JPS61157935A - Arithmetic logic unit - Google Patents

Arithmetic logic unit

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JPS61157935A
JPS61157935A JP59280443A JP28044384A JPS61157935A JP S61157935 A JPS61157935 A JP S61157935A JP 59280443 A JP59280443 A JP 59280443A JP 28044384 A JP28044384 A JP 28044384A JP S61157935 A JPS61157935 A JP S61157935A
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JP
Japan
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arithmetic
circuit
signal
data
input data
Prior art date
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Application number
JP59280443A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Maenobu
前信 潔
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain an arithmetic logic unit for generating an arithmetic state signal corresponding to the effective bit length of I/O data to be calculated by providing a circuit for selecting the arithmetic state signal generated at every bit. CONSTITUTION:Two types of input data 101 and 102 are inputted to an arithmetic circuit 103 at every corresponding bit. On the basis of these input data and a carry signal 106 corresponding to a low order bit from an arithmetic circuit 103, it executes the arithmetic in accordance with an arithmetic mode control signal 105 generated by an arithmetic mode control circuit 104. The carry signal 106 to the arithmetic circuit 103 corresponding to the output data 107 of the arithmetic result and a high order bit is generated. The carry signal 106 generated by each arithmetic circuit 103 is further inputted to a carry signal selecting circuit 110, while the arithmetic result output data 107 is further inputted to a code selecting circuit 111, a zero signal detecting circuit 108 and a zero signal selecting circuit 112.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明け、種々の有効ビット長をもつデータが混在する
データ処理システムにおける算術論理演算装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an arithmetic and logic operation unit in a data processing system in which data having various effective bit lengths coexist.

従来の技術 従来の算術論理演算装置の一例(filえげ、M。Conventional technology An example of a conventional arithmetic and logic operation device (filage, M.

Morr is Mano著、奥用峻史・井上訓行共訳
「コンピュータの論理設計J、1953年3月1日、共
立出版、P、97)を第2図に示す。
Morr is Mano, co-translated by Shunji Okuyo and Noriyuki Inoue, Computer Logical Design J, March 1, 1953, Kyoritsu Shuppan, p. 97) is shown in Figure 2.

第2図は、長さ4ビツトの2つの入力データについて演
算を行なう算術論理演算装置の一例である。2C・1及
び202は演算対象となる入力データ、203は上記の
各々の入力データの対応するビット間の演算を行なう演
算回路、204は演算回路203における演算のモード
(例えば論理積演算、加算など)を制御する信号205
を生成する回路、206は各々の演算回路203が生成
する桁上は信号、207は各々の演算回路203の演算
結果出力である。2つの入力データ201と202の間
で加算を行なう場合を例として動作を訝明する。入力デ
ータ201をA1(i == O〜3但し1=0がMS
Bとする。)、入力データ202をB1 とし、 第1ビツト目に対応する演算回路203への桁上げ信号
Ci+1.演算結果出力をFi 、生成される桁上げ信
号をC,とすると、演算回路203は次式で示す演算を
行なう。
FIG. 2 is an example of an arithmetic and logic operation device that performs operations on two input data having a length of 4 bits. 2C・1 and 202 are input data to be operated on, 203 is an arithmetic circuit that performs an operation between corresponding bits of each of the above input data, and 204 is an operation mode in the arithmetic circuit 203 (for example, AND operation, addition, etc.). ) control signal 205
206 is a signal generated by each arithmetic circuit 203, and 207 is an arithmetic result output of each arithmetic circuit 203. The operation will be explained using an example in which addition is performed between two input data 201 and 202. Input data 201 is A1 (i == O ~ 3, but 1 = 0 is MS
Let it be B. ), the input data 202 is B1, and a carry signal Ci+1 . Assuming that the calculation result output is Fi and the generated carry signal is C, the calculation circuit 203 performs the calculation shown by the following equation.

F、=(A、■Bi )Ci+1 C,=A、B、 + (A、■Bi)CI+1但し、C
4=oとし、■は排他的論理和演算を表わす。
F, = (A, ■Bi) Ci+1 C, = A, B, + (A, ■Bi) CI+1 However, C
4=o, and ■ represents an exclusive OR operation.

