、zlとz2にはr XL−YL Jが、z
3とz2にはr XM−YHJがそれぞれ得られる。
〔背景技術の問題点〕
ところで、上述したような乗算器を構成する場合、以下
に記すよりな独々の問題を生ずる。
まず第1に、配線数が多い。特に、オ硬ランドX 、y
l入力するところ、および乗↓を器MO〜M3の結果を
次段のセレクタSO〜S2、加算器AO−AJに入力す
る際の配線が多くなる。
この順向はビット長が大きくなるに従い顕著となる。
第2に、冗長な回路が多い。例えば各乗j1.器M (
J −M 3には最終相の加昇器が内蔵坏れており、加
31.器AO〜A5の機能と重複している。
また、セレクタSO〜S2も2mビットX2mビットの
演算時には不要である。
第3に、上記第1、第2の理由によpLSI化した場合
にパターン面積が大きくなる。
第4に、動作速度が遅い。これは上述したように、配線
が多い(長い)ことにより配線容量などによる遅延が増
大するためである。
〔発すJの目的〕
この発明は上記のような事情に鑑みてなきれたもので、
その目的とするところは、分割可能であり、パターン面
積が小さく、しかも高速演算が可能な配列乗算器を提供
することである。
〔発明の概要〕
すなわち、この発明においては、上記の目的を達成する
ために、配列乗算器を4つのアレイブロックに分割設定
し、これらアレイブロックに選択的に乗数、被乗数ある
いは不活性値を供給するように構成したもので、被乗数
の上位中ワードと乗数の下位半ワードとの積を取る第1
7レイプロツクと、この第17レイブロツクの被乗数入
力端に配設され、選択制御信号に基づいて上記第1アレ
イグロツクに不活性値あるいは被乗数を選択的に供給す
る第1の選択回路と、被乗数の上位中ワードと乗数の上
位中ワードとの積を取る第27レイブロツクと、被乗数
の下位半ワードと乗数の下位半ワードとのMtk取る第
37レイブロツクと、被乗数の下位半ワードと乗数の上
位中ワードとの積を取る第47レイプロツクと、上記M
3アレイブロックと第4アレイブロック間に配設され、
選択制御信号に基づいて上記第47レイプロツクに不活
性値あるいは被乗数を選択的に供給する第2の選択回路
とを設け、上記選択制御イ目号によυ分割可能に設定し
ている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第3図(a)は、配列乗37゜器の基本セル(フ
ル・アダー)11を示している。
Xj−Yi(あるいはXj)は当セルのビット稙入力、
sl−、は前段のセルの加算出力、C4−1は前段のセ
ルのキャリ出力、C1は当セル11のキャリ出力、Si
は当セル11の加算出力である。
配列乗算器は、上記第3図の基本セル1ノをアレイ状に
配設し、乗3′1.′fr並列的に行なうもので、第3
図(b)に示すように上辺には被乗数X1左辺には乗数
Yが入力される。上記被乗数Xは上下方向、乗数Yは左
右方向にそれぞれアレイ状に並んだ名セルtこビット毎
に供給される。そして、各セルの交点ではXl−Yjと
いうビット積が生成されセルの一方の入力端に与えられ
る。今、上述した配列乗算器の語長が2mビットである
とすると、通常は2mビットX2mビットの乗算が行な
われる。これに対し、mビット×mビットの2系統の入
力が供給されるとする。すなわち、xH−xL (Xi
tは上位n1ビツト、XLは下位mビット)と、Y、 
−y、、 (yHは上位mビット、YLは下位mビット
)が入力されXH−YHとxt、 ’ yLとの2つの
乗算を行なうものとする。
この場合は、Xi −yLとxt、 −yHの乗算結果
を“0″に設定する必要がある。このような演算を実現
するため、配列乗算器を第4図に示すように構成してい
る。すなわち、2mビットX2mビットの配列乗算器t
−4分割設定し、右上のアレイブロック12.でxt、
 −YLの乗算を行ない、左下のプレイブロック12.
でxH−Y、の乗算を行なう。上記XL −YLの上位
ビットが右下のアレイブロック12.の上半分を通過し
てその演算結果がZO、ZJとして出力され、上記XH
パY11の下位ビットが、右下のアレイブロック12.
