JPS63124133A - 全加算回路 - Google Patents

全加算回路

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JPS63124133A
JPS63124133A JP61270693A JP27069386A JPS63124133A JP S63124133 A JPS63124133 A JP S63124133A JP 61270693 A JP61270693 A JP 61270693A JP 27069386 A JP27069386 A JP 27069386A JP S63124133 A JPS63124133 A JP S63124133A
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carry
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Ikuo Yasui
安井 郁夫
Yukihiko Shimazu
之彦 島津
Tooru Kengaku
見学 徹
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
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    • 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高速で動作する全加算回路に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
第5図は特開昭61−70636号公報に示された従来
の全加算回路を示す図である。この図において、Aは被
加数信号、iは加数信号の否定信号、Cinは桁上げ入
力信号、TGI〜TG5は伝達ケート回路、INVI 
、INV2.INV3、INV4a、INV4bは反転
増幅回路、GKlは桁上げ信号発生回路、1,3,5,
7.9は端子、101は信号線である。
端子1には被加数信号A、端子3には加数信号の否定信
号B、端子5には桁上げ入力信号Cinが入力される。
被加数信号Aと加数信号の否定信号百が伝達ゲート回路
TGI、TG2および反転増幅回路INVI、INV2
からなる回路に入力され否定排他的論理和(以下XNO
Rと略す)が取られる。被加数信号Aと加数信号の否定
信号BのXNOR信号と端子5に入力される桁上げ入力
信号Cinが伝達ゲート回路TG3.TG4および反転
増幅回路INV3.INV4aからなる回路に入力され
て排他的論理和(以下XORと略す)が取られ、これが
端子7に和信号Sとして出力される0桁上げ入力信号C
inは、反転増幅回路INV4 bにおいて反転信号と
なり、被加数信号Aと加数信号の否定信号BのXNOR
信号と反転増幅回路INV3により作られた被加数信号
Aと加数信号の否定信号BのXNOR信号の否定信号に
より開閉される伝達ゲート回路TG5に入力される。こ
の伝達ゲート回路TG5が閉ざされたときには、端子1
および3に入力される被加数信号Aおよび加数信号の否
定信号Bにより、桁上げ信号発生回路GKIにおいて桁
上げ信号が作られる。伝達ゲート回路TG5を通過して
きた桁上げ入力信号Cinの否定信号、あるいは桁上げ
信号発生回路GKIにおいて発生した桁上げ信号は、端
子9に桁上げ出力信号COとして出力される。
次に、例えば端子3に入力される加数信号の否定信号百
の変化により和信号Sが変化する場合を考える。
加数信号の否定信号百が反転増幅回路INV2に入力さ
れて加数信号Bとされ、加数信号の否定信号百とともに
伝達ゲート回路TGIおよびTG2のゲートに入力され
るので、加数信号の否定信号百の変化は反転増幅回路I
NV2を通過する時間だけ遅れて伝達ゲート回路TGI
およびTG2の開閉の状態を変化させる。伝達ゲート回
路TG1およびTG2の開閉の状態の変化により信号線
101の信号が変化し、この信号線101の信号は反転
増幅回路INV3に入力されて否定信号とされ、信号線
101の信号とともに伝達ゲート回路TG3およびTG
4のゲートに入力されるので、加数信号の否定信号Bの
変化は反転増幅回路INV3を通過する時間だけ遅れて
伝達ゲート回路TG3およびTG4の開閉の状態を変化
させる。そして、伝達ゲート回路TG3およびTG4の
開閉の状態の変化により和信号Sが変化する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来の全加算回路では、その内部において
否定信号を作り出しているので、否定信号を作り出す時
間が加算を遅らせるという問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、高速化した全加算回路を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る全加算回路は、相補的な加数信号対およ
び相補的な被加数信号対を入力として第1の排他的論理
和信号と第1の否定排他的論理和信号を出力する第1の
回路と、第1の排他的論理和信号および第1の否定排他
的論理和信号と相補的な桁上げ入力信号対を入力として
相補的な和信号対としての第2の排他的論理和信号と第
2の否定排他的論理和信号を出力する第2の回路と、相
補的な桁上げ入力信号対をそれぞれ第1の排他的論理和
信号と第1の否定排他的論理和信号の少なくとも1つを
用いて通過および遮断させる第1および第2のゲート回
路と、これらの第1および第2のゲート回路が遮断状態
にあるときに加数信号対および被加数信号対により桁上