上記のような演算結果出力207とは別に、一般に算術
論理演算装置は演算結果に応じて演算状態信号を生成す
る。第2図において208は最上位からの桁上げ信号を
示し、209は桁あふれ信号を示し、210け符号信号
を示し、211はゼロ信号を示す。これらの演算状態信
号は直接又は一旦レジスタに格納された後、プログラム
の条件判定などに用いられる。
Apart from the operation result output 207 as described above, an arithmetic and logic operation unit generally generates an operation status signal according to the operation result. In FIG. 2, 208 indicates a carry signal from the most significant position, 209 indicates an overflow signal, 210 indicates a decimal sign signal, and 211 indicates a zero signal. These operation status signals are used directly or once stored in a register for use in determining program conditions.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、演算状態信号2
08〜211は、有効ビット長(第2図の例では、2つ
の入力データ及び出力データともに4ビツト)がある固
定された長さのデータを演算対象とする場合にしか意味
をもたなくなる。種々の有効ビット長をもつデータが混
在するデータ処理システムにおいては、実際の演算対象
となるデータの有効ビット長(特に演算結果出力を格納
すべきレジスタの有効ビット長)に対する桁あふれやゼ
ロ信号などが重要となる。例えば、第2図の例において
、4ビツトのデータ0111と3ビツトのデータ001
を加算し、結果を有効ビット長が3ピツトのレジスタに
格納する場合、演算結果は1oOoとなり、第2図の算
術論理演算装置としては、ゼロ信号も桁上げ信号も生成
されない(もしくは信号が論理”0′となる)。しかし
ながら結果を格納するレジスタに着目すると、格納され
るデータは00003ビツトであり、ゼロ信号も桁上げ
信号も論理11#を生成すべきである。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the calculation state signal 2
08 to 211 have meaning only when the calculation target is data of a fixed length with an effective bit length (in the example of FIG. 2, both input data and output data are 4 bits). In a data processing system where data with various effective bit lengths coexist, overflow, zero signals, etc. may occur with respect to the effective bit length of the data that is the actual operation target (especially the effective bit length of the register that stores the operation result output). becomes important. For example, in the example of FIG. 2, 4-bit data 0111 and 3-bit data 001
When adding , and storing the result in a register with an effective bit length of 3 pits, the operation result is 1oOo, and the arithmetic and logic unit in Figure 2 generates neither a zero signal nor a carry signal (or the signal is logic However, looking at the register that stores the result, the stored data is 00003 bits, and both the zero signal and the carry signal should generate logic 11#.

上記のように第2図の構成をもつような算術論理演算装
置では、種々の有効ビット長をもつデータに対して、有
意な演算状態信号が生成されないという問題点を有して
いた。
As described above, the arithmetic and logic operation device having the configuration shown in FIG. 2 has a problem in that no significant operation status signal is generated for data having various effective bit lengths.

本発明はかかる点に鑑み、演算対象入力データと演算結
果出力データの有効ビット長及び演算モードに応じて選
択的に演算状態信号を生成する算術論理演算装置を提供
することを目的とする。
In view of this, it is an object of the present invention to provide an arithmetic and logic operation device that selectively generates an operation state signal according to the effective bit length and operation mode of operation target input data and operation result output data.

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために各ビット毎に演
算結果に応じた演算状態信号を生成する演算回路と、各
ビット毎に生成された演算状態信号を入力としその1つ
を選択して出力する選択回路と、演算対象入力データの
有効ビット長と演算結果出力データの有効ビット長を入
力データとして上記選択回路への制御信号を生成する選
択信号生成回路を備えた算術論理演算装置である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides an arithmetic circuit that generates an arithmetic state signal according to the arithmetic result for each bit, and an arithmetic circuit that generates an arithmetic state signal that is generated for each bit. A selection circuit that selects and outputs one of the inputs, and a selection signal generation circuit that generates a control signal to the selection circuit using the effective bit length of the input data to be operated on and the effective bit length of the operation result output data as input data. It is an arithmetic and logic operation unit equipped with.

