JPS61136127A - 浮動小数点演算装置 - Google Patents

浮動小数点演算装置

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JPS61136127A
JPS61136127A JP59257513A JP25751384A JPS61136127A JP S61136127 A JPS61136127 A JP S61136127A JP 59257513 A JP59257513 A JP 59257513A JP 25751384 A JP25751384 A JP 25751384A JP S61136127 A JPS61136127 A JP S61136127A
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JP
Japan
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bits
bit
output
urr
Prior art date
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JP59257513A
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English (en)
Inventor
Shunichi Torii
俊一 鳥居
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は指数部の長さが値により可変な浮動小数点表現
法の浮動小数点データを入力とする浮動小数点演算装置
に係り、特に高速な浮動小数点表示法変換回路の構成方
法に関する。
〔発明の背景〕
特開昭59−11444および情報処理学会論文誌第2
4巻第2号「二重指数分割に基づくデータ長独立実数値
表現法Ill (昭和58年3月)に開示された指数部
の長さが指数の値により可変となる浮動小数点表現法(
以下UR几(UniversalRepresenta
tion  for Rleaf  number)と
称する。)は、浮動小数点データのビット幅を拡大する
ことなくOに近い値から無限大に近い値までを精度良く
表現することが知られている。しかし、本URR表現法
のデータについて四則演算を行なうには第1図に示す様
な変換回路を有する浮動小数点演算装置を構成する必要
がある。記憶装置10に格納されたUR几表現法の2つ
のデータは、変換回路1aおよび1bにより変換され、
固定長の指数部データをデータ数19および21、固定
長の仮数部データをデータ線20および22に出力され
、指数部および仮数部の長さが固定した表現法(以下F
P几表現と称す)のデータを入力として受付は可能な浮
動小数点演算器14に転送され演算される。
従来、変換回路の動作時間が遅く浮動小数点演算装置全
体の高速化を妨げていた。たとえば、前述の特開昭59
=11444では1ビットずつ逐次変換する技術が示さ
れており、ビット数が増加スると変換時間も比例して著
しく増加する欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、高速な変換回路を提供することにある
。第2の目的は、入力ビット数を増加させても同−塊の
変換器を追加するだけで容易に変換回路を構成可能なL
Si化に適した変換器を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明では、上位2ビット1−除く入力ビット列を固定
ビット数のグループに分割し、おのおののグループを同
一種の対応する変換器に入力し、上位2ビットは全変換
器に共通入力することにより、入力が任意ビット長の変
換回路を構成する。
〔発明の実施例〕
以下、図を用いて本発明の一実施例を説明する。
最初に本U几R表現方法について説明する。第2図は、
正の実数について1以下と1以上の2つの場合について
従来の指数部が固定された2を基数とする表現法(以下
FPRと称する)とURa表現法との関連を示したもの
である。U几R表現は、上位から順に符号、主指数部、
副指数部および仮数部よシ構成される。ある実数値指数
の有意ビット数t−nとすると、URR表現では、(n
+2)ビットの主指数部と(n−1)ビットの副指数部
、および残シの仮数部の構成となるう主指数部と副指数
部の境界すなわちnの値は、符号を除く0又は1の連続
