JPS61224035A - 演算処理装置 - Google Patents

演算処理装置

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JPS61224035A
JPS61224035A JP60065398A JP6539885A JPS61224035A JP S61224035 A JPS61224035 A JP S61224035A JP 60065398 A JP60065398 A JP 60065398A JP 6539885 A JP6539885 A JP 6539885A JP S61224035 A JPS61224035 A JP S61224035A
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exponent
sign
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JP60065398A
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Ikuo Yamada
郁夫 山田
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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〕 本発明は演算処理装置に関し、特に浮動小数点データの
指数演算処理方式の改良に関する。
〔概 要〕
本発明は、浮動小数点データの演算処理を行う演算処理
装置において、 浮動小数点データの指数を64増し表示から2の一補数
表示へ変換し、符号拡張して指数演算を行い、指数演算
の最終結果の符号ピントを反転して出力するとともに、
その最終結果かみ指数のアンダフローおよびオーバフロ
ーを検出することにより、指数データを演算する手段で
のアンダフローおよびオーバフローが防止され、指数の
アンダフロー、オーバフローの検出およびその回復の制
御が容易にできるようにしたものである。
〔従来の技術〕
第7図は、浮動小数点データ形式を示す図である。
負数は符号ビットに1をもつ2の補数として表される。
浮動小数点データの指数部には16進表示した場合の数
が入り、実際の値より64だけ大きい値が設定される(
この明細書では「64増し表示」という)。仮数は、小
数点が第8ビツトのすぐ左にあると見做される。それぞ
れ単精度、倍精度、4倍精度で桁数が異なる。
まず、乗除算における指数演算の最大値および最小値に
ついて説明する。
(1)  指数演算の最大値 ■ 乗算の場合 0PI(7)指数が+63.0P2(7)指数が+63
で事前正規化の補正がなく演算結果の仮数部が正規化さ
れている場合、指数演算結果は +63+63= + 126 になる。
■ 除算の場合 OPIの指数が+63で正規化され、OF2の指数が−
64で4倍精度データで最下位桁以外がすべてOのとき
、事前正規化でOPlの指数は+63のままで、OF2
の指数は −64−27=−91 になり、事後正規化では整数部にO以外の数がたったと
き指数へ+1の補正がある。したがって、上位の指数演
算結果は +63−(−91) + 1 = +155になる。
(2)指数演算の最小値 ■ 1乗算の場合 OPIの指数が−64、OF2の指数が−64で4倍精
度データであり、OPIおよびOF2の最下位桁以外が
すべてOのとき、事前正規化でOPlの指数は −64−27=−91 になり、0P20指数は −64−27=−91 になる。事後正規化で仮数部が最大左1桁シフトのとき
、指数演算結果は −91−91−1= −183 になり、下位の指数演算結果は上位より14小さくなる
ために −183−14= −197 になる。
■ 除算の場合 OPIの指数が−64で、OF2の指数が+63で4倍
精度データで最下位桁以外がすべて0で正規化されてい
るとき、事前正規化でOPIの指数は −64−27=−91 になり、OF2の指数は+63のままである。事後正規
化では、そのままかあるいは右1桁シフトの補正しかな
いので、上位の指数演算結果は−91−63=−154 になり、下位の指数演算結果は上位より14小さくなる
ために、 −154−14= −168 になる。
以上の説明から、指数演算結果eの範囲は、=197≦
e≦+155 になり、制御ビット幅が7ビツトでは指数の符号が失わ
れてオーバフローあるいはアンダフローが生ずる。
第8図は、従来の演算処理装置の一例を示すブロック構
成図である。
参照番号2は、SVR、メモリからの指数データと、4
ウエイセレクタ8の出力のいずれか一方を入力する7ビ
ツト幅の2ウエイセレクタ付OP1指数レジスタである
。参照番号3は、同じくSVR、メモリからの指数デー
タと、4ウエイセレクタ8の出力のいずれか一方を入力
する7ビツト幅の2ウエイセレクタ付OP2指数レジス
タである。参照番号4は、2ウエイセレクタ付OP2指
