JPH0464091B2 - - Google Patents

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JPH0464091B2
JPH0464091B2 JP60164549A JP16454985A JPH0464091B2 JP H0464091 B2 JPH0464091 B2 JP H0464091B2 JP 60164549 A JP60164549 A JP 60164549A JP 16454985 A JP16454985 A JP 16454985A JP H0464091 B2 JPH0464091 B2 JP H0464091B2
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JP60164549A
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Sakae Mashima
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔概要〕 絶対値数A,Bの減算A−Bを、2数の大小比
較なしにA++1の演算で実行し、桁上げ先見
ユニツトの最上位桁から桁上げが発生して結果が
補数となる場合に、A+の演算に変更するとと
もに、和生成ユニツトの出力を反転してA+=
B−Aを出力し、結果の再補数化を不要にする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電子計算機における演算装置に関す
るものであり、特に絶対値数の加減算回路に関す
る。
〔従来の技術〕
最近の電子計算機では、算術演算の演算速度を
上げるために、桁上げ先見ユニツト(CLA)を
設けて、桁上げ伝播時間の短縮を図る方式の加減
算回路が多く用いられている。
桁上げ先見ユニツト(CLA)は、演算数の各
桁ごとの桁上げを同時に生成する回路である。あ
る桁の桁上げは、それよりも下位の各桁の値に基
づいて決定されるが、桁上げ先見ユニツトの論理
規模は、下位の桁数をnとしたとき、n2に比例し
て増大する。そのため、演算数をブロツク化し
て、ブロツクごとに桁上げ先見を行い、さらに各
ブロツク間の桁上げ先見を行つて、ピラミツド状
に桁上げ先見ユニツトを組み立てる方法もとられ
ている。
一方、加減算回路を用いて絶対値数同士の減算
を行う場合、数の小さい方から大きい方を引く
と、結果は2の補数となり、絶対値数表示に直す
ための再補数化が必要となる。
そこで一般には、2つの絶対値数をA,Bとし
て、A−Bの減算を行う場合、A<Bのときには
B−Aを実行してその演算結果の符号を“−”に
する方法がとられている。
この方法では、まず2つの絶対値数A,Bの大
小関係を判別することが必要である。しかし、絶
対値数A,Bのビツト数が多い場合にはA,Bの
全ビツトを用いて比較すると遅延が大きくなるこ
とから、実際の加減算回路では最初の1byte程度
同士を比較するにとどめて、絶対値数A,Bの大
小関係の完全な判定を行つていない。
そのため、A−BあるいはB−Aの一方を選択
して減算を行つても、結果が補数となつてしまう
場合があり、このよう場合には、再補数化、すな
わち再び0−演算結果の減算を行つて、答を
絶対値に変換している。
なお、演算結果が補数となることの判定は、最
上位桁から桁上げが生じないことにより判定され
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したように、従来の絶対値数加減算回路で
は、はじめに2つの数A,Bの各一部を用いて大
小比較を行い、その結果に基づいて減算の方向
(A−B)あるいは(B−A)を決定する操作と、
減算結果が補数であるかどうかを判定し、補数で
あつた場合再補数化して絶対値に変換する操作と
が必要であつた。
そのため、ハードウエア量が多くなり、また演
算時間が長くなるという問題があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、特に桁上げ先見方式の高速の加減算
回路において、減算の方向を決定するための2つ
の数A,Bの大小比較をなくしてA−Bを実行
し、演算過程において結果が補数となることを検
出する手段を設け、結果が補数となることを検出
したとき、演算アルゴリズムを変更してB−Aを
生成し、絶対値数表現で結果が得られるようにす
るものである。
そのため本発明では、A+=B−Aが成り立
つことに着目して、A−Bの演算をまずA+
1の形で演算し(すなわち−Bを2の補数化して
加算する)、最上位桁から桁上げが発生しなかつ
たとき、減算結果が補数になるものと判定して、
A+の演算に変更し、さらにその演算結果A+
Bを反転して、上記したA+=B−Aの関係か
らB−Aを生成するものである。
第1図は、本発明に基づく加減算回路の原理的
構成を示す図である。