作   用 本発明は上記した構成により、演算対象となるデータの
有効ビット長及び演算モードに応じて、選択的に有意な
演算状態信号を算術論理演算装置全体としての演算状態
信号として生成する。
Operation According to the above-described configuration, the present invention selectively generates a significant operation status signal as an operation status signal for the entire arithmetic and logic unit, depending on the effective bit length of the data to be operated on and the operation mode.

実施例 第1図は本発明の算術論理演算装置の一実施例を示すブ
ロック図である。第1図は最大有効ビット長が4ビツト
の2つの入力データについて演算を行なう場合の一例で
ある。101及び102は演算対象となる入力データ、
103は上記の各々の入力データの対応するビット間の
演算を行なう演算回路、104は演算回路103におけ
る演算のモードを制御する信号106を生成する回路、
106は各々の演算回路103が生成する桁上げ信号、
107は各々の演算回路103の演算結果出力である。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the arithmetic and logic operation device of the present invention. FIG. 1 shows an example in which an operation is performed on two input data having a maximum effective bit length of 4 bits. 101 and 102 are input data to be calculated,
103 is an arithmetic circuit that performs an operation between the corresponding bits of each of the above input data; 104 is a circuit that generates a signal 106 that controls the mode of operation in the arithmetic circuit 103;
106 is a carry signal generated by each arithmetic circuit 103;
107 is the calculation result output of each calculation circuit 103.

10Bはゼロ検出回路、109は桁あふれ検出回路、1
10は各々の演算回路103の生成する桁上げ信号から
隣り合う2ビツトを選択する選択回路、111は各々の
演算回路103の生成する演算結果出力から1ビツトを
選択する選択回路、112は各々のゼロ検出回路108
の出力及び最下位ビットに対応する演算回路103の演
算結果出力から1ビツトを選択する選択回路、117は
上記110〜112の選択回路に対する選択制御信号1
18を生成する回路、119け入力データ101,10
2及び出力データ107の有効ビット長に関するデータ
、113は桁上げ信号選択回路110によって選択され
た2つの桁上げ信号のうちの上位ビットに対応する桁上
げ信号、114は桁上げ信号選択回路によって選択され
た2つの桁上げ信号から桁あふれ検出回路109によっ
て生成された桁あふれ信号、116は符号信号選択回路
111によって選択された符号信号、116はゼロ信号
選択回路112によって選択されたゼロ信号である。
10B is a zero detection circuit, 109 is an overflow detection circuit, 1
10 is a selection circuit that selects two adjacent bits from the carry signal generated by each arithmetic circuit 103; 111 is a selection circuit that selects one bit from the operation result output generated by each arithmetic circuit 103; 112 is a selection circuit for each of the arithmetic circuits 103; Zero detection circuit 108
117 is a selection control signal 1 for the selection circuits 110 to 112 described above.
A circuit that generates 18, 119 input data 101, 10
2 and data regarding the effective bit length of the output data 107, 113 is a carry signal corresponding to the upper bit of the two carry signals selected by the carry signal selection circuit 110, and 114 is selected by the carry signal selection circuit. 116 is a code signal selected by the code signal selection circuit 111, and 116 is a zero signal selected by the zero signal selection circuit 112. .

以上のように構成された本実施例の算術論理演算装置に
ついて、以下にその動作を説明する。
The operation of the arithmetic and logic operation device of this embodiment configured as described above will be explained below.

入力データ101と102は各々の対応するビット毎に
演算回路103に入力される。各演算回路103ではこ
れらの入力データ及び下位ビットに対応する演算回路1
03かもの桁上げ信号106をもとに、演算モード制御
回路104の生成する演算モード制御信号1051C応
じた演算が行なわれ、演算結果出力データ107及び上
位ビットに対応する演算回路103への桁上げ信号10
6を生成する。各々演算回路103が生成した桁上げ信
号106は更に桁上げ信号選択回路110に入力され、
演算結果出力データ107は更に符号選択回路111と
ゼロ信号検出回路108とゼロ信号選択回路112に入
力される。
Input data 101 and 102 are input to an arithmetic circuit 103 for each corresponding bit. In each arithmetic circuit 103, the arithmetic circuit 1 corresponding to these input data and lower bits is
Based on the carry signal 106 of 03, an operation is performed according to the operation mode control signal 1051C generated by the operation mode control circuit 104, and a carry is carried to the operation circuit 103 corresponding to the operation result output data 107 and the upper bit. signal 10
Generate 6. The carry signal 106 generated by each arithmetic circuit 103 is further input to a carry signal selection circuit 110,
The operation result output data 107 is further input to a code selection circuit 111, a zero signal detection circuit 108, and a zero signal selection circuit 112.

