JPS59226944A - 浮動小数点デ−タ加減算方式 - Google Patents

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】 （ａｌ　　発明の技術分野 本発明は、仮数部１．指数部、符号部からなる２つの浮
動小数点データについて、加減算を行い、上位桁に無効
桁が発生した場合に、正規化に必要なシフト量を高速に
求める方式に関す。

山）　技術の背景 仮数部、指数部、符号部からなる２つの浮動小数点デー
タの加減算においては、桁合わせ、仮数部の加算、正規
化が行われる。その為に先ず、２つのオペランドの指数
部が比較され、小さい方の指数部を持った仮数部が右シ
フトされ、１６進数として１桁シフトされる毎に、指数
部を１増やし、指数部が一致する迄シフトを続ける。上
記右シフトされる際、最後にシフトアウトされた１６進
数の１桁は保護桁として保存される。

２つのオペランドの指数部が等しくて、右シフトされな
かった場合、下位の零の１桁が保護桁として付加された
ものと見なされる。

上記桁合わせ動作において、指数部が一致すると、仮数
部が代数的に加算され、中間和を出力する。この時、仮
数部の加算の結果、桁上がりがあると、中間和は右ヘシ
フトされ、桁上がりが最上位桁となり、指数部に１が加
えられる。

この中間和の上位桁に無効パターンがある場合、中間和
は正規化に必要なだけ左シフトされ、最下位桁には零が
はいり、１桁左シフトする毎に、指数部は１だけ減ぜら
れる。

本発明は、上記浮動小数点データの加減算方式において
、上位桁に無効パターン（例えば、正数においてはｏ　
ｏ−−−−−−−ｏ　、　　負数においては１１−−−
一−・−１）が発生した場合の上記左シフト処理を高速
に行う方式に関連している。

（１１，１従来技術と問題点 浮動小数点データの加減算を行った場合、上位桁に無効
桁が発生する場合があり、従来は加減算実行後の結果よ
り、無効桁が有るかどうかを調べていた為、実行時間が
長くなる問題が′あった。

（ｄｌ　　発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、実際の加減算の実行と
並列に、無効桁の有無を調べ、少なくとも加減算結果が
得られた時点で、正規化の為のシフト量が確定している
方式を提供することを目的とするものである。

（ｅｌ　　発明の構成 そしてこの目的は、本発明によれば２つのデータを加算
又は減算し、正規化する浮動小数点加減算回路において
、２つのデータを加算／減算する第１の手段と、２つの
データの特定の連続した部分に対して、下位からのキャ
リーを考えない時に、その特定部分が加減算の結果によ
り、００−・・−・−０パターンになることを検出する
第２の手段と、１１・−・−−−−−−−−−４パター
ンになることを検出する第３の手段と、１１−−−−−
−−１０パターンになることを検出する第４の手段と、
上記第１の手段の１部として、或いはそれとは別にキャ
リー伝搬条件から特定のビット位置に対するキャリーイ
ン信号を作成するキャリー・ルック・アヘッド回路の第
５の手段とを有し、上記第１の手段により作成される加
減算の結果を使用せずに、上記第２〜第５の手段によっ
て、正規化に必要なシフト量を求める方法を提供するこ
とによって達成され、少なくとも加減算結果が得られた
時点で、正規化のためのシフト量も確立している為、浮
動小数点データの演算時間を短縮することが可能となる
。

（ｆ）　　発明の実施例 本発明の主旨は、浮動小数点データの演算結果の無効桁
を早期に検出しようとするものであるが、ある桁より上
位の桁の無効桁は： ■　ｏｏ−−−−−−−−−−ｏ・Ｃｉ■　１１−−−
−−−−−−−−１ ■　１ｔ−−〜−−−−・−−−一−・−１０・Ｃｉに
よって判定できることは容易に理解できることである。

但し、こごでＣｉはキャリー信号を示すものとする。

従って、本発明は２つのオペランドの浮動小数点データ
の演算と並列に、演算結果のある桁より上位の桁につい
て、上記■〜■の無効パターンを検出し、その無効パタ
ーンから正規化の為のシフト量を求める手段に帰着する
。

