JPS6359171B2 - - Google Patents

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JPS6359171B2
JPS6359171B2 JP58013458A JP1345883A JPS6359171B2 JP S6359171 B2 JPS6359171 B2 JP S6359171B2 JP 58013458 A JP58013458 A JP 58013458A JP 1345883 A JP1345883 A JP 1345883A JP S6359171 B2 JPS6359171 B2 JP S6359171B2
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signal
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JP58013458A
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JPS59139447A (ja
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    • 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
    • G06F7/5016Half or full adders, i.e. basic adder cells for one denomination forming at least one of the output signals directly from the minterms of the input signals, i.e. with a minimum number of gate levels

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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は全加算器に関し、特にCMOS(相補型
絶縁ゲート電界効果)トランジスタを用いて構成
するのに最適な全加算器に関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来の全加算器を第1図に示す。加算信号Aと
被加算信号Bと桁上げ入力信号Ciを入力して、和
出力信号Sと桁上げ出力信号Cpを出力する公知の
回路である。1,2はNORゲート、3,4は
AND・NOR複号ゲート、5〜7はNANDゲー
トであり、全て公知のCMOSゲートで構成され
ている。NORゲート1と複合ゲート3、NORゲ
ート2と複号ゲート4の組み合わせで、それぞれ
EXOR(排他的論理和)ゲートの機能を持つ。従
つて、和出力信号S、桁上げ出力信号Cpは、それ
ぞれ次式の如く表わされる。 S=ABCi Cp=AB+Ci(AB) さて、第1図の全加算器に入力信号A,B,Ci
が同期に入力された場合の加算時間は、和出力信
号Sは、1,2,3,4の4段のゲートを伝搬し
た後得られるため、ゲート4段の遅延時間とな
り、桁上げ出力信号Cpは、同様に1,3,6,7
のゲートを通過するため、ゲート4段の遅延時間
となる。 発明の目的 本発明は、従来の全加算器の加算時間を大幅に
短縮して、より高速の加算器、乗算器を構成する
のに最適な全加算器を提供せんとするものであ
る。 発明の構成 本発明は、加算すべき3つの入力信号A,B,
Ciと、これらをインバータで反転した信号,
B,iとの6つの信号のうち、A,B,,,
Ciの信号を入力とする論理ゲートと、A,B,
A,,Ciの信号を入力とする論理ゲートの出力
を共通接続し、この接続点の信号をバツフア用の
インバータで反転して和出力を得、一方A,Bの
信号を入力とする論理ゲートと、A,B,Ciの信
号を入力とする論理ゲートの出力を共通接続し、
この接続点の信号をバツフア用のインバータで反
転して桁上げ出力を得ることによつて十分なドラ
イブ能力を有して、かつ大幅に短縮された加算時
間で結果を得ることのできるものである。 実施例の説明 本発明の実施例を第2図に示す。 加算信号A、被加算信号B、桁上げ入力信号Ci
を入力し、和出力信号Sと桁上げ出力信号Cpを出
力するCMOSトランジスタ構成の全加算器であ
る。1,2はCMOSトランジスタ構成の論理ゲ
ートであり、共に同じ機能を有するものである。
論理ゲート1(2も同様)は、a〜eの5つの入
力信号を入力し、a=b=c=1(高論理レベル)
か、又はa=d=e=1のとき、出力f=0(低
論理レベル)となり、a=b=c=0か、又はa
=d=e=0のとき、出力f=1となり、上記以
外の入力条件のときには、出力fは高インピーダ
ンス状態となる。3は、2入力(g、h)の論理
ゲートであり、g=h=1のとき、出力k=0と
なり、g=h=0のとき、出力k=1となり、そ
れ以外の入力条件では出力kは高インピーダンス
状態となる。 4は、3入力(l、m、n)の論理ゲートであ
り、l=m=1か、又はl=n=1のとき、出力
k=0となり、l=m=0か、又はl=m=0の
とき、出力k=1となり、それ以外の入力条件で
は出力kは高インピーダンス状態となる。 5〜9は公知のCMOSインバータである。 8と9は、特に出力バツフアの機能を有したイ
ンバータである。10〜14,20〜24,3
0,31,40〜42はPチヤンネル・トランジ
スタであり、15〜19,25〜29,32,3
3,43〜45はNチヤンネル・トランジスタで
あつて、両トランジスタ共に、ソースに矢印を付
して示す。 論理ゲート1,2の出力を共通接続し、接続点
fをインバータ8の入力に接続して、その出力に
和出力信号Sを得、論理ゲート3,4の出力を共
通接続し、接続点kをインバータ9の入力に接続
して、その出力に桁上げ出力信号Cpを得る。 入力信号A,B,Ciに対する論理ゲート1,2
の出力と和出力信号Sを第1表の真理値表に、ま
た、論理ゲート3,4の出力と桁上げ出力信号Cp
を第2表の真理値表に示す。
【表】
【表】 一例として、A=0、B=1、Ci=0の場合に
は、Nチヤンネル・トランジスタ15,18,1
9が同時にオンして、論理ゲート1の出力は0、
論理ゲート2は高出力インピーダンスとなつて、
共通接続点fが0となり、インバータ8で反転さ
れて、和出力信号Sは1となる。一方、Pチヤン
ネル・トランジスタ40と42が同時にオンし
て、論理ゲート4の出力1、論理ゲート3は高出
力インピーダンスとなつて、共通接続点kが1と
なり、インバータ9で反転されて、桁上げ出力信
号Cpは0となる。 第1、2表の真理値表から、S,Cpは次式で表
わされ、全加算器として動作していることがわか
る。 S=ABCi Cp=AB+BCi+CiA 次に、第2図の全加算器の加算時間を見積る。 入力信号A,B,Ciが同時に入力されたとする
と、インバータ5,6,7で、それぞれ,,
Ciが同時に得られ、A,B,Ci,,BAi
6つの信号が論理ゲート1〜4に入力され、イン