第1図の例において入力データ101をAi(i=0〜
3)、入力データ102をB t (1= O〜3)と
し、第1ピツ)K対応する演算回路103への桁上げ信
号106をC、演算結果出力データ1+j 107をFi とすると、桁上げ信号選択回路110に
はCk(k=o〜3)が、符号信号選択回路111には
5k=F、(k=o−3) が、セロ信号が入力される
。例えば入力データ101が有効ピット長が4ビツトの
、データA=CN11.入力データ102が有効ビット
長が3ビツトのデータB=(0)001で、演算モード
が加算の場合を考える。
In the example of FIG. 1, the input data 101 is Ai (i=0~
3) If the input data 102 is B t (1=O~3), the carry signal 106 to the corresponding arithmetic circuit 103 is C, and the arithmetic result output data 1+j 107 is Fi, then the carry Ck (k=o-3) is input to the signal selection circuit 110, and 5k=F, (k=o-3) and the cello signal are input to the code signal selection circuit 111. For example, input data 101 has an effective pit length of 4 bits, data A=CN11. Consider the case where the input data 102 is data B=(0)001 with an effective bit length of 3 bits and the operation mode is addition.

(但し入力データが、算術論理演算装置の最大有効ビッ
ト長に満たない場合は、0が上位から充てんされるもの
とする。)各々の演算回路103では次式で示す演算が
行なわれる。
(However, if the input data is less than the maximum effective bit length of the arithmetic logic unit, it is assumed that 0 is filled from the upper part.) Each arithmetic circuit 103 performs the operation shown by the following equation.

Fi=(A、■Bi)C141 c、=A、B、+(A、■Bi)C1+1但し、C4=
0とし、■は排他的論理和を表わす。
Fi=(A,■Bi)C141 c,=A,B,+(A,■Bi)C1+1However, C4=
0, and ■ represents exclusive OR.

この演算の結果として F  =1 、F  =Q、F2=Q、F3=QC=O
C=1G =1 、C3=1 0  1 1    T  2 が生成される。    ゛ 従って桁上げ信号選択回路110には、C=o、C=1
.C2=1.C3=1 が、符号信号選択回路111には、 S  =1 S  =o、52=o、S3=。
As a result of this operation, F = 1, F = Q, F2 = Q, F3 = QC = O
C=1G=1 and C3=1 0 1 1 T 2 are generated.゛Therefore, in the carry signal selection circuit 110, C=o, C=1
.. C2=1. C3=1, but the code signal selection circuit 111 has S=1 S=o, 52=o, S3=.

Oν  1 が、ゼロ信号選択回路112には、 が各々入力されるう いま演算結果出力データ107を、有効ビット長が3ビ
ツトのレジスタに格納する場合を考える。
Let us consider a case where the operation result output data 107, in which Ov 1 and Ov 1 are respectively input to the zero signal selection circuit 112, is stored in a register with an effective bit length of 3 bits.

選択信号生成回路117には入出力データ有効ビット長
データ119(この例では4ビツト、3ピフト、3ビツ
ト)が入力される。例えば本算術論理演算装置全体とし
ての演算状態信号113〜116生成のための有効ビッ
ト長を出力データ107の有効ピット長(この例では3
ビツト)に一致させる場合には、桁上げ信号選択回路1
10では、C1(”C4−3)及び”2(=C4−(3
−1))が、符号信号選択回路111ではS、(=84
−3)力ζゼロ信号選択回路112では、Zl(”=4
−3)が選択されるように選択制御信号118が選択信
号生成回路117において生成される。
Input/output data valid bit length data 119 (4 bits, 3 pifts, 3 bits in this example) is input to the selection signal generating circuit 117. For example, the effective bit length for generating the operation status signals 113 to 116 for the entire arithmetic and logic operation device is the effective pit length of the output data 107 (in this example, 3
(bit), carry signal selection circuit 1
10, C1("C4-3) and"2(=C4-(3
-1)), but in the code signal selection circuit 111, S, (=84
-3) In the force ζ zero signal selection circuit 112, Zl(''=4
A selection control signal 118 is generated in the selection signal generation circuit 117 so that -3) is selected.