げ発生信号および桁上げ抹消信号を発生する桁上げ信号
発生回路および桁上げ信号抹消回路とから構成したもの
である。
〔作用〕
この発明においては、第1の回路では相補的な加数信号
対および相補的な被加数信号対の排他的論理和および否
定排他的論理和が第1の排他的論理和信号および第1の
否定排他的論理和信号として出力され、第2の回路では
相補的な和信号対となる第1の排他的論理和信号および
第1の否定排他的論理和信号と相補的な桁上げ入力信号
対の排他的論理和および否定排他的論理和が第2の排他
的論理和信号および第2の否定排他的論理和信号として
出力される。
また、第1および第2のゲート回路は、第1の排他的論
理和信号と第1の否定排他的論理和信号の少なくとも1
つにより相補的な桁上げ入力信号対の通過および遮断を
行い、この遮断時には桁上げ信号発生回路および桁上げ
信号抹消回路から桁上げ発生信号および桁上げ抹消信号
が発生される。
〔実施例〕
第1図はこの発明の全加算回路の一実施例を示す図であ
る。この図において、第5図と同一符号は同一部分を示
し、2,4,6,8.10は端子、11.12はxOR
およびXNORを作る第1および第2の回路、13〜1
5はレベル保証回路、16〜19は反転増幅回路、20
.21は第1および第2のゲート回路としての伝達ゲー
ト回路、22.23は桁上げ信号抹消回路および桁上げ
信号発生回路、201〜206は信号線である。また、
電源電位VCCを論理“1”とし、接地電位GNDを論
理“0″とする。
端子1,2にはそれぞれ相補的な被加数信号対としての
被加数信号Aおよびその否定信号Aが入力され、端子3
,4にはそれぞれ相補的な加数信号対としての加数信号
Bおよびその否定信号Bが入力される。被加数信号対A
、Aと加数信号対B、Bが第1の回路11に入力される
ことにより、信号線201には被加数信号Aと加数信号
Bの第1のXNOR信号が、信号線202には被加数信
号Aと加数信号Bの第1のXOR信号が現れる。これに
“1”レベルを保証するレベル保証回路13が接続され
る。このレベル保証回路13に入力される(A 、A)
  、 (B 、 B)と出力される(第1(7)XO
R,第1c7)XNOR)(7)関係を表すと第2図の
ようになる。
ここで、第1および第2の回路11.12は第1図から
明らかなように、第1.第2.第3.第4のMO3型ト
ランジスタからなり、第1および第3のMO3型トラン
ジスタのソースがともにその第1の入力端子に接続され
、第2および第4のMO5型トランジスタのソースがと
もにその第2の入力端子に接続され、第1および第4の
MO3型トランジスタのゲートがともにその第3の入力
端子に接続され、第2および第3のMO3型トランジス
タのゲートがともにその第4の入力端子に接続されてい
る。
次に、レベル保証回路13〜15について説明する。
レベル保証回路13〜15は2つのPMO5型O5ンジ
スタからなり、ソースはともに電源電位VCCにつなが
れ、双方のゲートは他方のドレインにつながれており、
ドレインはどちらも接続端子という回路構成である。
レベル保証回路13〜15の動作を説明すると、一方の
接続端子が接地電位GNDとなると、その接続端子にゲ
ートのつながっているPMO3型O3ンジスタがオン状
態となり、他方の接続端子には電源電位VCCが現れる
。この時、電源電位VCCが現れた接続端子にゲートの
つながっているPMO3型O3ンジスタはオフ状態とな
る。すなわち、2つの接続端子のうち一方が論理“ON
となれば他方は必ず論理“1”であり、論理“l”は電
源電位VCCとなる。もし、レベル保証回路13〜15
を付加しない場合、第1の回路11および第2の回路1
2はNMO3型O3ンジスタであるため、VTHをNM
O5型O5ンジスタのしきい値電位とすると、ドレイン
に出力される論理“l”のレベルはV−VTH<VCC
Lか出力されない(NMO5型O5ンジスタのソース入
力電圧をVとする)。
電源電位VCCに満たない論理“1″は、この信号を受
ける素子において電源電位VCCから接地電位GNDに
直流電流が流れることにより消費電力を増加させたり、
ノイズに対するマージンを低下させたりする。ゆえに、
レベル保証回路13〜15を設けることによって論理“
1″のレベルを電源電位VCCに保証する必要がある。
次に、信号線201からの第1のXNOR信号および信
号線202からの第1のXOR信号と、端子5,6にそ
れぞれ入力される相補的な桁上げ入力信号対としての桁
上げ入力信号Cinおよびその否定信号Cinが第2の
回路12に入力されることにより、信号線203には第
2のXOR信号が、信号線204には第2のXNOR信
号が現れる。ここで入力される(Cin、C1n)。
(第1(7)XNOR,第1 (7)XOR)と出力さ
れる(第2(7)XOR,第2(7)XNOR)c7)
関係を第3図に表す、これに“1”レベルを保証するレ
ベル保証回路14が接続される。信号線203からの第
2のXOR信号および信号線204からの第2のXNO
R信号はそれぞれ反転増幅回路16゜17に接続され、
反転増幅回路16.17の出力はそれぞれ端子7.8に
相補的な和信号対である和信号Sおよびその否定信号S
として出力される。
端子5.6に入力される桁上げ入力信号Cinおよびそ
の否定信号Cinは、信号線201の第1のXNOR信
号および信号線202の第1のXOR線により同時に開
閉する伝達ゲート回路20.21にも入力される。そし
て、伝達ゲート回路20.21の開閉に従って桁上げ入
力信号Cinおよびその否定信号Cinがそのまま信号
線205.206に現れたり遮断されたりする。桁上げ
