JPS61168040A - キヤリ・ルツク・アヘツド付加算器 - Google Patents

キヤリ・ルツク・アヘツド付加算器

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Publication number
JPS61168040A
JPS61168040A JP60007371A JP737185A JPS61168040A JP S61168040 A JPS61168040 A JP S61168040A JP 60007371 A JP60007371 A JP 60007371A JP 737185 A JP737185 A JP 737185A JP S61168040 A JPS61168040 A JP S61168040A
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JP
Japan
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carry
signal
output
gate
propagation
Prior art date
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Pending
Application number
JP60007371A
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English (en)
Inventor
Shingo Tsujimichi
辻道 信吾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS61168040A publication Critical patent/JPS61168040A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G06F7/50Adding; Subtracting
    • G06F7/505Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination
    • G06F7/506Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination with simultaneous carry generation for, or propagation over, two or more stages
    • G06F7/508Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination with simultaneous carry generation for, or propagation over, two or more stages using carry look-ahead circuits

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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、6MO8により構成されて静的に動作する
キャリ・ルック・アヘッド付加算器に関するものである
〔従来の技術〕
従来この稽の並列加算器において、キャリをどのように
伝播させるかは加算器の性能に大きく影響する重要な問
題であり、種々の回路が発明されている。その一つの方
式としてマンチェスタ、型キャリ伝播回路がある。
第2図は例えばC,ミード#L、コンウェイ共著の「超
LSIシステム入門」に掲載されているマンチェスタ型
キャリ伝播回路の回路に若干の変更を加えた回路図であ
る。この第2図は並列加算器内のキャリを生成、抹消、
伝播する回路を抜粋して回路図にしたものであり、4ビ
ット分のキャリ生成、抹消、伝播回路21〜24(以下
キャリブロックと呼ぶ)と、その出力部に減衰した信号
レベルを回復し、遅延時間を短くする為のインバータの
2段を付加したブロックで構成したものである。図中、
PCはプリチャージ信号、Ko%K。
はキャリ抹消信号、Po”Psはキャリ伝播信号、CI
Nはキャリ入力、COUTはキャリ出力である。
なお、図中のトランジスタは全てNMOSトランジスタ
で構成されている。
次て、この回路の動作を説明する。この回路は2段のタ
イミングで動作するので、これらのタイミングをタイミ
ングA、タンミングBと呼んで以下説明する。
まず、タンミングAではプリチャージ信号PCによりキ
ャリヤ人力CINからキャリヤ出力COUTまでのキャ
リ伝播経路をプリチャージして「高jレベルにする。こ
のとき、入力オペランドからプリチャージ信号PCとキ
ャリ抹消信号K。−K。
を進備するが、これらの信号自身は「低」レベルにし、
夫々制御するトランジスタは予め高インピーダンスにさ
れている。
次に、タイミングBでプリチャージ信号PCとキャリ抹
消信号I(。〜に、に従ってキャリの伝播と抹消を行な
う。この場合、プリチャージ信号PCがアクティブのと
きは下位のキャリを伝播してこのビットのキャリとし、
キャリ抹消信号に0〜に、がアクティブのときはディス
チャージしてキャリを低レベルにする。尚、予めプリチ
ャージしであるので、キャリを生成して「高」レベルに
する場合はタイミングBでは何もする必要はない。
この回路ではプリチャージ信号PCやキャリ抹消信号に
0〜に、は全ビットで同時に定まるので、あるビットで
キャリを生成、または抹消する動作は速いが、プリチャ
ージ信号PCがアクティブであるビットが連続した場合