した個数により表現される。但しn=Oの場合は例外で
あシ、主指数部は2ビットで副指数部は存在しない。第
2図ではURR,表現は18ビットの場合を示している
次に負の数は、FP几几現では仮数部の2の補数で反転
したもので表現し、URR表現では全体を2の補数とし
て反転したもので表現する。
以下URR表現のビット数は18ビットと仮定して説明
を続ける。URR表現の指数/仮数の構成において重要
な要因は主指数部を構成する連続する′0″′又は1の
個数すなわちFPR表現での指数部の有意ビット数nで
ある。第3図は、正の実数に対してnの値により34の
場合に分類して、表現される値域を示したものである。
上半分は1未満、下半分は1以上の実数値と対応してい
る。
a、b、c・・・は最下位ビットから付番した各ビット
の値であり、Olたは1の値をと9える。第4図は、同
様な分類を負の数について示したものである。
第5図は第3図の34個の場合に対応したFPR表現の
指数部のパターンを上述のa、b、c・・・を用いて示
したものである。第6図は第4図の34個の場合と対応
した指数部のパターンを示したものである。この表より
、指数部はURR表現の上位2ビットとnの値から上位
のパターンが一意に定まり、下位もURRの元のパター
ン又はビット毎に反転したパターンをnに応じてシフト
すれば作成できることがわかる。すなわち、URR表現
の第(n+3)ビットから第(211+1)ビットが指
数部の下位部分として使用される。但し、n=0.1の
場合には使用しない。
第7図は第3図の34個の場合に対応したFPR。
表現の仮数部のパターンを示したものであり、第8図は
第4図の34111i1の場合に対応した仮数部のパタ
ーンを示したものである、仮数部は、URR表現の最上
位ビットから符号が定まり、下位はURRの元のビット
パターンをnにより定まるビット数だけシフトして得ら
れる。すなわち、指数部の小数点以下のビットはURR
表現の第(2n+2)ビットから使用される。
UR,几表現からFP几几現への変換においてもつと、
も重要な演gはnを求めれため第1ビットからの連続す
る0″又は1”の個数を検出することである。
第9図は上記性質を利用した第1図の変換回路1a又は
1bの詳細な実現例である。UR[入力レジスタ30は
、入力のUR几几現データ(18ビット)全格納するレ
ジスタである。変換器2a。
2b、2c、 2dは4ビットスライスのURR表現か
らFPR表現への変換器である。変換器2のS人力ピン
は、符号入力ピンでレジスタ30の第θビット(符号ビ
ット)の出力が共通に入力される。T人カピンは、レジ
スタ30の第1ビットの出力が共通に入力される。4ビ
ットの工人カピンにはそれぞれレジスタ30の第°2ビ
ットからの4ビットずつが入力される。各変換器2a、
 2b。
2C,2dはこの4ビットの入カバターンを指数部出力
Eビン(16ビット)と仮数部出力Fビン(17ビット
)に出力する。4個の変換器のEビン出力とFビン出力
はそれぞれ同一ビット番号同志が結線論理により論理和
が取られ、データ線19と20上に完全なFPR表現の
指数部と仮数部が出力される。4個の変換器はURI(
、入カンジスタの第2ビットより4ビットスライスの分
割構成になっており、後述する制御系入出力ピンに関し
ては縦列に結合されている。
次に変換器の制御系入出力ピンについて説明する。コン
トロール入力CIビンは、前段までの変換器においてU
R比表現の第1ビットから始まるtt Os又は′1”
の列が同一値で連続していると金示す信号を入力するた
めに使用される。逆にコントロール出力COビンは、該
当変換器まではO#又は“1″の列が同一値で連続して
いることを示す信号を出力する。第9図に示す様にCI
ビンとCO上ピンより4個の変換器は対応するUR几几
カレジスタ30のビット番号の順に縦列に結合される。
但し、先頭の変換器2aのCI入力ビンには1#を入力
する。末の変換器2dのCO出力ビンの信号t−1、U
RRレジスタ中のURR。
表現では連続する0″又は′IHの列が途切れていない
こと、すなわち0.■の非数値(NONUM)又はそれ
に近い値であることを示す信号となる。
N1人力ビンには、連続する”On又は”1”の個数(
前述のrt)t−示す信号を入力する。但しCI上ピン
@1″の時は、入力値は無視される。
鷺 No出力ピンには連続するO″または1#の個数を示す
信号が出力される。但しCO出力ビンが1″の時には有
