JPS6197745A - 加算回路 - Google Patents

加算回路

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JPS6197745A
JPS6197745A JP21781384A JP21781384A JPS6197745A JP S6197745 A JPS6197745 A JP S6197745A JP 21781384 A JP21781384 A JP 21781384A JP 21781384 A JP21781384 A JP 21781384A JP S6197745 A JPS6197745 A JP S6197745A
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JP
Japan
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signal
carry
equal
exclusive
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Prior art date
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JP21781384A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Ikumi
幾見 宣之
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6197745A publication Critical patent/JPS6197745A/ja
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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
    • G06F7/501Half or full adders, i.e. basic adder cells for one denomination
    • G06F7/503Half or full adders, i.e. basic adder cells for one denomination using carry switching, i.e. the incoming carry being connected directly, or only via an inverter, to the carry output under control of a carry propagate signal

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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】 〔発明の技術分野〕 この発明はN CMO6構成の加算回路に関するもので
、特に小規模の加算器に使用されるものである〇 〔発明の技術的胃景とその問題点〕 従来、この種の加算回路においては、様々な高速加算方
式が提唱されている。例えば桁上は先見回路(CLA)
はその−例で、この回路は語長が長くかつ高速な演算が
要求されるシステムには有効なものである。しかし、高
速性の反面、ハードウェア量の増大やシステムの複雑化
をもたらす。このため、比較的小規模なシステムにおい
て、少ないハードウェア量で加算器を構成する場合、上
記CLAは有効とは言えない。
そこで、少ないハードウェア量で簡単に構成できる加算
器として、第5図に示すようなリップル桁上げ加算器が
ある。すなわち、第5図における排他的オアダート11
およびナントゲート12にはそれぞれ、2つのオペラン
ドAi、Blが供給される。上記排他的オアゲート11
およびこの桁(1桁)へのキャリー信号C1はそれぞれ
、排他的オアゲート13、ナントゲート14に供給され
る。前記ナントゲート12および14の出力はそれぞれ
、ナントゲート15に供給される。そして、上記排他的
オアゲート13から和出力Siを得るとともに1上記ナ
ンドダート15からこの1桁からのキャリー信号CI+
1を得るようになっている。
この上うIc、 リップル桁上げ加算器は、比較的簡単
な構成であるが、桁上げ信号の伝播が1桁あたシ2ダー
トを通過するので、高速演算には不向きである。
上記リッグル桁上げ加算器と同様に、少ないハードウェ
ア量で構成できる加算器として、マンチェスター減桁上
げ連鎖回路がある。この回路については、C,ミード、
L、コンウェイ著「超LSIシステム入門J P、P 
168〜169に提唱されている。この回路においては
、予めキャリーが伝播するノードをノ・イレベルにグリ
チャージしておくため、キャリーを高速に伝播でき、高
速な演算が可能である。しかし、この回路はダイナミッ
ク席であるので、プリチャーノ回路、グリチャージのタ
イミングを決めるクロ、り信号、およびその制御回路等
が必要となシ、動作の制御が複雑化する欠点がある。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、・少ないノ・−ドウエア量で
あシながら比較的高速で制御も容易なスタテイ、り型の