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

先ず、無効パターンを検出する手段力・ら８Ｑ明する。

任意の上位桁がｏｏ−−−−一・・−・−０／々ターン
であることを検出する為には、２つのオペランドＯＰＩ
とＯＰ２のそれぞれの連続する３ビ・ノド（Ａｎ　＋Ａ
ｎ　＋　Ｌ＾ｎ＋２）と（Ｂｎ　＋Ｂｎ＋１．Ｂｎ＋２
　）とＧ二つし＼て、第１図で示す（１１〜（５）の演
算のいずれかが論理“１”トナル場合に限られるが、こ
れを前述の（反数部の特定部分（ｎ　ｗ　ｍ　＋　１ピ
ツ））＆こつむ１てみると、第２図（イ）の論理式で示
される演算結果力＜８命理“１”であることを検出すれ
ば良し）。

この論理式を求める過程につむ）てしよ特願昭５７−２
２９４２１に開示されているので、ここでしよ省略する
が、特願昭５７−２２９４２１にお（、％て番よ、２つ
のオペランドデータの最下位ビ・ノドが００又番よ１１
の特殊条イ牛（即ち排他的論理和でない）番こ限定され
てしするので、第２図（イ）で示される条件番こしま０
０−・−−−−−−−−。

又は１１−−−−−−−−−−−−・１の両パターンを
含んでむ）ることになる。従って、２つのオペランドの
加算斧吉果力り００−−−−−−−−−−−０となる条
件に限定するとすれば、２つのオペランドの最下位ビッ
トが排他的論理和でないことが必要であり、第２図（ロ
）に示す論理式の演算結果が論理“１″となる条件とな
る。ここにＥは排他的論理和、０は論理和をそれぞれ示
している。

従って、２つのオペランドの加算結果が１１−−−−−
−−−１となる条件は、第２図（ロ）の最下位ビットの
論理について、その否定をとり　（ハ）で示される論理
式の演算結果が論理“１”であれば良いことになる。

同様にして、２つのオペランドの加算結果が１１−−−
−−−−−−−−１０となる条件を求める場合を説明す
ると、この場合は２つのオペランドＯＰＩ　、ＯＦ２の
それぞれの連続する３ビツト（Ａｎ　、Ａｎ　＋　１＋
Ａｎ　＋　２　）と（Ｂｎ、Ｂｎ＋１．Ｂｎ＋２　）に
ついて、第３図に示す（１）〜（５）の演算のいずれか
が論理“ｌ”となる場合に限られ、浮動小数点データの
仮数部の任意の特定部分について見ると、第４図（イ）
で示される論理式の演算結果が論理“１”であることを
検出すれば良く、この論理式は前述の特願昭５７−２２
９４２１で開示されている手順と同じ手順を用いること
によって求められる。

然して、この論理式においても１１−−−−−−−−−
−−４のパターンが含まれているので、上記１１・−・
・−ＩＯとなるパターンのみを求める為には、２つのオ
ペランドの最下位ビットが排他的論理和でないことが必
要であり、結局第４図（ロ）で示す論理式の演算結果が
論理“１”となることを検出すれば良いことになる。

以上は、浮動小数点データの仮数部の任意の特定部分の
パターンがｏｏ−−−−−−−−−−−ｏか１１−−−
−−−−−−−−１か或いは１ｔ−−−−−−−１０か
を検出する論理式であるが、上記仮数部の上位桁の無効
桁を判定する為には、上記特定部分の最下位ビットに上
がってくるキャリービットを付加して考える必要があり
、一般にはキャリー伝搬条件から特定のビット位置に対
するキャリーイン信号（Ｃｉ）を求めるキャリー・ルッ
ク・アヘッド論理で作成し、この信号と上記無効パター
ンとで、前述の■〜■に示した論理条件を採ることによ
り、上位桁の無効桁の判定ができる。

