JPH07118654B2 - 算術演算装置 - Google Patents

算術演算装置

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JPH07118654B2
JPH07118654B2 JP61293715A JP29371586A JPH07118654B2 JP H07118654 B2 JPH07118654 B2 JP H07118654B2 JP 61293715 A JP61293715 A JP 61293715A JP 29371586 A JP29371586 A JP 29371586A JP H07118654 B2 JPH07118654 B2 JP H07118654B2
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M5/00Conversion of the form of the representation of individual digits
    • H03M5/02Conversion to or from representation by pulses
    • H03M5/16Conversion to or from representation by pulses the pulses having three levels
    • H03M5/18Conversion to or from representation by pulses the pulses having three levels two levels being symmetrical with respect to the third level, i.e. balanced bipolar ternary code
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/38Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4917Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes
    • H04L25/4923Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes using ternary codes
    • H04L25/4925Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes using ternary codes using balanced bipolar ternary codes

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は算術演算装置に関し、特に入力信号のAMI符
号化を1マシンサイクルで実行できる機能を持つ算術演
算装置に関するものである。
[従来の技術] 第2図は、従来の基本的な4ビットの算術演算装置を示
す回路構成図である。
図において、制御回路10に入力端子1s,2s,3s,4sが設け
られており、入力端子1s,2s,3s,4sに算術演算装置の所
定演算機能を選択するための機能選択信号S1,S2,S3,S4
が入力される。全加算器31,32,33,34は縦続接続され、
制御回路10のJ端子は全加算器31のU端子に接続され
る。制御回路10のH,I端子は各真偽選択回路21,22,23,24
のP,Q端子に接続され、各真偽選択回路は第3図に示す
ようにインバータ40とANDゲート41,42とOR回路43とから
構成される。各真偽選択回路21,22,23,24のR端子は各
全加算器31,32,33,34のY端子に接続される。各入力端
子1a,2a,3a,4aは各全加算器31,32,33,34のX端子に接続
され、各入力端子1b,2b,3b,4bは各真偽選択回路21,22,2
3,24のO端子に接続される。入力端子1a,2a,3a,4aのそ
れぞれに4ビットの入力信号Aの1ビット目の信号A1,2
ビット目の信号A2,3ビット目の信号A3,4ビット目の信号
A4が入力される。入力端子1b,2b,3b,4bのそれぞれに4
ビットの入力信号Bの1ビット目の信号B1,2ビット目の
信号B2,3ビット目の信号B3,4ビット目の信号B4が入力さ
れる。各全加算器31,32,33,34のV端子はそれぞれ各出
力端子1f,2f,3f,4fに接続され、全加算器34のW端子は
出力端子5cに接続される。
制御回路10は機能選択信号S1,S2,S3,S4によって入力信
号Bの各ビットの信号B1,B2,B3,B4を制御するための制
御信号T1,T2および初期桁上げ信号Cを出力する。各真
偽選択回路21,22,23,24は各全加算器31,32,33,34への入