には、下位で生成、もしくは抹消したキャリを1ピツト
ごとにトランスミッションゲートな経由して伝播させる
ため遅くなる。
そこで、この場合のキャリ伝播時間を短縮するための手
段として第3図の回路図に示す回路が考えられる。この
回路は第2図の回路にキャリブロック21〜24の全て
のビットかプリチャージ信号PCでアクティブになった
場合にのみ、キャリブロック21〜24からのキャリ入
力信号をそのままキャリ出力信号とするキャリ・ルック
・アヘッド回路30を付加したものである。
この第3図の回路の動作はほとんどの場合、第2図の回
路と同じであるが、前記のようにキャリブロック21〜
24の全てのビットでプリチャージ信号PCがアクティ
ブになった場合は、キャリ・ルック・アヘッド回路30
によりキャリ入力CINをその11キヤリ出力COUT
として出力する。
ただし、この場合も、キャリブロック21〜24丙の各
ビットへのキャリ信号はトランスミッションゲートを伝
播させる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のキャリ・ルック・アヘッド付加算器は以上のよう
に構成されているので、キャリブロックにおけるキャリ
を伝播する回路をあらかじめプリチャージする動作をさ
せているため、信号設定などのタイミング条件がきびし
く、また、これを静的に動作させた場合には論理「1」
信号の伝播時間と論理rOJ信号の伝播時間に大きな差
が生ずるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、キャリの伝播を静的に行なうとともにトラン
スミッションゲートにおける論理「1」信号と論理「0
」信号の伝播時間を同一時間とし、かつTGで減衰し良
信号レベルを回復する機能を持つキャリ・ルック・アヘ
ッド回路付加算器を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るキャリ・ルック・アヘッド付加算器は、
NMOSトランジスタとこのNMOSトランジスタより
駆動能力の大きいPMOSトランジスタとを直列接続し
、キャリの生成、抹消を行なう複数のキャリブロックと
、これらキャリブロックの出力信号及びキャリ入力を、
キャリ伝播信号に基づいて択一人力し、0MO8論理に
よる複数のゲートによって構成したキャリ・ルック・ア
ヘッド回路とを備えたものである。
〔作用〕
この発明におけるキャリ・ルック・アヘッド付加算器は
、キャリ・ルック・アヘッド回路がキャリ入力とキャリ
ブロックからの出力信号を択一するため一方の信号の安
定・不安定にかかわらずキャリ信号を出力し、かつキャ
リブロックからの出力信号をCMOSによる論理ゲート
で経由させるので減衰した信号レベルを回復できるとと
もに、キャリブロックのキャリ生成、抹消回路が高信号
と低信号の伝播時間を同一にする。
〔襦項肴実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図は、この発明におけるキャリ・ルック・アヘッド付加
算器の1ブロツクを4ビツト構成とした場合の1ブロツ
ク分のキャリ生成、抹消、伝播を行なう回路を示し九回
路図である。
図において、GO〜G、はキャリ生成信号である。
この第1図の回路は、各ビットごとにキャリ伝播信号P
0〜P、により制御されるキャリ伝播回路1a〜4aと
、キャリ生成信号00〜G、及びキャリ抹消信号に0〜
に、により制御されるキャリ生成抹消回路1b〜4bと
が夫々接続された複数のキャリブロック1〜4と、キャ
リ入力信号5と出力信号6を入力し、キャリ伝播P、−
P、の値によりそれらの信号5.6を択一するキャリ・
ルック・アヘッド回路10とから構成されている。
また、上記キャリ・ルック・アヘッド回路10内の各ゲ
ート10a〜10eVi全て0MO8論理ゲートであり
、特にゲート10eとのキャリ生成・抹消回路1b〜4
bのNMOSトランジスタ1c〜4CとPMOSトラン
ジスタ1d〜4dからなるトランジスタペアにおいては
、PMOSトランジスタ1d〜4dの駆動能力をNMO
8トランジスタIC〜4Cの駆動能力より大きくしであ
る。
また、図のキャリ・ルック・アヘッド回路10において
グー)10aはキャリ伝播信号P0〜P。
をチェックするための4人力NANDゲートを用い、ま
たゲート10bはゲート10aの出力を反転するための
インバータを用い、かつグー)10cとゲート10dは
ゲート10aとゲート10bの出力に従って前記キャリ
入力信号5と出力信号6のうち一方を選択するための2
人力NANDゲートを用いる。さらに、ゲートlOeは
ゲート10cと10dの出力を1つにまとめ、かつ次段
の図示しないトランスミッションゲートを駆動するため
2人力NANDゲートを用いる。
次にこのような構成からなる一実施例の動作を第1図を
参照しながら説明する。加算が開始されると、図示しな
い外部の2つの入力オペランドからますキャリ伝播信号
P6’=Pl、キャリ生成G、−zG、 、キャリ抹消
信号に0〜に、の各信号が全ビット同時に決定される。
その後、各キャリ生成、抹消回路1b〜4bからの信号
がアクティブの場合はキャリを生成、もしくは抹消する
ことによりキャリを定める。また、キャリ伝播信号P0
〜Plがアクティブの場合は下位からキャリブロック1
〜4を経由してキャリが伝播され、このピッ 。
トのキャリが定まる。なお、この第1図の回路は静的に
動作するので、キャリ伝播の過程において「高」レベル
から「低」レベルの変化も「低」レベルから「高」レベ
ルの変化もおこり得る。
次にキャリ・ルック・アヘッド回路10の動作を説明す
