JPS61296427A - 算術論理ユニツトとその駆動方法 - Google Patents

算術論理ユニツトとその駆動方法

Info

Publication number
JPS61296427A
JPS61296427A JP60138822A JP13882285A JPS61296427A JP S61296427 A JPS61296427 A JP S61296427A JP 60138822 A JP60138822 A JP 60138822A JP 13882285 A JP13882285 A JP 13882285A JP S61296427 A JPS61296427 A JP S61296427A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input signal
subtraction
circuit
output
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60138822A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Yasumoto
安本 雅昭
Tadayoshi Enomoto
榎本 忠儀
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP60138822A priority Critical patent/JPS61296427A/ja
Priority to EP86108346A priority patent/EP0208939A3/en
Priority to CA000511963A priority patent/CA1257003A/en
Priority to US06/876,026 priority patent/US4849921A/en
Publication of JPS61296427A publication Critical patent/JPS61296427A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ
、デジタルシグナルプロセッサ等を構成する最も基本的
でかつ重要な算術論理ユニット(Arithmatic
 LOIIiCUnit、略名ALTO)及びその駆動
方法に関する。
(従来技術およびその問題点) ALU#″i、2個のデジタル入力信号の論理演算(論
理積、論理和、排他的論理和等)や算術演算(加算、減
3りを行なう演算ユニットで、コンピュータの最も重要
なブロックである。デジタル入力信号は通常2の補数表
示で数値を表現する。このように数値を2の補数で表現
するのけ、算術演算において、数値の正負を表現しやす
い、加算回路と減算回路とがほぼ等しい回路で構成でき
る等の理由による。
通常のALUは、先に示した様な複数の演算機能を有し
、これらを有効に利用すれば、他の演算。
例えば、乗算、除算等も行なえる。基本的な四則演算の
他に、重要な演算として、絶対値演算がある。特に、大
切なものは、2つの入力信号、A。
Bの差の絶対値演算、IA−Blである。例えば、伝送
信号の歪を除去する自動等化器において伝送信号のサン
プル値と参照信号の差(誤差信号)の絶対値が最小とな
るようなアルゴリズムを使用する場合等に必要である。
ところが従来のATJUにこの機能がないから、いろい
ろの工夫が行なわれていた。
第3図は、従来の絶対値演算方式の一例を示すブロック
図である。101は従来の算術論理ユニットである。1
01には減算機能があるが、絶対値演算機能はない。1
02は符号反転回路である。
今、入力線103.104に入力される信号をそれぞれ
A、  Bとする。101の出力の信号線105には、
減算結果C=(A−B )が出力される。次に、102
は減算結果Cの符号を判定し、この符号が正の場合、減
算結果Cがそのまま出力信号線106に出力される。即
ち、D=Cとなる。一方、Cの符号が負の場合、これを
反転しp=−cを106に出力する。一般に102は減
算回路で構成され、D=Q−Cの演算を行なう。以上の
作動により、出力信号線106の信号りとして、p=I
A−Blが得られる。この第3図の方式は、従来のAL
Uと減算回路とを縦続に接続してなるから、従来方式に
は演算時間が長い等の問題点がある。従って、リアルタ
イムで入力信号の信号処理を行なうことを主目的とした
デジタルシグナルプロセッサの高速化の障害の1つとな
っている。これを高速化する方法としては、101と1
02をそれぞれ別のクロック周期で動作させる方法すな
わち、パイプラインアーキテクチャがある。この場合、
動作速度は101又は102個々の演算時間のみで決定
されるから、実効的に高速化が可能である。しかし、外
部から入力する命令が2個の命令に分割されるから、命
令数の増加、命令の複雑化という新たな問題が発生する
そこで、本発明の目的は、従来の問題を解消し、2つの
入力信号の差の絶対値演算命令が他の論理演算や算術演
算と同様に1命令で実行でき、しかも絶対値演算が加算
や減算演算と同様に短い演算時間にて実行できるALU
およびその駆動方法を提供することKある。