の下半分全通過してその演算結果が72.Z3として出
力される。この際、双方の乗算が影響を及ぼし合ったり
、未使用の左上のアレイブロック124の乗算出力が他
の領域に流入しないようにするために、左上と右下のア
レイブロック12、.123に選択制御信号BDIVに
よって制御される選択回路13から被乗数Xに“0”を
与える。従って、左上のアレイブロック124の演算結
果は“0”となるので、他のアレイブロックに影#iを
与えることtまない。また、右下のアレイブロック12
.の上下でそれぞれ別の演算を行なっているので、上の
アレイブロックのキャリ出力が下のアレイブロックに流
入しないようにするために、分離制御信号DIVで制御
される分離回路14を設けている。ざらに、右下のアレ
イブロック12.では加31.結果SとキャリCの加算
のみを行なえば良いので、選択制御信号BDIVにより
て制御でれる選択回路15jl(、よりて波乗jfXに
パ0“を与える。
第5図は、上記選択回路13の(1q成例を示しティる
。各ヒツト毎に設けられたアンドゲート16□〜16m
の一方の入力端にはそれぞれ、波乗ij、Xm+1〜X
2mが供給され、他方の入力端にはそれぞれ選択制御信
号BDIVが供給される。
そして、上記アンドゲート16m〜16mの出力が左上
のアレイブロック124に供給される。また、被乗数X
m+1〜X2mが左下のアレイブロック12.に供給さ
れるようになっている。なお、前記選択回路15も同様
な構成である。
第6図は、前記第4図における分離回路14の措成例を
示している。セルアレーの各ビット毎に設けられたアン
ドダート17□〜17 m 〕一方の入力端には、キャ
リ出力CO”’−Cm−1が供給され、他方の入力端に
はそれぞれ、分離制御信号DIVが供給される。上記ア
ンドダート171〜17mの出力Co′、C1′、・・
’ + Cm−2’ r Cm−J’はそれぞれ、右下
のアレイブロック12.の下段に供給される。
上記のような構成において、前記第4図の回路の動作を
説明する。選択制御信号面バおよびおよび分離制御信号
菌Xがそれぞれ“1”レベルの場合は、2mピットX 
2 mビットの通常の乗算が行なわれる。一方、上記選
択制御4j号BDIVおよび分割制御(47号“「百”
がそれぞれ0”レベルとなると、選択回路13 、 J
 5を構成するアンドゲート161〜16m、および分
離回路14を構成するアンドゲート171〜17mの出
力が全て°゛0”となる。従って、左上のアレイグロッ
ク124の演算結果は0”となり、この演1?:結果が
アレイブロック12.に供給される。
また、右下のアレイブロック12.には被乗数Xに“0
”が与えられるので、このアレイブロック123では加
算結果Sにキャリ出力Cを加4↓する演算のみが行なわ
れる。 。
このような(1ツ成によれば、オにランド人力はストレ
ートに供給され、出力も−か所だけで良いので、配線数
を大幅に低減できる。また、前記第1図の回路において
は、ワード長の半分の2人力加算器が6個必要であった
のに対し、ワード長の2倍の加3′1器が2個で済み、
冗長な回路が少ない。さらに、上記第4図の配列乗算器
は、通常の配列乗算器より若干・やターン面積が増加す
る程度であり、前記第1図に示した回路に比べ大幅にパ
ターン面積を低減できる。さらに、配線および冗長な回
路が少ないので配騙容量による遅延、および冗長な回路
による遅延が少なく、高速動作が得られる。
第7図は、この発明の他の実施例を示すもので、上記第
4図の回路においては、左上のアレイブロック124に
選択回Ws13’を設けたのに対し、アレイプロとり1
24の演算結果の出方端に、分離制御信号DIVで制御
される分離回路18□、18.を設けたものである。図
において、前記第4図と同一構成部には同じ符号を伺し
てその説明は省略する。上記分離回路1’81.18□
はそれぞれ基本的には前記第6図の回路と同様にアンド
ゲートによって構成される。
上記のような構″成において、分層制御1d号DIV7
)E”1″レベルの時にtよ、通常の2mビット×2m
ビットの乗算が行なわれ、分M ljrυ御信号1)I
Vが“0”レベルの局には、アレイブロック124が分
離されるので、出力にはXL・YLおよびXH−Y、の
乗請、出力カイ))られる。このような構成においても
上記′J!:施例と同4示な効果が得られる。
なお、上記各実施例においては、アレイブロック123
に分子ii、回路14をそれぞれ設けたが、基本セルの
構造が、上のアレイのキャリ出力が下のアレイに流入さ
れる心配のないものであれば、特に設けなくても良い。
また、第8図に示すようなブース乗算器にも適用可能で
ある。第8図において、前記第4図と同−fit¥成部