図において、11は桁上げ生成/伝播関数生成
ユニツト、12−1は第1の桁上げ先見ユニツ
ト、12−2は第2の桁上げ先見ユニツト、13
は和生成ユニツト、14は反転回路、15および
16は選択手段のセレクタ、A,Bは絶対値表現
の演算数、Gは桁上げ生成関数、Pは桁上げ伝播
関数、Cは桁上げ、Sは和、Cinは最下位桁への
桁上がり入力、Coutは最上位桁からの桁上げ出
力を表している。
桁上げ生成/伝播関数生成ユニツト11は、入
力された演算数A,Bから加算時にG=A,B,
P=AB=A+Bを生成し、減算時にG=
A,,P=A=AB+を生成する。
第1および第2の桁上げ先見ユニツト12−
1,12−2は、桁上げ生成/伝播関数生成ユニ
ツト11で生成された関数G,Pおよび最下位桁
への桁上がりCinに基づいて、同時並行して各桁
ごとの桁上げCを生成する。ここで第1の桁上げ
生成ユニツト12−1の最下位桁には、加算実行
時に“0”、演算実行時に“1”の桁上がりCin
が与えられる。これに対して、第2の桁上げ生成
ユニツト12−2の最下位桁には常に“0”の桁
上がりCinが与えられる。
1桁目の桁上げ生成関数G、桁上げ伝播関数
をPとすると、桁目からの桁上げCは次式
で与えられる。
C=G+P・C−1 和生成ユニツト13は、桁上げ伝播関数Pおよ
び桁上げCに基づいて和Sを生成する。
反転回路14は、和Sを反転し、を生成す
る。
セレクタ15および16は、第1の桁上げ先見
ユニツト12−1の最上位桁からの桁上げCout
により制御され、Cout=1のときa側、Cout=
0のときb側が選択される。
これにより、減算実行時の第1の桁上げ先見ユ
ニツト12−1から出力されるCoutが“1”の
ときには、第1の桁上げ先見ユニツト12−1か
らの桁上げを、和生成ユニツト13にC入力とし
て与えるとともに、和生成ユニツト13の和出力
Sを反転せずに演算結果とし、他方、Coutが
“0”のときには、第2の桁上げ先見ユニツト1
2−2からの桁上げを、和生成ユニツト13にC
入力として与え、同時に和生成ユニツト13の和
出力Sの代わりに反転出力が選択され、演算結
果とされる。
〔作用〕
第1図の加減算回路において、減算を実行する
場合、A>Bであれば、和生成ユニツト13でS
=A++1が演算され、結果としてA−Bが出
力される。
他方、ABであれば和生成ユニツト13でS
=A+が演算され、さらに反転された=A+
Bが選択され、結果としてB−Aが出力される。
このように、A>B,ABにしたがつて加減算
回路内で自動的に演算アルゴリズムが変更され、
常に絶対値表現に正規化された結果を得ることが
できる。
〔実施例〕
第2図は、本発明の1実施例回路の構成図であ
る。
図において、21は桁上げ生成/伝播関数生成
ユニツト、22−1ないし22−4は演算数を4
ブロツクに分割した各単位ブロツク内の桁上げを
生成する桁上げ先見ユニツト(CLAで表す)、2
2−5および22−6は各単位ブロツク間の桁上
げを生成するブロツク桁上げ先見ユニツト、
(BCLAで表わす)、23は和生成ユニツト、24
は反転回路、25−1ないし25−4、および2
6はセレクタを表す。またA,B,G,P,C,
S,Cin,Coutは、それぞれ第1図中で使用され
ているものと同じである。
この実施例では、入力される演算数A,Bは、
それぞれ4n bit(たとえばn=16)の幅をもつ。
演算数A,Bは、桁上げ生成/伝播関数生成ユ
ニツト21に入力され、加算あるいは減算の指示
にしたがつて、対応する各4n bitの桁上げ生成関
数Gおよび桁上げ伝播関数Pが生成される。
演算数の4n bitを4分割した各n bitの単位
ブロツクのそれぞれに桁上げ先見ユニツトCLA
22−1〜22−4が設けられ、関数G,Pの対
応するブロツクのn bitに基づいて、ブロツク
内の各桁からの桁上げCを生成している。
これに対して、個々の単位ブロツクから上位ブ
ロツクへの桁上げは、ブロツク桁上げ先見ユニツ
トBCLA22−5,22−6によつて生成され
る。BCLA22−5,22−6にはそれぞれ関数
G,Pの各4n bitが入力されるが、同時にBCLA
22−5の最下位桁には加算時に“0”、減算時
に“1”となるCinが入力され、またBCLA22
−6には、Cin=0が入力される。
BCLA22−6は、A−Bの演算実行に際し
て、BCLA22−5の最上位桁からの桁上げ
Coutが“0”となつたとき、すなわち演算結果
が補数となることが判定されたときに切り替えら
れる桁上げ演算を、BCLA22−5と並行して実
行するもので演算時間を短縮するための構成であ
る。
各BCLA22−5,22−6で生成された桁上
げは、それぞれセレクタ25−2,25−3,2
5−4で、BCLA22−5のCoutにより一方が
選択され、CLA22−2,22−3,22−4
の各最下位桁に入力される。
なお、CLA22−1の最下位桁には、同様に