数レジスタ3の正出力と反転出力とを切り換える7ビツ
ト幅の2ウエイセレクタである。参照番号5は、2ウエ
イセレクタ付OPI指数レジスタ2と2ウエイセレクタ
4の出力との間で演算を行う7ビツト幅の指数アダーで
ある。参照番号6は、指数アダー5の出力を受ける7ビ
ツト幅の指数中間結果レジスタである。
参照番号7は、指数退避レジスタ9の出力と事前正規化
量の出力との間で、事前正規化の指数補正を行う7ビツ
ト幅の事前正規化指数補正アダーである。参照番号8は
、2ウエイセレクタ付OP1指数レジスタ2と、2ウエ
イセレクタ付OP2指数レジスタ3と、事前正規化指数
補正アダー7と指数退避レジスタ9の4出力から一つを
選択する4ウエイセレクタである。参照番号9は、4ウ
エイセレクタ8の出力を受けるワーク用の指数退避レジ
スタである。
参照番号10は、指数中間結果レジスタ6の出力と事後
正規化量の出力との間で、事後正規化の指数補正を行う
7ビツト幅の事後正規化指数補正アダーである。
参照番号14は、指数アダー5の出力からオーバフロー
、アンダフローを判定する例外検出回路(■である。参
照番号15は、事前正規化指数補正アダー7の出力から
アンダフローを判定する例外検出回路(n)である。参
照番号16は、事後正規化指数補正アダー10の出力か
らオーバフロー、アンダフローを判定する例外検出回路
<m>である。
参照番号17は、例外検出回路(1)、(II)、(I
II)I4.15.16から最終的なオーバフロー、ア
ンダフローを検出する例外検出回路(IV)である。
参照番号13は、例外検出回路(IV)17の出力を受
ける例外フラグレジスタである。参照番号19は、例外
検出回路(IV)17の出力により事後正規化指数補正
アダー10の出力の補正を行う演算結果補正回路であり
、指数演算結果レジスタ11にその結果が出力される。
例外フラグレジスタ13の出力は、例外制御部に送出さ
れる。指数演算結果レジスタ11の出力は、SVR、メ
モリに送出される。
ここで、SvRはソフトウェア・ヴイジブル・レジスタ
(software visible registe
rソフトウェア管理下のレジスタ)である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上説明したように、このような従来の演算処理方式で
は、指数アゲ−の出力データから指数の符号が失われる
オーバフロー、アンダフローの検出が複雑であり、また
オーバフロー、アンダフローからの回復の制御もさらに
複雑になる欠点があった。したがって、これを解決する
には制御ビット幅を増やさなければならない問題点があ
った。
本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、
浮動小数点データの指数演算処理において、オーバフロ
ー、アンダフローの検出およびその回復の制御を簡単に
行うことができる演算処理装置を提供することを目的と
する。
C問題点を解決するための手段〕 本発明は、64増し表示の浮動小数点データを入力し、
そのデータの指数データを2の補数表示で演算する第一
の手段と、この手段の出力と事後正規化量の出力との間
で事後正規化の指数補正を行う第二の手段とを備えた浮
動小数点データを処理する演算処理装置において、上記
浮動小数点データを入力し、その指数部の最上位ビット
を反転し、反転したビットを上位へ符号拡張して上記第
一の手段に出力する符号拡張手段と、上記第二の手段で
得られた指数演算の最終結果から指数のアンダフローお
よびオーバフローを検出する例外検出手段と、上記指数
演算の最終結果の符号ビットを反転して出力する符号反
転手段とを備えたことを特徴とする。
〔作 用〕
本発明は、浮動小数点データの指数を64増し表示から
2の補数表示へ変換し、符号拡張して指数演算を行い、
指数演算の最終結果の符号ビットを反転して出力するこ
とにより、制御ビット幅を増やすことなく指数データを
演算する手段でのアン   ゛ダフローおよびオーバフ
ローが防止され、またその最終結果から指数のアンダフ
ローおよびオーバフローを検出できるのでその回復の制
御を容易に行うことができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例方式を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明演算処理装置の一実施例を示すブロッ
ク構成図である。
第1図において、SVR,メモリからの出力は、符号拡
張回路1を介して2ウェイセレクタ付0P−1指数レジ
スタ2および2ウエイセレクタ付OP2指数レジスタ3
の一方の入力に接続される。2ウエイセレクタ付OP2
指数レジスタ3の正出力は、2ウエイセレクタ4の一方
の入力および4ウエイセレクタ8の第一の入力に接続さ
れ、反転出力は2ウエイセレクタ4の他方の入力に接続
される。2ウエイセレクタ4の出力は、指数アダー5の
一方の入力に接続される。2ウエイセレクタ付OPI指