る。グー)10a、10bの働きにより全ビットでキャ
リ伝播信号P o ” P sがアクティブの場合はグ
ー)10cに低信号が、ゲート10dKは高信号が入力
され、その他の場合はゲート10cに高信号が、グー)
10dには低信号が入力される。
グー)10c、10dはその真理値表から入力の一方が
「低」レベルなら出力は常に「高」レベル、一方が「高
」レベルなら出力は他の入力の反転値を出力する。従っ
て、上記のように全ビットでアクティブの場合はグー)
10cの出力は常に「高」レベル、グー)10dの出力
はCINとなりゲート10eの出力すなわちキャリ出力
cou’rはキャリ入力CINとなる。この際に1 ゲ
ート10a。
10b、10cの出力はキャリ伝播信号P0〜P。
が定まるとすぐに定まるから、キャリ出力COUTはブ
ロック内部のキャリの伝播状況KかかわりなくキャリC
lN4Cより定まる。次に全ビットがアクティブでない
、その他の場合はアクティブである場合と同様の理由で
キャリ入力CINの値にかかわらず、キャリブロック1
〜4内部で生成され、伝播された出力信号6がキャリ出
力cou’rとなる。
この回路の最終段のゲートloe及びキャリ生成、抹消
回路1b〜4bのトランジスタペアは条件によって1段
から4段の図示しない外部のトランスミッションゲート
な駆動することになる。一般にトランスミッションゲー
トでは高信号の伝播には低信号の伝播に比べて数倍の時
間が必要であるが、これらのゲート10a〜10e及び
PMOSトランジスタ1d〜4d及びNMOSトランジ
スタIC〜4Cからなるトランジスタベアでは既に述べ
たようにPMOSトランジスタ1d〜4dの駆動能力な
NMOSトランジスタIC〜4Cの駆動能力より大きく
しであるので高信号も低信号も同じ伝播時間で伝わる。
また、いかなる場合でもキャリ信号はキャリ・ルック・
アヘッド回路10内で論理ゲート2段を経由して後段の
図示しないブロックに出力されるので、キャリブロック
1〜4を伝播して減衰した信号レベルは、必ずこのキャ
リ・ルック・アヘッド回路10で回復する。
なお、上記実施例ではキャリ・ルック・アヘッド回路1
0をCMOS論理のゲート10a〜10eで構成したが
、一部にトランスミッションゲートを用いて構成するこ
ともできる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば静的に動作し、かつ、
論理「1」信号と論理「0」信号の伝播時間が同一とな
るよう構成したので、動作速度と回路の簡便さを維持し
ながら、よりゆるやかな動作タイミングで動作するキャ
リ・ルック・アヘッド付加算器が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるキャリ・ルック・ア
ヘッド付加算器を示す回路図、第2図は従来のキャリ・
ルック・アヘッド付加算器のマンチェスタ型キャリ伝播
回路を示す回路図、第3図は従来のキャリ・ルック・ア
ヘッド付加算器のキャリ伝播部を示す回路図である。 図において、1〜4はキャリブロック、  1a〜4a
はキャリ伝播回路、  1b〜4bはキャリ生成、抹消
回路、  IC−4CはNMOSトランジスタ、  1
d〜4dはPMOSトランジスタ、  5けキャリ入力
信号、  6は出力信号、  10はキャリ・ルック・
アヘッド回路、  103〜10eはゲート、  11
〜14はキャリ伝播信号である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 外部から入力するキャリ伝播信号により制御され、キャ
    リ入力の伝播を行なうキャリ伝播回路と該外部から入力
    するキャリ生成信号及びキャリ抹消信号により制御され
    、前記キャリ入力の生成、抹消を行なうNMOSトラン
    ジスタとこのNMOSトランジスタの駆動能力より大き
    い駆動能力を持つPMOSトランジスタとが接続された
    キャリ生成、抹消回路とから成る複数のキャリブロック
    と、前記外部からのキャリ伝播信号、及びキャリ入力信
    号、並びに前記複数のキャリブロックによつて伝播され
    た前記出力信号とを入力し、複数のCMOS論理による
    ゲートによつて該キャリ伝播信号に基づき該出力信号あ
    るいは該キャリ入力のうち一方を選択するよう構成した
    キャリ・ルック・アヘッド回路とを備えたキャリ・ルッ
    ク・アヘッド付加算機。
JP60007371A 1985-01-21 1985-01-21 キヤリ・ルツク・アヘツド付加算器 Pending JPS61168040A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02220130A (ja) * 1989-02-22 1990-09-03 Hitachi Ltd 論理回路
KR100520591B1 (ko) * 1996-10-29 2006-01-27 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 가산회로및그레이아웃구조
JP2009531781A (ja) * 2006-03-23 2009-09-03 株式会社東芝 メモリ利用計算システム及び同システムを用いる方法

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JPH02220130A (ja) * 1989-02-22 1990-09-03 Hitachi Ltd 論理回路
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