入力信号Cinおよびその否定信号Cinが伝達ゲート
回路20.21により遮断されたときには、桁上げ信号
抹消回路22あるいは桁上げ信号発生回路23において
、被加数信号対A、Aと加数信号対B、Bにより桁上げ
発生信号および桁上げ抹消信号が発生し信号線205あ
るいは信号線206に現れる。ここで、被加数信号Aと
加数信号Bにより信号線205および206がどのよう
な状態になるかを第4図に示す。
信号線205および206には“l”レベルを保証する
レベル保証回路15と反転増幅回路18.19がそれぞ
れ接続され、反転増幅回路18.19の出力はそれぞれ
端子9,10に相補的な桁上げ出力信号対である桁上げ
出力信号面およびその否定信号COとして出力される。
すなわち、この発明の全加算回路では、その内部におい
て、否定信号を作り出さないので、否定信号を作ること
による加算の遅れを生じない。
なお、上記実施例では、第1図に示すように第1および
第2の回路11.12を構成したが、これらはXORお
よびXNOR回路であればいかなる回路構成としてもよ
い。
また、桁上げ信号抹消回路22および桁上げ信号発生回
路23においては“O”レベルを発生しているが、“l
”レベルを発生させてもよく、同様にレベル保証回路1
3.14.15も“l”レベルだけでなく、0”レベル
あるいは両レベルを保証する回路としてもよい。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、相補的な加数信号対お
よび相補的な被加数信号対を入力として第1の排他的論
理和信号と第1の否定排他的論理和信号を出力する第1
の回路と、第1の排他的論理和信号および第1の否定排
他的論理和信号と相補的な桁上げ入力信号対を入力とし
て相補的な和信号対としての第2の排他的論理和信号と
第2の否定排他的論理和信号を出力する第2の回路と、
相補的な桁上げ入力信号対をそれぞれ第1の排他的論理
和信号と第1の否定排他的論理和信号の少なくとも1つ
を用いて通過および遮断させる第1および第2のゲート
回路と、これらの第1および第2のゲート回路が遮断状
態にあるときに加数信号対および被加数信号対により桁
上げ発生信号および桁上げ抹消信号を発生する桁上げ信
号発生回路および桁上げ信号抹消回路とから構成したの
で、内部において否定信号を作ることがなく、全加算を
高速に行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の全加算回路の一実施例を示す図、第
2図は、第1図においてレベル保証回路に入力される(
A、′″A)、(B、B)と出力される(第1(7)X
OR,第1(7)XNOR)c7)関iを示す図、第3
図は、第1図において第2の回路に入力される(Ci 
n 、 Ci n) 、 (第1(7)XNOR9第1
(7)XOR)と出力される(第2 (7)XOR9第
2のXN0R)の関係を示す図、第4図は第1図におい
て被加数信号と加数信号により信号線がどのような状態
になるかを示す図、第5図は従来の全加算回路を示す図
である。 図において、11.12は第1および第2の回路、13
〜15はレベル保証回路、16〜19は反転増幅回路、
20.21は伝達ゲート回路、22は桁上げ信号抹消回
路、23は桁上げ信号発生回路である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)相補的な加数信号対および相補的な被加数信号対
    を入力として第1の排他的論理和信号と第1の否定排他
    的論理和信号を出力する第1の回路と、前記第1の排他
    的論理和信号および前記第1の否定排他的論理和信号と
    相補的な桁上げ入力信号対を入力として相補的な和信号
    対としての第2の排他的論理和信号と第2の否定排他的
    論理和信号を出力する第2の回路と、前記相補的な桁上
    げ入力信号対をそれぞれ前記第1の排他的論理和信号と
    前記第1の否定排他的論理和信号の少なくとも1つを用
    いて通過および遮断させる第1および第2のゲート回路
    と、これらの第1および第2のゲート回路が遮断状態に
    あるときに前記加数信号対および前記被加数信号対によ
    り桁上げ発生信号および桁上げ抹消信号を発生する桁上
    げ信号発生回路および桁上げ信号抹消回路とから構成し
    たことを特徴とする全加算回路。
  2. (2)第1および第2の回路が、第1、第2、第3、第
    4のMOS型トランジスタからなり、第1および第3の
    MOS型トランジスタのソースがともにその第1の入力
    端子に接続され、第2および第4のMOS型トランジス
    タのソースがともにその第2の入力端子に接続され、第
    1および第4のMOS型トランジスタのゲートがともに
    その第3の入力端子に接続され、第2および第3のMO
    S型トランジスタのゲートがともにその第4の入力端子
    に接続され、第1および第3のMOS型トランジスタの
    ドレインを否定排他的論理和の出力端子とし、第2およ
    び第4のMOS型トランジスタのドレインを排他的論理
    和の出力端子とするものであることを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載の全加算回路。
JP61270693A 1986-11-13 1986-11-13 全加算回路 Granted JPS63124133A (ja)

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