JPS608933A - 演算処理装置 - Google Patents

演算処理装置

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JPS608933A
JPS608933A JP58117846A JP11784683A JPS608933A JP S608933 A JPS608933 A JP S608933A JP 58117846 A JP58117846 A JP 58117846A JP 11784683 A JP11784683 A JP 11784683A JP S608933 A JPS608933 A JP S608933A
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JP
Japan
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addition
output
subtraction
adder
register
Prior art date
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Application number
JP58117846A
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English (en)
Inventor
Ikuo Yamada
郁夫 山田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS608933A publication Critical patent/JPS608933A/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods 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
    • G06F7/483Computations with numbers represented by a non-linear combination of denominational numbers, e.g. rational numbers, logarithmic number system or floating-point numbers
    • G06F7/485Adding; Subtracting

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、浮動小数点加減算を実行する演算処理装置に
おけるラウンド処理に関する。
〔従来技術の説明〕
従来の演算処理装置で浮動小数点加減算を行う場合には
、事後正規化およびラウンド処理を行う前の中間的な結
果(以下「中間結果」と言う。)に対し、事後正規化お
よびラウンド処理を行う場合に、中間結果の整数部への
桁上がり発生がない場合と桁上がりが発生している場合
とがある。桁上がり発生がない場合は正規化処理のみか
、ラウンド処理を行えばよい。しかし、桁上がりが発生
した場合には、桁上がりの補正を行い、かつラウンド処
理を行う必要がある。このために事後正規化ラウンド処
理に2フエースが必要となる場合が起こり、浮動小数点
加減算の処理速度を遅らせ、かつパイプライン制御を複
雑にする欠点があった。
第1図は従来例装置のブロック構成図である。
この装置は、レジスタ・メモリからのオペランド■を読
み出すレジスタR1、オペランド2を読み出すレジスタ
R2、オペランド1およびオペランド2のそれぞれの事
前桁合わせを行うシフタEQZ1およびEQZ2を備え
る。また、上記シフタEQZ 1およびEQZ2の出力
を受けて演算前桁合わせを行うデータレジスタE1およ
びE2、データレジスタE1およびE2の出力を演算す
るアダーAとを備える。
また、選択論理N5LIの出力によりアダーAまたはラ
ウンドアダーRAの出力の一方を選択するセレクタS1
と、セレクタS1の出力を格納するレジスタNを備える
。さらに、レジスタNの出力およびラウンド値または「
0」を入力するラウンドアダーRA、レジスタNの出力
を受けレジスタNの内容から正規化量を検出する正規化
量検出回路し、およびレジスタNの出力およびrOJを
入力して正規化量検出回路りの出力により事後正規化を
行うシフタNMLとを備える。
一方、アダーAの整数部桁上がり検出を受けるフリップ