数レジスタ2の出力は、指数アダー5の他方の入力およ
び4ウエイセレクタ8の第二の入力に接続される。指数
アダー5の出力は、指数中間結果レジスタ6に接続され
る。
事前正規化量の出力を一方の入力とする事前正規化指数
補正アダー7の出力は、4ウエイセレクタ8の第三の入
力に接続される。4ウエイセレクタ8の出力を入力とす
る指数退避レジスタ9の出力は、4ウエイセレクタ8の
第四の入力および事前正規化指数補正アダー7の他方の
入力に接続される。また、4ウエイセレクタ8の出力は
分岐して2ウエイセレクタ付OPI指数レジスタ2およ
び2ウエイセレクタ付OP2指数レジスタ3の他方の入
力に接続される。
指数中間結果レジスタ6の出力および事後正規化量の出
力を入力とする事後正規化指数補正アダー10の出力は
、指数演算結果レジスタ11および例外検出回路12に
接続される。例外検出回路12の出力は、例外フラグレ
ジスタ13を介して例外制御部に送出される。指数演算
結果レジスタ11の出力は、符号反転回路18を介して
SVR、メモリに送出される。
第2図は、符号拡張回路1の一実施例を示す回路図であ
る。符号拡張回路1は、SVR、メモリからのデータの
指数部7ビツトの最上位ビットを反転し、反転したビッ
トを上位へ2ビット符号拡張して出力する。
2ウエイセレクタ付OPI指数レジスタ2および2ウエ
イセレクタ付OP2指数レジスタ3は、符号拡張回路1
と4ウエイセレクタ8の出力のいずれか一方を入力する
9ビツト幅のレジスタである。2ウエイセレクタ4は、
2ウエイセレクタ付OP2指数レジスタ3の正出力と反
転出力とを切り換える9ビツト幅のセレクタである。指
数アダー5は、2ウエイセレクタ付OP1指数レジスタ
2と2ウエイセレクタ4の出力との間で9ビツト幅で演
算を行う。
事前正規化指数補正ア、ダー7は、指数退避レジスタ9
と事前正規化量の出力との間で、事前正規化の指数補正
を9ビア)幅で行う。4ウエイセレクタ8は、2ウエイ
セレクタ付OPI指数レジスタ2.2ウエイセレクタ付
OP2指数レジスタ3、事前正規化指数補正アダー7ま
たは指数退避レジスタ9の4出力のいずれか一つを選択
する。
事後正規化指数補正アダー10は、指数中間結果レジス
タ6と事後正規化量の出力との間で事後正規化の指数補
正を9ビツト幅で行う。指数演算結果レジスタ11は、
事後正規化指数補正アダー1oの出力を受け、下位7ビ
ツトが符号反転回路18へ出力される。
第3図は、符号反転回路18の一実施例を示す回路図で
ある。符号反転回路18は、指数演算結果レジスタ11
からの出カフビットの最上位ピントを反転してSVR、
メモリへ出力する。
第4図は、例外検出回路12の一実施例を示す回路図で
ある。例外検出回路12は、事後正規化指数補正アダー
10の出力から指数演算のオーバフロー、アンダフロー
を判定して例外フラグレジスタ13に出力する。
例外検出は、第4図に示すように事後正規化指数補正ア
ダー10の出力のビット1とビット2が、「lO」でア
ンダフロー、「01」でオーバフローを示す。
演算は、すべて2の補数表示の9ビツトで行われる。
次に、単精度データを例にとり乗算の場合の具体例につ
いて説明する。
第一のケースは、事前正規化補正でアンダフローが発生
し、最終結果で回復する場合である。
OPIのデータは 00012345イ→+16−” Xo、012345
とし、OF2のデータは 7F010000.→+16”Xo、010000とす
ると、2ウエイセレクタ付OPI指数レジスタ2の入力
形式は[111000000]、2ウエイセレクタ付O
P2指数レジスタ3の入力形式は[000111111
] となる。
OPIの正規化量は「1」であるから、OPIの事前正
規化による補正は、事前正規化指数補正アダー7におい
て、 +)111111111  (−1) であるので、r−65Jとなりアンダフローカi発生す
る。
OF2の正規化量は「1」であるから、OF2の事前正
規化による補正は、事前正規化指数補正アダー7におい
て、 000111111  (+63) +   111111  11(−1)0001111
10  (+62) であるのでr+62Jとなる。
次に指数演算は、指数アダー5において、+)0001
11110 (+62) であるので「−3」となり回復する。
次に仮数部の演算は、 0、123450 x 0.100000 = 0.0
12345となり、事後正規化量は「−1」となる。し
たがって、事後正規化の指数補正は、事後正規化指数補
正アダー10において、 +)111111111 (−1) であるので、指数の最終結果は「−4」となり指数演算
結果レジスタ11にセットされ、符号反転回路1日に下
位7ビツトが入力され、最上位ピントが反転されてSV
R、メモリに出力される。
したがって、中間結果の指数のオーバフロー、アンダフ
ローを考慮する必要がない。
第5図は、以上の過程を説明するフローチャートである
第二のケースは、指数演算でオーバフローが発生し、最
終結果で回復する場合である。