(問題点を解決するための手段) 前述の問題点を解決するために本願の第1の発明が提供
する算術論理ユニットは、複数ビットの2の補数で表現
される第1の入力信号と第2の入力信号との論理積、論
理和、排他的論理和その他の論理演算並びに前記第1の
入力信号に前記第2の入力信号を加える加算演算及び前
記第1の入力信号から前記第2の入力信号を減ずる減算
演算を行なう算術論理回路と、前記第2の入力信号から
前記第1の入力信号を減ずる減算回路と、前記算術論理
回路の出力信号と前記減算回路の出力信号のうちのいず
れか一方を選択する選択回路とからなることを特徴とす
る。
また、前述の問題点を解決するために本願の第2の発明
が提供する手段は、複数ビットの2の補数で表現される
第1の入力信号と第2の入力信号との論理積、論理和、
排他的論理和その他の論理演算並びに前記第1の入力信
号に前記第2の入力信号を加える加算演算及び前記第1
の入力信号から前記第2の入力信号を減ずる減算演算を
行なう算術論理回路と、前記第2の入力信号から前記第
1の入力信号を減ずる減算回路と、前記算術論理回路の
出力信号と前記減算回路の出力信号のうちのいずれか一
方を選択する選択回路とからなる算術論理ユニットの駆
動方法であって:第1の動作モードでは;前記算術論理
回路の演算モードを論理積モード、論理和モード、排他
的論理和モードその他の論理演算モード又は加算モード
若しくは減算モードの算術モードのうちのいずれか1つ
に演算モードを設定し、前記選択回路に前記算術論理回
路の出力信号を選択させ、前記第1及び第2の入力信号
の論理積、論理和、排他的論理和その他の論理演算の結
果又は加算若しくは減算の結果のうちの1つを出力させ
:第2の動作モードでは;前記算術論理回路を減算モー
ドにし、前記算術論理回路に前記第1の入力信号から前
記第2の入力信号を減じた減算結果を出力させ、この減
算結果が正の場合には前記選択回路に前記算術論理回路
の出力信号を選択させ、前記減算結果が負の場合には前
記選択回路に前記減算回路の出力信号を選択させて前記
第1及び第2の入力信号の差の絶対値演算結果を出力さ
せることを特徴とする。
(作用) 第1図は本願の第4の発明に対応する構成の算術論理ユ
ニット(All、U )を示すブロック図であり、1は
算術論理ブロック、2は減算回路、3は選択回路である
。1には、第1の入力信号Aと第2の入力信号Bがそれ
ぞれ第1の入力信号線11゜第2の入力信号線12から
入力される。13は命令信号線で、これにより1の演算
モードが決定される。演算モードは通常、論理積、論理
和、排他的論理和、加算、減算等に分けられ、信号線1
4には、これらの演算結果のうち、命令信号線13によ
り指定された演算結果が出力される。20減算回路の出
力の信号線15には、減算結果(B−A)が出力される
。3は、選択回路で、13から入力される演算モードに
より、14.15のうちいずれか一方の信号線の結果を
信号線16に、算術論理ユニット(ALU)の出力信号
りとして出力する。なお、信号線11.12.13,1
4,15゜16はそれぞれ対応する信号のビット数本で
構成される。
以下、第1図を参照して、本願の第2の発明によるAL
Uの駆動方法を説明する。まず、13から、絶対値演算
以外の演算命令が入力された場合(この場合が前述の第
1の動作モードである)、例えば、減算命令が入力され
た場合を考える。この時、1は減算モードに設定される
から、14には、演算結果(A−B)が出力される。一
方、2は常時(B−A)の演算を行ない、15には(B
−A)が出力される。しかし、この場合、3は16の信
号が14の信号に等しくなるように設定されておシ、算
術論理ユニットの出力信号りは(A−B)となる。絶対
値演算以外の演算命令の場合は、同様な動作を行ない、
演算命令に従った出力結果がDとなる。
次に、絶対値演算、即ち、IA−Blの演算の場合(こ
の場合が前述の第2の動作モードである)を説明する。
この時、1は減算モードに設定され、14には(A−B
)が出力され、一方、15には(B−A)が出力される
。3では、次の様な演算が行なわれる。まず、14に出
力されている結果、(A−B)の符号を判定する。2の
補数表示の場合は、最大ビットが気O〃の場合に正、1
1〃の場合に負を示す。最大ビットを判定し、 10〃
の場合、14の信号(A−B)を16へ出力する。
一方、′l〃の場合15の信号(B−A)を16へ出力
する。即ち、(A−B)が正の場合、Dが(A−B)と
なり、(A−B)が負の場合、Dが(B−A)となる。
l A−B 1==l B−A lであるから、Dには
常に正の値、すなわちIA−Blが出力されることにな
る。
(実施例) 第2図に本願の第1の発明の一実施例における選択回路
の具体例を回路図で示す。従って、本図の回路は第1図
の選択回路3の具体例であり、13−1は、命令線13
の中の1本で、13−1の命令の値が11Nのとき第2
の動作モードになり絶対値演算を命令し、嘔O“のとき
第1の動作モードになり絶対値演算以外の演算を命令す
るとする。14−1は、算術論理ブロック1の出力の信
号線14の最大ビット信号線、14−2〜14−Nは、
信号線14の最大ビット以外の信号線で最小ビット1.