力を切換えるもので、入力信号Bの各ビットの信号B1,B
2,B3,B4を制御信号T1,T2で制御して、信号B1,B2,B3,B
4をそのまま転送する。信号B1,B2,B3,B4の補元を転送
する、1を転送する、0を転送するという4通りの
機能を持っている。信号M1,M2,M3,M4は各真偽選択回路2
1,22,23,24から各全加算器31,32,33,34のY端子に転送
される信号を示している。各全加算器31,32,33,34はそ
れぞれ、入力信号Aの各ビットの信号A1,A2,A3,A4と各
信号M1,M2,M3,M4とを加算し各和信号F1,F2,F3,F4および
各桁上げ信号C1,C2,C3,C4を出力する。そして、これら
の和信号F1,F2,F3,F4から算術演算装置の演算出力Fが
得られる。初期桁上げ信号Cは最下位ビットの全加算器
31に入力され、桁上げ信号C1は全加算器32に、桁上げ信
号C2は全加算器33に、桁上げ信号C3は全加算器34に入力
される。
この算術演算装置においては、機能選択信号S1,S2,S3,S
4の組合わせで制御信号T1,T2および初期桁上げ信号Cの
組合せが変わり、算術演算装置は第1表に示すような演
算を行なうことができる。
さて、入力信号Aをしきい値として(ここでは入力信号
Aは正とする)入力信号Bと入力信号Aとを比較し、 A<Bならば1を、 −A≦|B|≦Aならば0を、 B<−Aならば−1を、 出力するという3値の判定を行なうことを考える。これ
は、有線伝送の分野でよく用いられるAMI(Alternative
Mark Inversion)符号化を行なうことこほかならな
い。この様子を第4図に示す。
ところで第2図に示した算術演算装置はそのままでは入
力信号BのAMI符号化を行なうことはできない。そこ
で、算術演算装置の他にレジスタなどを用意してマイク
ロプログラム制御などのソフトウェア的手法を用いてAM
I符号化を行なうのが一般的である。その一例を第5図
のアルゴリズムに示す。第5図中、DおよびEはレジス
タあるいはメモリのような記憶装置の所定記憶領域であ
る。
このアルゴリズムでは、入力信号Bが正か負かを判定し
た後、しきい値である入力信号Aと入力信号Bの大きさ
を比較し、AMI符号を出力するようにしている。また、
このアルゴリズムは2つの条件判断を含み、その他に代
入,算術演算を含むため、AMI符号化の実行には少なく
とも数マシンサイクルが必要である。
[発明が解決しようとする問題点] 以上のように従来の算術演算装置は入力信号のAMI符号
化の機能を持っておらず、入力信号のAMI符号化には専
らソフトウェアによる対応がなされていた。このため、
入力信号のAMI符号化の実行には数マシンサイクルを要
し時間がかかるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、入力信号のAMI符号化を1マシンサイクルで
実行できる機能を持つ算術演算装置を得ることを目的と
する。
[問題点を解決するための手段] この発明に係る算術演算装置は、演算手段および補助演
算手段を含む。複数の演算手段は、複数ビットの正の2
進数からなるしきい値信号としての第1の入力信号A
と、複数ビットの2進数からなる第2の入力信号Bとが
入力され、第2の入力信号BがB≧0の場合、第1の入
力信号Aと第2の入力信号Bの補元との和に1を加えた
演算結果を出力し、B<0の場合、第1の入力信号Aと
第2の入力信号Bとの和を演算結果として出力する。補
助演算装置は、演算手段からの演算結果における最上位
ビットを第1の符号化信号とし、第2の入力信号Bの最
上位ビットと演算手段からの演算結果における最上位ビ
ットとの論理積を第2の符号化信号とし、これらの第1
および第2の符号化信号を、第1の入力信号Aと第2の
入力信号Bとの関係が、A<B、A≧|B|、−A>Bの
いずれの関係になっているかの判定結果として出力す
る。
[作用] この発明においては、演算手段は、第2の入力信号Bが
B>0の場合には、「A++1」の演算を行ない、B
<0の場合には、「A+B」の演算を行なう。これらの
演算結果の最上位ビットの値は、|A|と|B|との大小関係
を示す。この演算結果の最上位ビットを第1の符号化信
号とする。そして、補助演算手段により、第2の入力信
号Bの最上位ビットと演算結果の最上位ビットすなわち
第1の符号化信号との論理積をとり、これらを第2の符
号化信号とする。この第2の符号化信号は、第1の入力
信号Aと第2の入力信号Bとの関係が、A<B、A≧|B
|であるか、−A>Bであるかを判定する符号となる。
したがって、第1の符号化信号および第2の符号化信号
からなる2ビットの信号により、第1の入力信号Aと第
2の入力信号Bとの関係が、A<B、A≧|B|、−A>
Bのいずれの関係になっているかを判定することができ
る。
[実施例] 以下、この発明の実施例を図について説明する。なお、