フロップ回路C1フリップフロップ回路Cの出力と他制
御信号とからセレクタS1の選択信号を生成する選択論
理N5L1、およびフリップフロップ回路Cの出力、検
出回路りの出力と他制御信号とからセレクタS2の選択
信号を生成する選択論理N5L2とを備える。
また、選択論理N5L2の出力により、シフタNMLお
よびラウンドアダーRAの出力の一方を選択するセレク
タS2、およびセレクタS2の出力を格納し、レジスタ
メモリに出力するストアレジスタSとを備える。
以下に、小数部6桁(16進)の単精度データを例とし
てデータレジスタE1およびE2から下の演算処理動作
を説明する。加減算で桁上がりが発生し、補正を必要と
する場合の実例として小数部6桁(16進)の単精度デ
ータをO,F234560 、および0.123456
0とする。ただし、この数値の最終桁は保護桁を表わす
。はじめの数値をデータレジスタE1の内容であるオペ
ランド1とし、後の数値をデータレジスタE2の内容で
あるオペランド2とする。
(第1フエーズ) 命令開始時に、セレクタS1はアダーAを選択し、レジ
スタE1およびE2の内容の加算が行ねれ、レジスタN
に格納される。その際に、整数部に桁上がりが発生する
のでフリップフロップ回路Cがセットされる。セレクタ
S1はラウンドアダーRAを選択し、セレクタS2もラ
ウンドアダーRAを選択する。
桁上がり発生 (第2フエーズ) レジスタNの内容と数値「0」との加算をラウンドアダ
ーRAで行い右に4ビツトシフトした形でレジスタNに
格納する。
1.0468八Co (レジスタN内容)↓ 0.10468八〇 (第3フエーズ) レジスタNに対しラウンド処理を行い、ストアレジスタ
に結果を格納する。
ラウンドは保護桁の最上位ビットに1をたし込むことで
行われる。
(第4フエーズ) 保護桁が切り捨てられ、演算結果がレジスタメモリに格
納される。
レジスタE1およびE2内容の加算結果が整数部への桁
上がり発生がなく、正規化されていない場合は、シフタ
NMLで正規化シフトを行う3フ工−ズ実行であり、ラ
ウンドアダーRAで桁上がりが発生した場合は、上記の
例のように桁上がりの補正があるので4フ工−ズ実行で
ある。
以上のように加減算後の整数部への桁上がり、ラウンド
による整数部への桁上がりの発生の有無により、実行下
数が変わり、制御が複雑になり処理速度が遅くなる欠点
がある。
〔発明の目的〕
本発明は、浮動小数点加減算で、演算前桁合わせデータ
に対して、加減算のみの演算、加減算とラウンド位置へ
の1の加算演算、および加減算とラウンド位置の左4ビ
ツトへの1の加算演算の3種類の演算を同時に実行する
ことにより、加減算による桁上がりの補正およびラウン
ドによる桁上がりの補正を不要にして加減算とラウンド
処理を1フエーズで実行させることを目的とする。
〔発明の特徴〕
本発明は、その浮動小数点加減算回路に、演算前桁合わ
せデータに対して加減算を行う第一の加算器と、上記演
算前桁合わせデータに対して加減算とラウンド位置への
2進数1の加算を同時に行う第二の加算器と、上記演算
前桁合わせデータに対して加減算とラウンド位置の左4
ビツトへの2進数1の加算を同時に行う第三の加算器と
、第一の加算器の出力から整数部への桁上げを検出する
桁上がり検出回路と、加算手段の出力からラウンド後整
数部への桁上がりの発生を予知するラウンド後の整数部
への桁上がりの発生を予知するラウンド桁上がり予知回
路と、第一の加算器の出力からラウンド後の計数部への
桁上がり発生を予知するラウンド桁上がり予知回路と、
第一の加算器の出力が正規化されたデータになっている
か否かを検出する正規化判定回路と、桁上がり検出回路
とラウンド桁上がり予知回路と正規化判定回路との出力
にて生成される信号により、第一の加算器の出力信号に
等しい信号、第二の加算器の出力信号に等しい信号、第
二の加算器の出力信号に等しい信号、上記第二の出力信
号を右に4ビツトシフトした信号、および第三の加算器
の出力信号を右に4ビツトシフトした信号の内のい゛ず
れか一つの信号を事後正規回路シフタへの出力信号とし
て選択する選択手段とを備え、また加減算演算とラウン
ド演算を同時に実行するように構成されるもので、演算
の高速化およびパイプライン制御の容易化が図れること
を特徴とする。
(実施例による説明〕 以下、本発明実施例装置を図面に基づいて説明する。
第2図は本発明実施例装置のブロック構成を示す。レジ
スタメモリのオペランド1を読み出すレジスタR1、オ