4−Nから順に、Oビット目、1ビツト目・・・・・・
・・・となっている。15−1〜15−Nは減算回路2
の信号線15の各ビット毎の信号線で、鐘小ビット15
−Nから最大ビット15−1まで順に、0ビツト目、1
ビツト目、・・・・・・・・・となっている。16−1
−16−Nも同様に、出力信号線16の各ビットごとの
信号線を表わしていん20.21はそれぞれNANDゲ
ート、NOTゲートである。22−1.23−1.24
−1は、1ビット選択回路25−1を構成するNAND
ゲートで、信号線16−1の値と1−で、信号線14−
1又は15−1の値を選択する。以下、25−2.25
−3・・・・・・・・〜25−Nは、各ビット毎に設け
られた選択回路で、25−1と同じ回路構成である。
今、命令線13−1の値が101の場合、NANDゲー
ト20の出力の信号線30の値は、信号線14−1の値
にかかわらず、常に11〃である。
従って、NOTゲート21の出力の信号線31の値は常
に箋0〃となり、選択回路25−1では、信号線16−
1の値と信号線14−1の値とが等しくなる。選択回路
25−2〜25−Nも同じ動作を行ない、これらの出力
の信号線16−1〜16−Hの値は、信号線14−1〜
14−Nの値にそれぞれ等しくなる。即ち、選択回路3
では常に算術論理回路の出力が選択される。
次に信号線13−1の値が11“の場合、すなわち絶対
イ1u演算モードの場合を考える。この時、NANDゲ
ート20の出力の信号線30の値は信号線14−1の値
の反転値であす、例えば、信号線14−1の値が101
の場合、信号線30の値が%1Fとなる。まず、信号線
14−1の値が%0〃、すなわち算術論理回路1の出力
に正の信号(A−B)が出力されている場合について述
べる。このとき、信号線30.31の値はそれぞれ11
〃、および−ONとなる。従って、選択回路25−1〜
25−Nにおいて、信号線14−1〜14−Nの値が選
択され、信号線16−1〜16−Hに出力される。すな
わち、算術論理コーニットの出力は正の信号(A−B)
となる。次に、信号線14−1の値が1111すなわち
算術論理回路1の出力に負の信号(A−B)が出力され
ている場合について述べる。このとき、信号線30.3
1の値はそれぞれ気0〃および東1〃となる。従って、
選択回路25−1〜25−Nにおいて信号線15−1〜
15−Nの値が選択され、信号線16−1〜16−Nに
出力される。信号線15−1〜15−Nには常に(B−
A)の値が存在しているから、算術論理ユニットの出力
は正の値(B−A)となる。従って、2個の入力信号の
差の絶対値を出力することができる。
以上の実施例において、算術論理ブロックlは、従来の
ALUと置きかえても同様に動作する。従って、演算機
能はここに示1−だものに限らない。
(発明の効果) 本発明によれば、2個の信号の差の絶対値演算が、l命
令で、しかも、他の算術演算、例えば、加算、減算と同
様に高速に行なえるA I、 U及びその駆動方法が提
供できる。そこで、本発明のALIJ又はその駆動方法
を用いることにより、例えば自動等化器等のデジタル信
号処理において、誤差信号の最小化等の演算が高速に行
なえる。従って、本発明によるALUは、マイクロプロ
セツサ、デジタルシグナルプロセッサの重要な構成要素
と(−で、これらのプロセッサあるいはコンピュータの
性能向上に大いに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願の第1の発明に対応する構成のALUのブ
ロック図、第2図は本願の第1の発明の一実施例におけ
る選択回路の具体例を示す回路図、第3図は従来の絶対
値演算方式を示すブロック図である。 1・・・算術論理ブロック、2・・・減算回路、3・・
・選択回路、11.12・・・入力信号線、13・・・
命令信号線、16・・・出力信号線、13−1・・・命
令信号線13のうちの1本、14−1〜14−N、15
−1〜15−N、16−1〜3.6−N・・・信号線、
25−1〜25−N・・−各ビット毎に設けられた選択
器、101・・・従来の算術論理ユニット(ALU )
、102・・・符号反転回路、103,104・・・入
力信号線、106・・・出力信号線。 代理人  弁理士  本 庄 伸 介 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数ビットの2の補数で表現される第1の入力信
    号と第2の入力信号との論理積、論理和、排他的論理和
    その他の論理演算並びに前記第1の入力信号に前記第2
    の入力信号を加える加算演算及び前記第1の入力信号か
    ら前記第2の入力信号を減ずる減算演算を行なう算術論
    理回路と、前記第2の入力信号から前記第1の入力信号
    を減ずる減算回路と、前記算術論理回路の出力信号と前
    記減算回路の出力信号のうちのいずれか一方を選択する
    選択回路とからなることを特徴とする算術論理ユニット
  2. (2)複数ビットの2の補数で表現される第1の入力信
    号と第2の入力信号との論理積、論理和、排他的論理和
    その他の論理演算並びに前記第1の入力信号に前記第2
    の入力信号を加える加算演算及び前記第1の入力信号か
    ら前記第2の入力信号を減ずる減算演算を行なう算術論
    理回路と、前記第2の入力信号から前記第1の入力信号
    を減ずる減算回路と、前記算術論理回路の出力信号と前
    記減算回路の出力信号のうちのいずれか一方を選択する
    選択回路とからなる算術論理ユニットの駆動方法におい
    て:第1の動作モードでは;前記算術論理回路の演算モ
    ードを論理積モード、論理和モード、排他的論理和モー
    ドその他の論理演算モード又は加算モード若しくは減算
    モードの算術モードのうちのいずれか1つに設定し、 前記選択回路に前記算術論理回路の出力信号を選択させ
    、前記第1及び第2の入力信号の論理積、論理和、排他
    的論理和その他の論理演算の結果又は加算若しくは減算
    の結果のうちの1つを出力させ:第2の動作モードでは
    ;前記算術論理回路を減算モードにし、前記算術論理回
    路に前記第1の入力信号から前記第2の入力信号を減じ