この実施例の説明において、従来の技術の説明と重複す
る部分については適宜その説明を省略する。
第1図は、この発明の実施例である、入力信号のAMI符
号化を1マシンサイクルで実行できる機能を持つ4ビッ
トの算術演算装置を示す回路構成図である。
この実施例の構成が第2図の算術演算装置の構成と異な
る点は以下の点である。すなわち、全加算器34のV端子
は出力端子7mに接続されるとともにANDゲート50の一方
入力側に接続され、入力端子4bはANDゲート50の他方入
力側に接続される。また、入力信号Bの正、負を判別す
るために入力端子4bが制御回路10のK端子に接続され
る。
算術演算装置をこのように構成することによって、正の
入力信号Aをしきい値として入力信号BをAMI符号化し
出力端子6m,7mのそれぞれに1ビット目の符号化信号AMI
1,2ビット目の符号化信号AMI2を出力し、符号化信号AMI
1と符号化信号AMI2とから入力信号BのAMI符号を得るよ
うになっている。
次に、この算術演算装置の入力信号BをAMI符号化する
動作について説明する。
この実施例においては、正の入力信号A,入力信号Bは2
進数で表わされ、入力信号Bの負の値については2の補
数を用いて表わされるものとする。したがって、AMI符
号の“1"は01(符号化信号AMI1が0,符号化信号AMI2
1)、AMI符号の“0"は00(符号化信号AMI1が0,符号化
信号AMI2が0)、AMI符号の“−1"は11(符号化信号AMI
1が1,符号化信号AMI2が1)と表わされる。そして、2
の補数表示の特質として、信号が正か負かは最上位ビッ
ト(以下MSBと称す)を見ればわかることが挙げられ
る。すなわち、MSBが1ならば信号は負、MSBが0ならば
信号は正または0である。また、減算については、 A−B=A+B+1 となり、AからBを減じるにはAにBの補元と1を足し
てやればよい。
これらの特質を考慮して、入力信号Aをしきい値として
入力信号BをAMI符号化することを考えると次のように
場合分けされることがわかる。
まず、入力信号Bが正または0の場合、すなわち入力信
号BのMSBの信号B4が0である場合は、 A−B=A++1 の演算を行なわせ、演算結果が正または0ならば、A≧
Bであるので符号化信号AMI1,AMI2として00を出力し、
演算結果が負であればA<Bであるので符号化信号AM
I1,AMI2として01を出力すればよい。すなわち、演算出
力FのMSBの和信号F4が0ならば00を出力し、1ならば0
1を出力する。
次に、入力信号Bが負の場合、すなわち入力信号BのMS
Bの信号B4が1である場合、 A+B の演算を行なわせ、演算結果が正または0ならば、A≧
|B|であるので符号化信号AMI1,AMI2として00を出力し、
演算結果が負であればA<|B|であるので符号化信号AMI
1,AMI2として11を出力すればよい。すなわち、演算出力
FのMSBの和信号F4が0ならば00を出力し、1ならば11
を出力する。
以上まとめると第2表のようになる。
この表から明らかなように、入力信号Aをしきい値とし
て入力信号BをAMI符号化するには、1ビット目の符号
化信号AMI1として和信号F4と信号B4の論理積をとり、2
ビット目の符号化信号AMI2を和信号F4と等しくすればよ
いことがわかる。
以上の入力信号BのAMI符号化を実現したのが第1図に
示す回路であり、50は和信号F4と信号B4の論理積をとる
ためのANDゲートであり、7mが和信号F4を取出すための
出力端子である。また、制御回路10は、機能選択信号
S1,S2,S3,S4がAMI符号化演算機能を選択する組合わせに
なった場合、信号B4によって第3表に示すような制御信
号T1,T2、初期桁上げ信号Cの組合わせを発生するよう
に構成する。
この制御回路10については、機能選択信号S1,S2,S3,S4
のどの組合わせが算術演算装置のどの演算機能に対応す
るかは設計者が任意に決めればよく、機能選択信号S1,S
2,S3,S4によってAMI符号化演算機能が選択された場合
に、制御信号T1,T2、初期桁上げ信号C、演算が第3表
のようになっていればよい。なお、この制御回路10はPL
Aなどを用いれば容易に構成することができる。
以上のようにして、この実施例の算術演算装置は、機能
選択信号によりAMI符号化演算機能が選択されたとき、
制御回路により真偽選択回路の機能、全加算器への初期
桁上げ信号を制御してAMI符号化に適した演算を行なわ
せ、これによって、入力信号Aをしきい値として入力信
号Bを1マシンサイクルでAMI符号化することができ
る。
なお、上記実施例では、4ビットの算術演算装置の例を
示したが、算術演算装置のビット数は何ビットであって
もよく、この場合にも上記実施例と同様の効果を奏す
る。
また、上記実施例では、AMI符号化を行なうことのでき