効な値が出力されない。NIピンとNoピンもCIビン
とCO上ピン同様に縦列に結合される。第3.4図にお
いてnはOから16までの値をとるが、n=16の時末
尾の2dのCO比出力′1″となりN0=16を出力す
る必要が無いので、n=θ〜15までの個数を表現すれ
ば良<、NI、Noはともに4ビットで良い。
最後のM人カピンは、変換器の縦列結合中の位置を示す
信号が入力される。2aはOOz、2bには012.2
Cは102.2dは112がそれぞれ2進数として入力
される。
第10図は、第9図の変換器2の詳細な実施例を示した
ものである。ANDゲート31.32は6人力で○印は
入力の反転を示す。ANDケート31はURRレジスタ
の第1ビット(T入力)からの連続した′″1”が本変
換器が担当する4ビット中でも途切れていないことを検
出し、ANDゲート32はO′が途切れていないことを
検出し2人力OR,ゲート33により、CO出力ビンに
本変換器が担当するビット群を含めて“0”又は′1”
が連続していることを示す信号を出力す゛る。
次にNO出力ピン信号の作成方法を説明する。
“0″/″1n/″1nピツト路34i、Tピッ人力と
同一値がIビン入力ビット列の上位に連続する個数を算
出する。たとえば、1”とoioi”を入力するとtt
 Onが1個連続するので1を出力する。出カイ直とし
ては0〜4までをとシ得る。4倍数発生回路35でMビ
ン入力値の4倍化されたものと、上記算定回路34の出
力は4ビットの2進加算器36で加算後、選択回路37
に入力される。選択回路37はCI入力ビンから与えら
れたU凡Rレジスタ中の上位の′0″または1#が該当
変換器担当ビットの直前まで連続しているかを示す信号
が@1”の時、加算器34の出力を選択し It O#
の時NI入力ピンの内容を選択する。すなわち、自変換
器の担当するビット群以降に連続するO″又は′1″の
列の切れ目がある場合には自変換器内で算出した連続ビ
ット列長(n)t−No出力ピンに出力し、自変換器の
担当するビット群より上位で連続ビット列が途切れた場
合には、NI入カビンの指示する連続ビット列長(n)
t−NO出力ピンにそのまま出力する。
次に指数部Eピンの出力作成方法について説明する。第
5図と第6図において、2a出力と示した範囲のパター
ンは2aが出力し、他のビットは″’o″1出力する。
以下、2b出力、2C出力。
2d出力も同様である。たとえば項番10の場合(n=
8、正で1より小さい場合ン、 2aからは ooooooooooooooo。
2bからは 11111111100000002Cか
らは 0000000000hgfeO02dからは 
00QOOOOOOQOOOOdcをそれぞれ出力する
負の場曾にfl、Tピンと■ピンの入力を反転する必要
かめるので、5ビットの反転ゲート群38と選択回路3
9により、負の場合の反転を行なう。
指数シフ fi ROM (aead Qnly Me
mory ) 41は、選択回路39の出力、連続ビッ
ト数n1変換器位置を示すMビン入力をアドレスとして
、第5図(第6図も同じ)に対応した出力t−Eピンに
出力する。本R,OMの機能は一種のブックであり、シ
フトデータ入力は、選択回路39の出力であり、シフト
数入力は選択回路37とMピンで指定しているとも見な
せる。
最後に仮数部出力Fビンの出力作成法を説明する。第7
図と第8図に示す様に、2aからはp。
n、mで示される部分のビットパターンのみを出カレ、
2bからはL* k+ J + iで示される部分のビ
ットパターンのみを出力し、2Cからはり。
gr  f+ eで示される部分のビットパターンのみ
を出力し、2dからはd、c、h、aで示される部分の
ビットパターンのみを出力する。但し仮数部の固定小数
点より上位の2ビットは符号ビットより一意に決まるの
で選択回路40で10または01を切替える。
仮数シフタROM42は、第7図(第8図も同じ)に対
応して、■ビン入力と連続ビット数nとMピン入力をア
ドレスとして、仮数部の小数点以下のビット列をFピン
に出力する。重比OMの機能は一種のシックであり、■
ピン入力がシフトデータ入力であシ他のビットはシフト
数指定と見なせる。
第9図の変換回路において変換時間は2dの仮数部また
は指数部の作成バスがクリティカルと考えられる。
遅延時間=ANDゲート31遅延時間斧3+0几ゲート
33遅延時間薫3 +選択回路37遅延時間 +仮数シフタR,OM遅延時間 従って本実施例では入力URRのビット数が増加しても