ペランド2を読み出すレジスタR2、オペランドlおよ
びオペランド2の事前桁合わせを行うシフタEQZ 1
およびEQZ2、El、E2は上記事前桁合わせシフタ
EQZ1およびEQZ2の出力を受けて演算前桁合わせ
を行うデータレジスタElおよびE2、演算用のアダー
A1演算とラウンド位置への「1」の加算を同時に行う
アダーB、演算とラウンド位置の左4ビツトへの「1」
の加算を同時に行うアダーD、上記アダーA、B、およ
びDの出力をそのままか、右へ4ビツトシフトした形で
一つ選択するセレクタS3、セレクタS3の出力を格納
するレジスタN1事後正規化を行うシフタNML、レジ
スタNの内容から正規化量を検出する正規化量検出回路
し、事後正規化用シックの出力を格納するストアレジス
タS、アダーAの出力から整数部への桁上がりを検出す
る桁上がり検出回路CD、アダーAの出力か0 らラウンド後の整数部への桁上がり発生を予知する予知
回路RCP、NMDはアダーAの出力から正規化された
データになっているかを検出する判定回路NMD、上記
桁上がり検出回路CD、予知回路RCP、判定回路NM
Dの出力からセレクタS3への選択信号を生成する選択
論理NML3を備える。
次に装置を構成する各部の接続について述べる。
アダーA、アダーBおよびアダーDは外部のレジスタメ
モリよりレジスタR1、シフタEQZ 1およびデータ
レジスタE1を経て入力するようにまた、レジスタR2
、シフタEQZ2、データレジスタE2を経て入力する
ように外部と接続される。
さらにアダーBおよびアダーDには外部よりラウンド値
が入力するように外部と接続される。アダーA、アダー
BおよびアダーDの出力はセレクタS3に出力するよう
に接続される。セレクタS3はシフタNMLに出力する
ように接続される。
さらに、シフタNMLの入力側には外部より数値0が入
力されるように外部と接続される。次にシフタNMLは
ストアレジスタSに出力するように接続され、ストアレ
ジスタSは外部のレジスタメモリに出力するように接続
される。
一方、桁上がり検出回路CD、予知回路RCPおよび判
定回路NMDにアダーAより入力するように接続され、
また選択論理N5L3に出力するように接続され、選択
論理N5L3はセレクタS3に出力するように接続され
る。また、正規化検出回路はレジスタNより入力するよ
うに接続され、シフタNMLに出力するように接続され
る。
以下に小数部6桁(16進)保護桁1桁(16進)の単
精度データを例としてデータレジスタE1、E2から下
の演算処理動作を説明する。
(ケース1) 保護桁 1 アダーA、BおよびDの出力は上記のようになる。
アダーAの出力から桁上がり検出回路CDは数値「0」
に、予知回路RCPは数値「0」に、判定回路NMDは
数値「0」になる。セレクタS3および選択論理NSL
は上記の桁上がり検出回路CD、予知回路RCPおよび
判定回路NMDの出力からアダーAの出力をそのまま選
択する信号が生成されて、レジスタNにはアダーAがセ
ットされる。次に、シフタNMLで正規化され、さらに
ストアレジスタSにセントされ、保護桁を除く小数部が
外部のレジスタメモリに格納されて一連の処理を終了す
る。
3 2 (ケース2) 保護桁 アダーA、BおよびDの出力は上記のようになる。アダ
ーAの出力から桁上がり検出回路CDは数値rOJに、
予知回路RCPは数値rOJに、判定回路NMDは数値
「1」になる。セレクタS3および選択論理NSLは上
記桁上がり検出回路CD、予知回路RCP、判定回路N
MDの出力か4 らアダーBの出力をそのまま選択する信号が生成されて
、レジスタNにはアダーB出力がセットされる。この場
合正規化されているのでシフタNMLで数値「0」にシ
フトされ、さらにストアレジスタSにセットされ、保護
桁を除く小数部が外部のレジスタメモリに格納されて一
連の処理を終了する。
(ケース3) 保護桁 t、uuuυOlト (出力λ アダーA、BおよびDの出力は上記のようになる。アダ
ーAの出力から桁上がり検出回路CDは数値「0」に、
予知回路RCPは数値「1」に、判定回路NMDは数値
「0」になる。セレクタS3および選択論理NSLは上
記桁上がり検出回路CD、予知回路RCP、判定回路N
MD出力からアダーBを右に4ビツトだけシフトした形
で選択する信号が生成されて、アダーBの4ビツト右シ
フト出力がレジスタNにセットされる。次に、シフタN
MLで数値rOJシフトされ、さらにストアレジスタS
にセットされ、保護桁を除く小数部がレジスタメモリに