    た減算結果を出力させ、この減算結果が正の場合には前
    記選択回路に前記算術論理回路の出力信号を選択させ、
    前記減算結果が負の場合には前記選択回路に前記減算回
    路の出力信号を選択させて前記第1及び第2の入力信号
    の差の絶対値演算結果を出力させることを特徴とする算
    術論理ユニットの駆動方法。
JP60138822A 1985-06-19 1985-06-25 算術論理ユニツトとその駆動方法 Pending JPS61296427A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60138822A JPS61296427A (ja) 1985-06-25 1985-06-25 算術論理ユニツトとその駆動方法
EP86108346A EP0208939A3 (en) 1985-06-19 1986-06-19 Arithmetic circuit for calculating absolute difference values
CA000511963A CA1257003A (en) 1985-06-19 1986-06-19 Arithmetic circuit
US06/876,026 US4849921A (en) 1985-06-19 1986-06-19 Arithmetic circuit for calculating the absolute value of the difference between a pair of input signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60138822A JPS61296427A (ja) 1985-06-25 1985-06-25 算術論理ユニツトとその駆動方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61296427A true JPS61296427A (ja) 1986-12-27

Family

ID=15231035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60138822A Pending JPS61296427A (ja) 1985-06-19 1985-06-25 算術論理ユニツトとその駆動方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61296427A (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56152046A (en) * 1980-04-25 1981-11-25 Nec Corp Arithmetic and logic circuit
JPS58158737A (ja) * 1982-03-16 1983-09-21 Nec Corp 演算回路
JPS6069735A (ja) * 1983-09-26 1985-04-20 Nec Corp 加算器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56152046A (en) * 1980-04-25 1981-11-25 Nec Corp Arithmetic and logic circuit
JPS58158737A (ja) * 1982-03-16 1983-09-21 Nec Corp 演算回路
JPS6069735A (ja) * 1983-09-26 1985-04-20 Nec Corp 加算器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6009451A (en) Method for generating barrel shifter result flags directly from input data
JPH04167172A (ja) ベクトルプロセッサ
JPH07210368A (ja) 算術演算の結果として生じる正および負のオーバーフローのハードウェアによる効率的な取り扱い方法
JPH07210369A (ja) 並列加算および平均演算を行うための回路およびその方法
JPS6351287B2 (ja)
JPS62191926A (ja) 演算装置
JPH0756712A (ja) 数値計算を実行するプロセスおよびそのプロセスを実現する演算装置
JPS6227412B2 (ja)
US6202078B1 (en) Arithmetic circuit using a booth algorithm
JPH0346024A (ja) 浮動小数点演算器
JPS61296427A (ja) 算術論理ユニツトとその駆動方法
US9262123B2 (en) Data processing apparatus and method for performing a narrowing-and-rounding arithmetic operation
US6065034A (en) Circuit and method employing an adder for sign extending operands
US20030233384A1 (en) Arithmetic apparatus for performing high speed multiplication and addition operations
JPS59184944A (ja) 丸め演算方式
JP3462670B2 (ja) 演算実行方法及び演算装置
US6041341A (en) Method and circuit for adding operands of multiple size
JPH0335691B2 (ja)
JP3551291B2 (ja) シリアル数値演算装置
JPS62274425A (ja) シフタ付き加算器
JPS60132237A (ja) 浮動小数点演算装置
JPS6077238A (ja) 浮動小数点演算回路
JPH04148231A (ja) 演算回路
JPH0318925A (ja) 演算回路
JPH01180627A (ja) 浮動小数点演算制御装置