には同じ符号を付してその説りJは省略する。JYDE
CLはYの下位う′コルり、YDECIIはYの上位デ
コーダである。このような11′旬戊においても前記第
4図の回路と基本的には同様な動作を行ない、同様な効
果が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、分割可能であり
、パターン面績が小さく、しかも高速演算が可能な配列
乗算器が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の分割可能な乗算器を説明するための図、
第2図は上記第1図の乗算器の動作を説明するための図
、第3図は配列乗算器の構成を説明するための図、第4
図はこの発明の一実施例に係る分割可能な配列乗算器を
説明するだめの図、第5図は上記第4図における選択回
路の構成例を示す図、第6図は上記第4図における分離
回路の構成例を示す図、第7図および第8図はそれぞれ
この発明の他の実施例全説明するための図で、ある。 1ノ・・・基本セル、124・・・第1アレイブロツク
、122・・・第2アレイブロツク、12.・・・第3
7レイブロツク、123・・・第4アレイブロツク、1
3・・・第1選択回路、15・・・第2選択回路、14
゜1B、、1B、・・・分離回路、BDIv・・・選択
制御信号J)IV・・・分離制御信号、XH・・・被乗
数の上位中ワード、XL被乗数の下位半ワード、YH・
・・乗数の上位中ワード、YL・・・乗数の下位牛ワー
ド。 第2図 Z3 Z2 Zl 20 第3図 第6図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基本セルをアレイ状に配設し、乗算を並列的に行
    なう配列乗算器において、被乗数の下位半ワードと乗数
    の下位半ワードとの積を取る第17レイプロツクと、こ
    の第1アレイブロツクの被乗賎入力端に配設され、選択
    制御信号に基づいて上記第17レイプロツクに不活性値
    あるいは被乗数f!:選択的に供給する第1の選択回路
    と、被乗数の下位半ワードと乗数の下位半ワードとの積
    を取る第27レイプロツクと、被乗数の下位半ワードと
    乗数の下位半ワードとの積を取る第37レイプロツクと
    、被乗数の下位半ワードと乗数の下位半ワードとの積を
    取る第47レイグロノクと、上記第37レイプロツクと
    第4アレイブロック間に配設され、選択制御4g号に基
    づいて上記第47レイプロツクに不活性値あるいは被乗
    数を選択的に供給する第20選択回路とを具備し、上記
    選択制御信号により分割可能に構成したことを特徴とす
    る配列乗算器。
  2. (2)上記第47レイプロツクは、分割’ff1lJ御
    信号に基づいて、キャリ入力を取るか不活性値を取るか
    を選択するだめの分割回路を備えることf:特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の配列乗算器。
  3. (3)基本セルをアレイ状に配設し、乗算を並列的に行
    なう配列乗算器において、被乗数の下位半ワードと乗数
    の下位半ワードとの積を取る第17レイプロツクと、被
    乗数の下位半ワードと乗数の下位半ワードとの積を取る
    第27レイブロツクと、被乗数の下位半ワードと乗数の
    下位半ワードとの積を取る第37レイプロツクと、上記
    第17レイプロツクの出力端に配設され、分割制御信号
    に基づいてこの第1アレイブロツクから得た乗算出力を
    上記第2、第37レイプロツクに供給するか不活性値を
    供給するかを選択する第1、第2の分離回路と、被乗数
    の下位半ワードと乗数の下位半ワードとの積を取る第間
    に配設され選択信号に基づいて、上記第47レイプロツ
    クに不活性値あるいは汐被乗数を・選択的に供給する夕
    選択回路とを具備し、上記分3割i+ill (ili
    l信号によシ分EuJ能に(t¥〕戊したことを特徴と
    する配列5fiH/lz、?、器。
  4. (4) 上記第47レイプロツクは、分離制(llll
     イQ号に基づいて、キャリ入力を取るか不活性値を取
    るか選択するだめの分s」tt回路を備えることを特徴
    とする114♂111”i末の範囲第3項記載の配列乗
    算器。
JP59062758A 1984-03-30 1984-03-30 配列乗算器 Granted JPS60205746A (ja)

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