加算回路を提供することである。
〔発明の概要〕
すなわち、この発明においては、上記の目的を達成する
ために、桁上げ連鎖加算器をスタティック化したもので
、プリチャージの代わシに、桁上げが発生した時にキャ
リー出力ノードをハイレベルに設定するためのMOS)
ランジスタを設け、このトランジスタを桁上げ生成信号
で導通制御するよりにしている。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第1図は1桁分の加算回路を示すもので、前段か
らのキャリー信号C4nは、排他的オアダート16の一
方の入力端に供給されるとともに、キャリー信号伝播ラ
イン17゜を介してNチャネル型のMOS )ランジス
タTrlとPチャネル型のMOS )ランジスタTr2
とが並列接続されて成るトランスファゲートの一端に供
給される。上記排他的ノアゲート16の他方の入力端に
は桁上げ伝播信号Pが供給され、その出力端から和出力
Sを得る。まだ、上記トランスファダートを構成するM
OS)ランジスタTr+ 、 Trxにはそれぞれ、桁
上げ伝播信号Pおよびその反転信号pが供給されて導通
制御される。上記トランス7アダートの他端には、キャ
リー信号伝播ライン17鵞が接続烙れ、このライン17
:と電源vDD間には、桁上げ生成信号ηで導通制御さ
れるPチャネル型のMOS)ランジスタTr3が接続さ
れる。そして、上記キャリー信号伝播ライン17雪と接
地点間には、桁上げ抹消信号にで導通制御されるNチャ
ネル型のMOS トランジスタTr<が接続されて成る
第2図は、前記第1図の回路における桁上げ伝播信号P
およびその反転信号F1桁上げ生成信号G1および桁上
げ抹消信号にの生成回路を示している。すなわち、牙ベ
ランドA、Bはそれぞれ、排他的オアダート1B、ナン
ドグートノ9、およびノアダー)Al17に供給される
。上記排他的オアゲート18からは桁上げ伝播信号Pが
出力され、この信号Pをインバータ21で反転して下を
得る。また、上記ナンドグートI9からは桁上げ生成信
号百が出力され、上記ノアグー)21)からは桁上げ抹
消信号Kが出力される。上記各信号P、G、には次式(
1)〜(3)で表わせ、これらの信号は互いに排反で同
時に2つ以上の信号が活性になることはない。
P=A■B   ・・・(1) G=A・B   ・・・(2) K=A+B    ・・・(3) 第3図は、前記第1図の回路を縦続接続してiビ、トの
加算器を構成した例を示している。
図示するように、加算回路A、%Anは、キャリー信号
伝播ラインを介して縦続接続されておシ、各回路AO−
’−Anから和出力S@−8nを得る。なお、上記各加
算回路As−ABには、前記第2図に示した制御信号生
成回路が各対応して設けられ(図示しない)、桁上げ伝
播信号Po#Pnおよびその反転信号百0〜Fn1桁上
げ生成信号66〜へ、および桁上げ抹消信号に0〜Kn
が供給されて制御される。
次に、上記のような構成において、繭記第1図の回路の
動作を説明する。今、第4ランドA。
Bが不一致、すなわち、一方が0″、他方がビとすると
、桁上げ伝播信号Pが°ビ、百が一0=とな、9、MO
S)ランジスタフrII 7r!がオン状態となる。ま
た、桁上げ生成信号dが”ビ、桁上げ抹消信号Kが“O
”となるので、MOSトランジスタTr3 e 7r4
はともにオフ状態となって、前段からのキャリー信号C
1nに対応した桁上げ信号C0utが出力される。この
時、排他的オアダート16の信号Pは”l”であるので
、前段のキャリー信号C1nが11”であれば和出力S
は@O”となシ(この時C0utは1ビ)、C1nが”
0#であれば和出力Sは°1”(Coutは”0”)と
なる。
一方、オペランドA、Bがともに@l”であるとすると
、桁上げ伝播信号21桁上げ生成信号3、および桁上げ
抹消信号には全て101となる。
これによって、MOS )ランジスタTrt p Tr
!がオフ状態トなりてトランスファダートがオフすると
ともに、MOSトランジスタ7r、がオン状態、7r4
がオフ状態となる。従って、キャリー信号伝播ライン1
73がt源vDDでプルアッグされ、キャリー信号C0
utは111となる。この時、排他的オアダート16の
一方の入力端に供給される信号Pが@0”であるので、
5前段からのキャリー信号Cinが@1″であれば和出
力Sは@1″、C1nが0#であれば和出力Sは′″O
”となる。
また、第4ランドA、BがともにO”であるとすると、
桁上げ伝播信号Pは“0″、桁上げ生成信号dは1″、
桁上げ抹消信号には“l″となる。これによって、MO
SトランノスタTr(。
Trlがオフ状態となってトランス77cmトがオフす
るとともに、MOS )ランノスタTr3がオフ状態、
Tr4がオン状態となる。従って、キャリー信号伝蒲ラ
イン172がMOS )ランノスタTr4を介して接地
され、キャリー信号C0utは0”となる。この時、排
他的オアゲート16の一方の入力端に供給される信号P
が0#であるので、前段からのキャリー信号Cinが”
l#であれば和出力Sはl”、C1nが”ONであれば
和出力Sは“0#となる。
上述したように、本発明の加算回路はスタテイ、り型で
あるので、前記ダイナミック型のマンチェスター型桁上
げ連鎖加算器のように、プリチャージ回路やクロック信