BCLA22−5のCoutにより制御されるセレク
タ25−1を介して、加算時に“0”で減算時に
“1”となるCinか“0”の一方が選択されて入
力される。
このようにして、CLA22−1ないし22−
4から出力される合計4n bitの桁上げCと、桁上
げ生成/伝播関数生成ユニツト21からの4n bit
の桁上げ伝播関数Pとは、和生成ユニツト23に
おいて加算され、和Sを生成する。
和Sは、BCLA22−5から出力される桁上げ
Coutが“1”のとき S=A++1 であり、Coutが“0”のときには、 S=A+ となる。
和Sは反転回路24で反転されてとなりS,
Sはそれぞれセレクタ26へ入力される。セレク
タ26は、Cout=1のときSを、そしてCout=
0のときを選択する。これにより、A>Bのと
きA−B,ABのときB−Aの絶対値表現の結
果を出力する。
なお、CLA22−1ないし22−4をもう1
組設け、BCLA22−5,22−6と対応させ
て、それぞれCin=1の場合の桁上げCの生成
と、Cin=0の場合の桁上げCの生成とを並列に
実行させ、BCLA22−5から出力されるCout
によりそれぞれの桁上げCを選択させることによ
り、さらに高速化を図ることも可能である。
〔発明の効果〕
本発明の加減算回路によれば、減算実行の際、
演算すべき2つの絶対値数の大小比較を行う必要
がなく、また演算結果の再補数化も不必要となる
ため、演算の高速化と、ハードウエア量の削減と
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成を示す図、第2図は
本発明の1実施例回路の構成図である。 第1図において、11……桁上げ生成/伝播関
数生成ユニツト,12−1……第1の桁上げ先見
ユニツト、12−2……第2の桁上げ先見ユニツ
ト、13……和生成ユニツト、14……反転回
路、15,16……セレクタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 演算数を複数のブロツクに分割し、桁上げ先
    見回路を下位層のブロツク内の桁上げ先見ユニツ
    トと上位層のブロツク間の桁上げ先見ユニツトと
    に階層構造化して有している絶対値数加減算回路
    において、 2つの演算数A,Bを入力として、桁上げ生成
    関数Gおよび桁上げ伝播関数Pを生成する桁上げ
    生成/伝播関数生成ユニツト21と、 桁上げ生成関数Gおよび桁上げ伝播関数Pを入
    力とし、かつ最下位桁への桁上がりに加算時には
    0、減算時には1を与えられて、各ブロツクごと
    の桁上げCを生成する上位層の第1の桁上げ先見
    ユニツト22−5と、 桁上げ生成関数Gおよび桁上げ伝播関数Pを入
    力とし、かつ最下位桁への桁上がりを0に固定さ
    れて、各ブロツクごとの桁上げを生成する上位層
    の第2の桁上げ先見ユニツト22−6と、 上位層の第1と第2の桁上げ先見ユニツトがそ
    れぞれ生成した各ブロツクごとの桁上げの一方お
    よび最下位桁への桁上がり0,1の一方を選択可
    能とする第1の選択手段25−1〜25−4と、 第1の選択手段25−1〜25−4が選択した
    桁上げおよび最下位桁への桁上がりと、桁上げ生
    成関数Gおよび桁上げ伝播関数Pを入力として各
    ブロツクごとに各桁の桁上げCを生成する下位層
    の桁上げ先見ユニツト22−1〜22−4と、 各桁ごとの桁上げCと桁上げ生成関数Gおよび
    桁上げ伝播関数Pとを入力として、それらの和S
    を演算する和生成ユニツト23と、和生成ユニツ
    23の出力を反転する反転回路24と、 和生成ユニツト23の出力および反転回路24
    の出力の一方を選択可能とする第2の選択手段
    6とをそなえ、 減算実行時に、最下位桁への桁上がりを1にし
    た上位層の第1の桁上げ先見ユニツト22−5
    桁上げと、最下位桁への桁上がりを0にした上位
    層の第2の桁上げ先見ユニツト22−6の桁上げ
    の両方を同時に求め、 最下位桁への桁上がりが1の場合の上位層の第
    1の桁上げ先見ユニツト22−5の最上位桁から
    桁上げが生じた時は上位層の第1の桁上げ先見ユ
    ニツト22−5の桁上げ出力を選択し、他方最上
    位桁から桁上げが生じなかつた時は上位層の第2
    の桁上げ先見ユニツト22−6の桁上げ出力を選
    択するように第1の選択手段25−1〜25−4
    を制御し、 和生成ユニツト23で得られた出力を、前記最
    上位桁からの桁上げが1の時はそのまま選択し、
    0の時は、出力を反転したものを選択するように
    第2の選択手段26を制御することを特徴とする
    絶対値数加減算回路。
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