OPIのデータは 7F100000H−+ 16” x O,10000
0とし、OF2のデータは 41100000H→+16’ xO,100000と
すると、2ウ工イセレクタ付OPI指数レジスタ20入
力形式は[000111111コ、2ウエイセレクタ付
OP2指数レジスタ3の入力形式%式% OPIおよびOF2は共に正規化されているから事前正
規化による補正はない。指数演算は、指数アダー5にお
いて、 000111111  (+63) +)000000001  (+1) 001000000 (+64) であるので、r+64Jとなりオーバフローが発生する
次に仮数部の演算は、 0、100000 x 0.100000 = 0.0
10000となり、事後正規化量は「−1」となる、し
たがって、事後正規化の指数補正は、事後正規化指数補
正アダーlOにおいて、 001000000 (+64) +’)111111111  (−1)0001111
11  (+63) であるので、指数の最終結果はr+634となり指数演
算結果レジスタ11へセットされ、符号反転回路18に
下位7ビツトが入力され、最上位ビットが反転されてS
VR,メモリに出力される。
第6図は、以上の過程を説明するフローチャートである
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように、指数を64増し表示か
ら2の補数表示へ変換し、符号拡張して指数演算を行う
ことにより、指数の符号が失われるオーバフロー、アン
ダフローの検出およびそれからの回復の制御が容易にな
り、指数演算処理のハードウェアおよびソフトウェアが
ともに簡単になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック構成図。 第2図は本発明実施例装置の符号拡張回路の一例を示す
回路図。 第3図は本発明実施例装置の符号反転回路の一例を示す
回路図。 第4図は本発明実施例装置の例外検出回路の一例を示す
回路図。 第5図および第6図は本発明実施例装置の動作過程を説
明するフローチャート。 第7図は浮動小数点データ形式を示す図。 第8図は従来の演算処理装置を示すブロック構成図。 1・・・符号拡張回路、2・・・2ウエイセレクタ付O
P1指数レジスタ、3・・・2ウエイセレクタ付oP2
指数レジスタ、4・・・2ウエイセレクタ、5・・・指
数アダー、6・・・指数中間結果レジスタ、7・・・事
前正規化指数補正アダー、8・・・4ウエイセレクタ、
9・・・指数退避レジスタ、10・・・事後正規化指数
補正アダー、11・・・指数演算結果レジスタ、12・
・・例外検出回路、13・・・例外フラグレジスタ、1
4・・・例外検出回路(I)、15・・・例外検出回路
(U)、16・・・例外検出回路(III)、17・・
・例外検出回路(IV)、L8・・・符号反転回路、1
9・・・演算結果補正回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)64増し表示の浮動小数点データを入力し、その
    データの指数データを2の補数表示で演算する第一の手
    段と、 この手段の出力と事後正規化量の出力との間で事後正規
    化の指数補正を行う第二の手段と を備えた浮動小数点データを処理する演算処理装置にお
    いて、 上記浮動小数点データを入力し、その指数部の最上位ビ
    ットを反転し、反転したビットを上位へ符号拡張して上
    記第一の手段に出力する符号拡張手段(1)と、 上記第二の手段で得られた指数演算の最終結果から指数
    のアンダフローおよびオーバフローを検出する例外検出
    手段(12、13)と、 上記指数演算の最終結果の符号ビットを反転して出力す
    る符号反転手段(18)と を備えたことを特徴とする演算処理装置。
JP60065398A 1985-03-29 1985-03-29 演算処理装置 Pending JPS61224035A (ja)

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JP60065398A JPS61224035A (ja) 1985-03-29 1985-03-29 演算処理装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107743613A (zh) * 2015-06-24 2018-02-27 Arm 有限公司 用于处理浮点值的装置和方法

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JPS5679336A (en) * 1979-11-29 1981-06-29 Fujitsu Ltd Decision circuit for exponential part operation result

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