格納されて一連の処理を終了する。
(ケース4) 保護桁 1.0468Aに0 (出力) 5 アダーA、BおよびDの出力は上記のようになる。アダ
ーAの出力から桁上がり検出回路CDは数値rlJに、
予知回路RCPは数値「0」に、判定回路NMDは数値
「0」になる。セレクタS3および選択論理NSLは上
記桁上がり検出回路CD、予知回路RCP、判定回路N
MDの出力からアダーDの出力を右に4ビツトシフトし
た形で選択する信号を生成し、レジスタNにはアダーD
の4ピント右シフト出力がセントされ、シフタNMLで
数値「0」シフトし、ストアレジスタSにセントされ、
保護桁を除く小数部が外部のレジスタメモリに格納され
て一連の処理を終了する。
以上述べたように浮動小数点加減算を実行するにあたっ
て加減算による整数部の桁上がりとラウ7 6 選択する信号を生成し、レジスタNにはアダーDの4ビ
ツト右シフト出力がセントされ、シフタNMLで数値「
0」シフトし、ストアレジスタSにセットされ、保護桁
を除く小数部が外部のレジスタメモリに格納されて一連
の処理を終了する。
以上述べたように浮動小数点加減算を実行するにあたっ
て加減算による整数部の桁上がりとラウンドによる整数
部の桁上がりの補正を不要とし、加減算とラウンドを同
一フェーズで実行することが可能となる。
なお、第1表は浮動小数点加減算の演算ケースとその処
理状態を、アダーA1アダーB、アダーC1桁上がり検
出回路CD、予知回路RCP、判定回路NMD、セレク
タS3、選択論理N5L3、検出回路し、ストアレジス
タSルジスタN1データレジスタE1、E2の出力を一
括して表わしたものである。
8 〔発明の効果〕 本発明は、浮動小数点加減算と、ラウンド処理を1フエ
ーズで実行することによって、全体の処理サイクルが削
減されることにより浮動小数点演算の高速化が図れ、か
つパイプラインの段数が減少することによりパイプライ
ン制御が容易になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例装置を示すブロック構成図。 第2図は本発明実施例装置を示すブロック構成図。 R1、R2・・・レジスタ、EQZ 1、EQZ 2・
・・シフタ、El、R2・・・データレジスタ、A・・
・アダー、B、D・・・3人カアダー、S3・・・セレ
クタ、N・・・レジスタ、NML・・・シフタ、L・・
・正規化量検出回路、S・・・ストアレジスタ、CD・
・・桁上がり検出回路、RCP・・・予知回路、NMD
・・・正規化判定回路、N5LI〜N5L3・・・選択
論理。 0 182−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)演算処理装置の浮動小数点加減算回路の演算前桁
    合わせデータ・レジスタと事後正規化用シフタとの間に
    挿入され、 上記演算前桁合わせデータ・レジスタが出力する演算前
    桁合わせデータに対して加減算を行う第一の加算手段と
    、 上記演算前桁合わせデータに対して加減算とラウンド位
    置への2進数rlJの加算を同時に行う第二の加算手段
    と、 上記演算前桁合わせデータに対して加減算とラウンド位
    置の左4ビツトへの2進数rlJの加算を同時に行う第
    三の加算手段と、 上記第一の加算手段の出力から整数部への桁上がりを検
    出する桁上がり検出手段と、 177− 上記第一の加算手段の出力からラウンド後の整数部への
    桁上がり発生を予知するラウンド桁上がり予知手段と、 上記第一の加算手段の出力が正規化されたデータになっ
    ているか否かを検出する正規化判定手段と、 上記桁上がり検出手段、上記ラウンド桁上がり予知手段
    、および上記正規化判定手段の出力信号にて生成される
    信号により、上記第一の加算手段の出力信号に等しい信
    号、上記第二の加算手段の出力信号に等しい信号、上記
    第二の加算手段の出力信号を右に4ビツトシフトした信
    号、および上記第三の加算手段の出力信号を右に4ビツ
    トシフトした信号の内のいずれか一つの信号を上記事後
    正規化シフタへの出力信号として選択する選択手段と を備えた演算処理装置。
JP58117846A 1983-06-28 1983-06-28 演算処理装置 Pending JPS608933A (ja)

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