バータ8,9でバツフアされるから、和出力信号
Sは、インバータ2段と論理ゲート1又は21段
のゲート3段の遅延時間で、また、桁上げ出力信
号Cpは論理ゲート3又は41段とインバータ1段
の、ゲート2段の遅延時間が得られる。従来の全
加算器(第1図)に比べて、和出力信号Sは約4
分の3に、桁上げ出力信号Cpは約2分の1に短縮
されていることになる。 なお、論理ゲート1〜4の内部構成は、第2図
に示すものに限定されることはなく、同機能を有
した複号ゲートならどんな構成でも良い。例え
ば、論理ゲート1の場合に、CiがA,Bより早い
タイミングで入力されるならば、第3図の如き構
成にした方がより高速となる。これは、第2図の
Pチヤネル、Nチヤネル・トランジスタ14,1
5をそれぞれ電源(VDD)、グランド側に接続し
た構成になつていて、付番、付記号は第2図のそ
れと完全に対応している。これは、信号Ci,A,
B,,に比べて早く到来するため、Ciの入力
するトランジスタを固定電位点側にもつて来るこ
とによつて、遅れて到来するA,B,,の入
力するトランジスタ10,17,12,19,1
3,18,11,16の負荷容量を最小にし、伝
搬遅延時間の短縮を図つたものである。 発明の効果 以上説明したように本発明によれば、従来の回
路に比べ、約1.3〜2倍の加算速度を有する
CMOS全加算器を得ることができ、CMOS構成
の乗算器、多入力加算器等を構築するのに最適で
あつて、その効果は極めて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の全加算器の回路構成図、第2図
は本発明の実施例の具体的回路構成図、第3図は
第2図中の論理ゲート1の他の実施例を示す図で
ある。 1,2,3,4……論理ゲート、5,6,7,
8,9……インバータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1、第2、第3、第4、第5の入力を有
    し、上記第1、第2、第3の入力が共に高論理レ
    ベルの第1の場合、又は上記第1、第4、第5の
    入力が共に高論理レベルの第2の場合の少なくと
    も一方の場合に出力が低論理レベルとなり、上記
    第1、第2、第3の入力が共に低論理レベルの第
    3の場合又は上記第1、第4、第5の入力が共に
    低論理レベルの第4の場合の少くとも一方の場合
    に出力が高論理レベルとなり、上記第1〜第4の
    場合以外の入力条件のときには出力は高インピー
    ダンス状態となる第1、第2の論理ゲートと、第
    6、第7の入力を有し、上記第6、第7の入力が
    共に高論理レベルの第5の場合に出力が低論理レ
    ベルとなり、上記第6、第7の入力が共に低論理
    レベルの第6の場合に出力が高論理レベルとな
    り、上記第5、第6の場合以外の入力条件のとき
    には出力は高インピーダンス状態となる第3の論
    理ゲートと、第8、第9、第10の入力を有し、上
    記第8、第9の入力が共に高論理レベルの第7の
    場合、又は上記第8、第10の入力が共に高論理レ
    ベルの第8の場合の少くとも一方の場合に出力が
    低論理レベルとなり、上記第8、第9の入力が共
    に低論理レベルの第9の場合又は上記第8、第10
    の入力が共に低論理レベルの第10の場合の少くと
    も一方の場合に出力が高論理レベルとなり、上記
    第7〜第10の場合以外の入力条件のときには出力
    は高インピーダンス状態となる第4の論理ゲート
    と、第1、第2のインバータとを具備し、第1の
    入力信号を上記第1の論理ゲートの第2の入力と
    上記第2の論理ゲートの第2の入力と上記第3の
    論理ゲートの第6の入力と上記第4の論理ゲート
    の第9の入力とに入力し、上記第1の入力信号の
    反転信号を上記第1の論理ゲートの第5の入力と
    上記第2の論理ゲートの第4の入力とに入力し第
    2の入力信号を上記第1の論理ゲートの第4の入
    力と上記第2の論理ゲートの第3の入力と上記第
    3の論理ゲートの第7の入力と上記第4の論理ゲ
    ートの第10の入力とに入力し、上記第2の入力信
    号の反転信号を上記第1の論理ゲートの第3の入
    力と上記第2の論理ゲートの第5の入力とに入力
    し、第3の入力信号を上記第2の論理ゲートの第
    1の入力と、上記第4の論理ゲートの第8の入力
    とに入力し、上記第3の入力信号の反転信号を上
    記第1の論理ゲートの第1の入力に入力し、上記
    第1と第2の論理ゲートの出力を上記第1のイン
    バータの入力に接続し、上記第3と第4の論理ゲ
    ートの出力を上記第2のインバータの入力に接続
    して、上記第1、第2のインバータの出力にそれ
    ぞれ和出力信号、桁上げ出力信号を得るようにし
    たことを特徴とする全加算器。 2 第3の入力信号が桁上げ入力信号であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の全加算
    器。
JP58013458A 1983-01-28 1983-01-28 全加算器 Granted JPS59139447A (ja)

Priority Applications (2)

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JP58013458A JPS59139447A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 全加算器
US06/573,718 US4601007A (en) 1983-01-28 1984-01-25 Full adder

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JP58013458A JPS59139447A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 全加算器

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JPS59139447A JPS59139447A (ja) 1984-08-10
JPS6359171B2 true JPS6359171B2 (ja) 1988-11-18

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ID=11833697

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JP58013458A Granted JPS59139447A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 全加算器

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