即ち、■の時は００−−−−−−−−−−０パターンで
あるのでキャリーイン信号’　（Ｃｉ）がない場合にの
み、全“０″となり無効桁となる。

■の時は１１−　・−・−１パターンであるのでキャリ
ーイン信号（Ｃｉ）が有っても、無くても１１−・−−
−−−−一１又はｏｏ−−−−−−・−〇となり無効桁
となる。

■の時は１１−−−−−−−１０パターンであるので、
必ずキャリーイン信号（Ｃ４）が必要で、キャリーイン
信号（Ｃ４）が上がってくると１１・−−−−−−−−
−−４となり無効桁となることが判る。

次にシフト量を作成する手段について説明する。

上記検出手段によって、２つの浮動小数点データの仮数
部を加算した結果、無効桁が発生することが判ると、該
仮数部を構成する４ビット単位の１６進数の各桁単位で
、その無効桁について左シフトを行い正規化する必要が
ある。

この時のシフト量の作成方法としては、シフト位置が特
定できれば種々考えられるので、特に限定する必要はな
いが、本発明での一実施例を説明すると以下の通りとな
る。

本実施例においては、例えば少なくとも４８ビットシフ
ト以上シフトする必要がある場合について、その第１段
階である４８ビツトのシフト量をきめる論理式を、第２
図（ロ）（ハ）及び第４図（ロ）を参照しながら、前述
の無効桁判定条件■〜■を考えてまとめると、第５図に
示す論理式が得られ、この論理式による演算結果が論理
“１”になった時、４８ピントの左シフトを行うことが
できる。この式の前半かのと■の場合を示し、後半が■
の場合を示している。この論理式においてＥおよび■は
排他的論理和、０は論理和、Ａは論理積を示す記号であ
り、Ｃｉはキャリーイン信号、６〜５１は浮動小数点デ
ータの各桁位置を示している。

この例では、浮動小数点データの仮数部は８〜６３ビツ
ト（但し保護桁を除く）であって、４８ビ・７トのシフ
トを行う仮数部の対象ピント位置は８〜５１ビツト迄と
なる。実際には最上位桁での桁上がりビット、符号ビッ
トを有効ビットと考えて４〜５１迄の４８ビツトが、こ
の場合のシフト対象桁となる。

次に、これまで説明してきた無効桁検出機構。

キャリー・ルック・アヘッド論理機構、シフト量作成論
理機構を用いた本発明の一実施例を説明する。第６図が
そのブロック図であって、１．２はそれぞれ浮動小数点
データの仮数部を蓄積するレジスタ（ＯＰＩ　、０Ｐ２
）　、　３は上記仮数部の任意の特定部分についてｏｏ
−−−−−−−−−−−ｏ　、　１ｉ−−−−−・−１
、１１−−−−−−−１０パターンを検出する無効桁検
出論理機構（ＤＥＴ）、４は特定ビット位置に対するキ
ャリー信号を作成するキャリー・ルック・アヘッド論理
機構（ＣＬＡＨ）、５は仮数部の加算器、６は無効桁検
出論理機構（ＤＥＴ　）３とキャリー・ルック・アヘッ
ド論理機構（ＣＬＡＨ）　４のデータを用いて無効桁を
４ビット単位でシフトするシフト量を作成するシフト量
作成論理機構、７．８はシフト量作成論理機構６で作成
された複数のシフト信号Ｓ４８　、　Ｓ３２　、　Ｓ１
６　、　Ｓ００及び５Ｓ１２．５ＳＯ８，５ＳＯ４，５
ＳＯＯによって演算結果をシフトするシフターである。

上記シフト信号Ｓ４８　、　Ｓ３２　、　Ｓ１６　、　
ＳＯＯは１６ビツト差でそれぞれ４８ビツト、３２ビツ
ト、１６ビソト００ビツトシフトさせる時に付勢され、
シフト信号５Ｓ１２．５ＳＯ８，５ＳＯ４，５ＳＯＯは
４ビツト差でそれぞれ１２ヒンＨ−、ｏｓ　ヒツト０４
ビツト、００ビツトシフトさせる時に付勢される。これ
らのシフト信号を組み合わせることによって、任意のシ
フト量（但し４ビット単位）を指定することができる。