号、制御回路等によって構成が複雑化することはなく、
安定な動作が得られる。また、前記リッグル桁上げ加算
器は、桁上げ信号が1桁あたり2)f″−トを通過する
のに対し、トランスファゲートを開けるだけの遅延時間
で済むので、動作速度も高速化できる。
第4図は、この発明の他の実施例を示すもので、前記第
1図の回路を用いて、いわゆる桁上げ選択加算器を構成
したものである。第4区において、22..221はそ
れぞれ、前記第1図の加算回路を用いて構成した4ビツ
トの加算器で、これら加算器221+222は前段から
の桁上げがO″および”I”の場合の加算を行なってい
る。上記加算器221,221にはそれぞれ、共通の桁
上げ伝播信号P 6−P ! 、およびその反転信号7
゜−Pj、桁上げ生成信号Go”〜G3、および桁上げ
抹消信号に、〜に!が供給されて制御される。上記加算
器221 。
222はそれぞれ、前段からの桁上げ信号(セレクト信
号)Cで制御されるセレクタ23に供給される。そして
、上記桁上げ信号Cが”ビの時は加算器222の出力を
、0”の時は加算器221の出力をそれぞれセレクタ2
3によって信択し、正しい和出力So’=Ssを得る。
このような構成によれば、前段のキャリー信号を待たず
に予めオ(ランドの加算を行なうので、演算速度の高速
化が図れる。また、上記第4図における2つの4ビツト
加算器221 I222をり、ゾル桁上げ型で構成した
場合のr−ト数は40、CLAを設けた場合のダート数
は52でちるのに対し、本発明のものでは32のケ9−
ト(但し前記第1図におけるMOS )ランゾスタTr
l〜Tr4を1つのデートとして扱っている)で良く、
高集積化する際に有利となる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、少ないハードウ
ェア量であシながら比較的高速で制御も容易なスタテイ
、り型の加算回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図社この発明の一実施例に係わる加算回路を示す図
、第2図は上記第1図の回路の制御信号生成回路を示す
図、第3図は上記第1図の加算回路を用いて構成したn
ピ、ト加算器を示す図、第一4図はこの発明の他の実施
例を説明するための図、第5図は従来の加算回路を説明
するだめの図である。 16.11!・・・排他酌オアダート、17K 。 17!・・・キャリー信号伝播ライン、19・・・ナン
ドダート、20・・・ノアグー)、A、B・・・第4ラ
ンl’、c’in・・・キャリー信号入力、Cout・
・・キャリー信号出力、S・・・和出力、vDD・・・
電源、Tri・・・第1 MOB )ランノスタ、Tr
4・・・第2M05)ランジスタ。 出願人代理人  弁理士  鈴 江 武 彦21図 第2図 第3回 第4 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2つのオペランドに基づいて互いに排反な各々の
    排他的論理和、論理積および否定論理和を生成する制御
    信号生成手段と、この制御信号生成手段から出力される
    論理信号に応じて次段に前段からのキャリー信号、論理
    “1”あるいは論理“0”を選択的に伝達する伝達手段
    と、前段からのキャリー信号と上記制御信号生成手段か
    ら出力される排他的論理和信号との排他的論理和をとる
    手段とを具備し、上記排他的論理和手段から和出力を得
    るとともに、上記伝達手段からキャリー信号出力を得る
    ことを特徴とする加算回路。
  2. (2)前記伝達手段は、キャリー信号伝播ラインに設け
    られ前記制御信号生成手段から出力される排他的論理和
    信号によって制御されるトランスミッションゲートと、
    上記キャリー信号伝播ラインと電源間に設けられ前記制
    御信号生成手段から出力される論理積信号に基づいて制
    御される第1MOSトランジスタと、上記キャリー信号
    伝播ラインと接地点間に設けられ前記制御信号生成手段
    から出力される否定論理和信号によって制御される第2
    MOSトランジスタとから成ることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の加算回路。
JP21781384A 1984-10-17 1984-10-17 加算回路 Pending JPS6197745A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51147933A (en) * 1975-06-13 1976-12-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Binary full adder circuit
JPS52135637A (en) * 1976-05-10 1977-11-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Logic operation circuit

Patent Citations (2)

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