る最少構成算術演算装置を示したにすぎず、AMI符号化
時に第2表に示したような演算を行なうことができる限
りにおいて、真偽選択回路や制御回路の構成、AMI符号
化以外の演算機能は異なったものでもよい。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、演算手段からの演算結
果の最上位ビットを第1の符号化信号とし、補助演算手
段により上記演算手段の演算結果の最上位ビットと第2
の入力信号Bの最上位ビットとの論理積をとって、第2
の符号化信号としているので、入力信号AMI符号化を1
マシンサイクルで実行できる機能を有する算術演算装置
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の実施例である算術演算装置を示す
回路構成図である。 第2図は、従来の算術演算装置を示す回路構成図であ
る。 第3図は、算術演算装置における真偽選択回路を示す回
路構成図である。 第4図は、AMI符号化の説明図である。 第5図は、従来のソフトウェアによるAMI符号化の一例
を示すフローチャートである。 図において、10は制御回路、21,22,23,24は真偽選択回
路、31,32,33,34は全加算器、40はインバータ、41,42,5
0はANDゲート、43はORゲート、A1,A2,A3,A4は入力信号
Aの各ビットの信号、B1,B2,B3,B4は入力信号Bの各ビ
ットの信号である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数ビットの正の2進数からなるしきい値
    信号としての第1の入力信号Aと、複数ビットの2進数
    からなる第2の入力信号Bとが入力され、上記第2の入
    力信号BがB≧0の場合、第1の入力信号Aと第2の入
    力信号Bの補元との和に1を加えて演算結果を出力し、
    B<0の場合、第1の入力信号Aと第2の入力信号Bと
    の和を演算結果として出力する複数の演算手段、および 上記複数の演算手段からの演算結果における最上位ビッ
    トを第1の符号化信号とし、上記第2の入力信号Bの最
    上位ビットと上記演算手段からの演算結果における最上
    位ビットとの論理積を第2の符号化信号とし、これら第
    1および第2の符号化信号を、上記第1の入力信号Aと
    第2の入力信号Bとの関係が、A<B、A≧|B|、−A
    >Bのいずれの関係になっているかの判定結果として出
    力する補助演算手段を備える、算術演算装置。
  2. 【請求項2】複数ビットの正の2進数からなるしきい値
    信号としての第1の入力信号Aと複数ビットの2進数か
    らなる第2の入力信号Bとの関係が、A<B、A≧|B
    |、−A>Bのいずれの関係になっているかを判定する
    命令信号に応答して、B≧0の場合の上記第2の入力信
    号Bの補元の信号の各ビットを出力ビットとさせ、B<
    0の場合に上記第2の入力信号Bの各ビットを出力ビッ
    トとさせるための制御信号を発生するとともに、初期桁
    上げ信号を発生する制御手段、 上記第2の入力信号Bの各ビットごとに設けられ、それ
    ぞれが第2の入力信号Bの対応したビットが入力され、
    上記制御手段により発生される制御信号に応答して上記
    第2の入力信号Bの対応したビットまたは第2の入力信
    号Bの補元の信号の対応したビットの一方を出力ビット
    として選択する複数の真偽選択回路、 これら複数の真偽選択回路に対応して設けられ、それぞ
    れが上記第1の入力信号Aの対応したビットと対応した
    真偽選択回路からの出力ビットとを受ける複数の全加算
    器を有し、第2の入力信号Bの最下位ビットに対応した
    全加算器に、前記制御手段により発生された初期桁上げ
    信号が入力され、その他の全加算器に前段の全加算器か
    らの桁上げ信号が入力される全加算手段、および 上記第2の入力信号Bの最上位ビットに対応した全加算
    器からの出力を第1の符号化信号とし、上記第2の入力
    信号Bの最上位ビットと上記第2の入力信号Bの最上位
    ビットに対応した全加算器からの出力との論理積を第2
    の符号化信号とし、これら第1および第2の符号化信号
    を上記第1の入力信号Aと第2の入力信号Bとの関係
    が、A<B、A≧|B|および−A>Bのいずれの関係に
    なっているかの判定結果として出力する補助演算手段と
    を備える、算術演算装置。
JP61293715A 1986-12-10 1986-12-10 算術演算装置 Expired - Lifetime JPH07118654B2 (ja)

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