ANDゲートとO几ゲート段数が増加するだけであり高
速な変換回路が得られる。
第9図において、URR,入力レジスタが14ビット以
下であれば変換回路2dを取除き、10ビット以下であ
れば変換回路2Cも取除き、6ビット以下であれば変換
回路2bも取除ける。従って本実施例では、同一種の変
換器を組合せて最大18ビットまでの任意のビット数を
入力とするURR表現からFP&表現への変換回路を構
成することができろう 本実施例では、各変換器が4ビットを担当し最大4個ま
でを結合できる場合を示したが、担当ビット数、最大結
合個数を変更した場合にも本発明が適用できることは明
らかである。担当ビット数t−にとし、最大結合個数を
Lとした時、第10図には次の変更を加えれば良い。
(1)■入力ピンをにビットに変更 (2)4倍数発生回路をに倍数発生回路に変更(3)仮
数部OMの出力を(KXL−1)ビットに変更(4)指
数R,OMの出力を(KXL)ビットに変更また几OM
内パターンも第1図に示す規則を適用して変更する必要
があるのは言うまでも無い。
また、Lが極めて大きい場合には2進数加算器のCar
ry Look Aheadと同一の考え方で、Lの個
数に比例した遅延時間の増加をLogLのオーダに抑え
ることも可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、UR,几表現のビット数が増加しても
UR,R,変換からFPR変換への変換時間の増加を小
さく抑えることができる。
また本発明によれば、同−攬類の変換器を組合せること
により任意のビット長のUR,R,表現からFPR,表
現への変換回路を簡便に構成することが可能である。従
ってLSi化に適した変換回路であると言える。
【図面の簡単な説明】
第1図は浮動小数点演算装置の構成図、第2図はURR
表現とFPR表現の変換規則を示す対応図、第3図と第
4図は18ビットのURR表現の68個の場合分けを示
すビットパターン図、第5図と第6図は68個の場合の
FPR,表現の指数部を示すビットパターン図、第7図
と第8図は68個の場合のFP几表現の仮数部を示すビ
ットパターン図、第9図は変換回路の構成図、第10図
は変換器の構成図。 10・・・記憶装置、1a・、1b・・・変換回路、1
4・・・FPR表現の浮動小数点演算器、30・・・U
FLR表現入力レジスタ、2a、2b、2c、2d・・
・変換器、34・・・′0”/″′1″ビット列長算定
同長算定回路・・指数シフタROM、42・・・仮数シ
フタROMである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 指数部の長さが指数部の示す指数の値により可変な浮動
    小数点表現法の第1の浮動小数点データを、指数部と仮
    数部の長さが固定長の浮動小数点表現法の第2の浮動小
    数点データへ変換する変換回路と、上記変換回路の出力
    を入力とする浮動小数点演算器より成る浮動小数点演算
    装置において、上記変換回路が、上記第1の浮動小数点
    データの上位2ビットが共通に入力され、下位ビット固
    定ビット数に分割しそれぞれが入力される複数の同一構
    成の変換器により成ることを特徴とする浮動小数点演算
    装置。
JP59257513A 1984-12-07 1984-12-07 浮動小数点演算装置 Pending JPS61136127A (ja)

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JP59257513A JPS61136127A (ja) 1984-12-07 1984-12-07 浮動小数点演算装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4891940A (en) * 1986-11-20 1990-01-09 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Muffler cooling structure for liquid-cooled engine system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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