この図面において、レジスタ（ＯＰＩ　、０Ｐ２）　１
’＋２に２つの浮動小数点データの仮数部が与えられる
と、加算器５で仮数部についての代数的加算が行われる
、と同時にキャリー・ルック・アヘッド論理機構（ＣＬ
ＡＨ）　４で特定のビット位置に対するキャリー信号が
作成され、無効桁検出論理機構（ＤＥＴ）３で任意のピ
ントから上位の桁につりての無効パターン（ＯＯ−−−
−−一・・−０、１１−−−−−−−−−４、１１−−
−−−−−１０パターン）が検出される。

続いて、キャリー・ルック・アヘッド論理機構（ＣＬＡ
Ｈ）　４で得られたキャリー信号と無効桁検出論理機構
（ＤＥＴ　）　３で得られた無効パターン情報とがシフ
ト量作成論理機構６において、例えば第５図で示した論
理式（この場合は４８ビツトシフトの例）に従って、無
効桁をシフトするシフト量が作成され、加算器５で得ら
れた演算結果を、このシフト量に従ってシフトすること
により浮動小数点データの加減算を行うことができる。

以上、第１図〜第５図で説明してきたｏ　ｏ−−−−−
−−−−−・０　、１１−−−−−−−−−−−１　、
１１−−−−−−１０パターン検出論理及びシフト量作
成論理は、あくまでも１例であって、この方法に限るも
のでないことはいう迄もない。

（ｇ）　　発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明によれば浮動小数点
データによる加減算演算と並列に、ある桁より上位の桁
の無効パターンを検出し、更にその無効パターンを正規
化するためのシフト量を計算し、少なくとも加減算結果
が得られた時点では、上記シフト量が確立しているので
、浮動小数点データの加減算時間を短縮できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は００−−−−−−−−０又は１　ｔ−−−−−
−−−−−１パターンの存在を検出する条件を説明する
図、第２図は浮動小数点データの仮数部の特定部分につ
いて、第１図の無効パターンを検出する論理を説明する
図。 第３図は１１−−−−−−−１０パターンの存在を検出
する条件を説明する図、第４図は浮動小数点データの仮
数部の特定部分について、第３図の無効ノでターンを検
出する論理を説明する図、第５図は無効桁を正規化する
為のシフト量を作成する論理の一実施例を説明する図、
第６図は本発明の一実施例をブロック図で示す図である
。 図面において、ＥＯＲ、Ｅ　、　−Ｖ−は排他的論理和
記号、　ＯＲ，Ｏは論理和記号、　ＡＮＤ　、　Ａは論
理積記号を示し、１．２はレジスタ（ＯＰＩ　、０Ｐ２
）　、　３は無効桁検出論理機構（ＤＥＴ　）　、　４
はキャリー・ルック・アヘッド論理機構（ＣＬＡＨ）　
、　５は加算器、６はシフト量作成論理機構、７，８は
シフターをそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２つのデータを加算又は減算し、正規化する浮動小数点
   加減算回路において、２つのデータを加算／減算する第
   １の手段と、２つのデータの特定の連続した部分に対し
   て、下位からのキャリーを考えない時に、その特定部分
   が加減算の結果により、００−−−−−−−−０パター
   ンになることを検出する第２の手段と、１１−−−−−
   −−−−−４パターンになることを検出する第３の手段
   と、１１−−−−−−１０パターンになることを検出す
   る第４の手段と、上記第１の手段の１部として、或いは
   それとは別にキャリー伝搬条件から特定のピント位置に
   対するキャリーイン信号を作成するキャリー・ルック・
   アヘンド回路の第５の手段とを有し、上記第１の手段に
   より作成される加減算の結果を使用せずに、上記第２〜
   第５の手段によって、正規化に必要なシフト量を求める
   ことを特徴とする浮動小数点データ加減算方式。