この結果、本算術論理演算装置は桁上げ信号113とし
てC1=1を、桁あふれ信号114としてC4■C2=
0を、符号信号115として51=0を、ゼロ信号11
6としてZ、=1を出力する。
As a result, the present arithmetic and logic unit uses C1=1 as the carry signal 113 and C4■C2= as the overflow signal 114.
0 as code signal 115 51=0 as zero signal 11
6 and outputs Z,=1.

なお本実施例では算術論理演算装置の出力する演算状態
信号として上記113〜116の4通りとしたが、他の
演算状態信号について適用できる。
In this embodiment, the arithmetic logic unit outputs four types of operation status signals, 113 to 116, but the present invention can be applied to other operation status signals.

また選択信号生成回路117における選択制御信号11
8の生成論理についても上記の例のみに限らない。
In addition, the selection control signal 11 in the selection signal generation circuit 117
The generation logic of No. 8 is not limited to the above example either.

発明の効果 以上のように、本発明によれば、各ビット毎に生成され
る演算状態信号を選択する回路を設けることにより、演
算の対象となる入出力データの有効ビyト長に応じた演
算状態信号を生成する算術論理演算装置が構成でき、種
々の有効ピット長をもつデータが混在するデータ処理シ
ステムにおける実用的効果は大きい。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, by providing a circuit that selects the calculation status signal generated for each bit, It is possible to configure an arithmetic logic unit that generates arithmetic status signals, and this has a great practical effect in a data processing system in which data with various effective pit lengths coexist.

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

第1図は本発明における一実施例の算術論理演算装置の
ブo ’7り図、第2図は従来の算術論理演算装置の一
例を示すブロック図である。 103・・・・・・演算回路、104・・・・・・演算
モード制御回路、110,111,112・・・・・・
演算状態信号選択回路、113〜116・・・・・・演
算状態信号、117・・・・・・選択信号生成回路。
FIG. 1 is a block diagram of an arithmetic and logic operation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional arithmetic and logic operation device. 103... Arithmetic circuit, 104... Arithmetic mode control circuit, 110, 111, 112...
Arithmetic state signal selection circuit, 113-116...Arithmetic state signal, 117...Selection signal generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の演算対象入力データの対応するビット毎に演算を
行ない、各ビット毎に演算結果に応じた演算状態信号を
生成する演算回路と、上記演算回路の演算のモードを指
定する演算モード制御回路と、上記の各ビット毎に生成
された演算状態信号を入力としその1つを選択して出力
する選択回路と、演算対象入力データの有効ビット長と
演算結果出力データの有効ビット長を入力データとして
、上記選択回路への選択制御信号を生成する選択信号生
成回路を具備し、演算対象入力データ及び演算結果出力
データの有効ビット長に応じて演算装置全体としての演
算状態信号を生成することを特徴とする算術論理演算装
置。
an arithmetic circuit that performs an arithmetic operation on each corresponding bit of a plurality of arithmetic target input data and generates an arithmetic state signal according to the arithmetic result for each bit; an arithmetic mode control circuit that specifies an arithmetic mode of the arithmetic circuit; , a selection circuit that receives the operation status signals generated for each bit as input and selects and outputs one of them, and the effective bit length of the operation target input data and the effective bit length of the operation result output data as input data. , comprising a selection signal generation circuit that generates a selection control signal to the selection circuit, and generates an operation status signal for the entire arithmetic device according to the effective bit length of the operation target input data and the operation result output data. an arithmetic and logic unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6329840A (en) * 1986-07-23 1988-02-08 Hitachi Ltd Bit arithmetic processing unit
JPS6336434A (en) * 1986-07-31 1988-02-17 Nec Corp Arithmetic unit

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