JPS61250733A - 加減算回路 - Google Patents

加減算回路

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JPS61250733A
JPS61250733A JP9245985A JP9245985A JPS61250733A JP S61250733 A JPS61250733 A JP S61250733A JP 9245985 A JP9245985 A JP 9245985A JP 9245985 A JP9245985 A JP 9245985A JP S61250733 A JPS61250733 A JP S61250733A
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JP
Japan
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bit
addition
adder
subtraction
addend
Prior art date
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Pending
Application number
JP9245985A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahito Ono
大野 優人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP9245985A priority Critical patent/JPS61250733A/ja
Publication of JPS61250733A publication Critical patent/JPS61250733A/ja
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G06F7/505Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2207/00Indexing scheme relating to methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F2207/38Indexing scheme relating to groups G06F7/38 - G06F7/575
    • G06F2207/3804Details
    • G06F2207/3808Details concerning the type of numbers or the way they are handled
    • G06F2207/3812Devices capable of handling different types of numbers
    • G06F2207/3816Accepting numbers of variable word length

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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】 〔概要〕 負数を2の補数で表示する2進データの加減算回路にお
いて、該加減算を行う2つの2進データ(加数、被加数
)のバス幅が異なる場合、2つの2進データが存在する
ビット幅、つまり短い方のバス幅の加算器で、その部分
の加減算を行い、キャリ信号(C)が出力された場合に
は、短い方の2進データのサインビット(S)が正であ
ると、長い方の2進データの該加減算の行われたビット
より上位をインクリメントし、該キャリ信号が出力され
ない場合には、上記短い方の2進データのサインピッ)
 (S)が負の時、該長い方の2進データの該加減算の
行われたビットより上位をデクリメントすることにより
、バス幅の異なる2つの2進データの加減算を行うよう
にしたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、負数を2の補数で表示する2進データの加減
算回路に係り、特に該加減算を行う2つの2進データの
バス幅(データのビット長を便宜上バス幅と称する)が
異なる場合の加減算回路を経済的に、且つ高速に行う加
減算方式に関する。
最近の計算機システムにおけるデータの処理量の増大化
に伴い、計算機システムの高速化が要求されている。
一般に、バス幅の異なる2つの2進データの加減算を行
う時、長い方のバス幅の加算器を用意して、短い方の2
進データの上位に対してサインビット(S)を拡張して
、同じ長さの2進データとして加減算を行っていたが、
該サインピッ) (S)を拡張した部分は、全“0゛か
、又は全“l′の何れかであるので、完全な加算器で加
減算を行う必要がないと云う特徴がある。
このような事情に鑑み、加減算を行う2つの・2進デー
タのバス幅が異なる場合の効果的な加減算方式が待たれ
ていた。
〔従来の技術〕
第4図は、負数を2の補数で表示する2進データの、従
来技術による加減算回路を示した図で、被加数Aに対し
て、加数Bのバス幅が短い場合の加減算方式を示してい
る。
今、被加数Aを被加数レジスタ10にセットし、加数B
を加数レジスタ20にセットする時、そのサインビット
(S)を被加数Aと同じビット幅になる迄拡張してセッ
トする。
続いて、同じビット幅の被加数レジスタ10と。
加数レジスタ20とを、全ビット幅について、完全な加
算回路で構成されている加算器3゛で加減算を行い、そ
の結果を出力レジスタ4にセットしていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従って、従来技術の加減算方式においては、バス幅の異
なる2つの2進データの加減算を行う時でも、短い方の
2進データに対してサインビット(S)を拡張して同じ
バス幅のデータとしていた為、総てのビットに対して完
全な加算回路を用意する必要があり、ハードウェア量の
増加と、キャリを処理する為の論理段数が増大して、加
減算速度が遅くなると云う問題があった。
本発明は上記従来の欠点に鑑み、該拡張されたサインビ
ット(S)が、全一0′、或いは全“l′の何れかであ
ることに着目し、該サインビット(S)の拡張部分に対
しては、完全な加算回路を用いなくても良い加減算方式
を提供することを目的とするものである。
〔問題点を解決する為の手段〕
第1図は本発明の詳細な説明する図であって、バス幅(
ビット長)の長い被加数Aに対して、バス幅の短い加数
Bを加算する場合を示している。
一般に、2進データの加減算は、負数を2の補数で表示
することにより、加算、減算共に1つの加算器で演算す
ることができる。
この場合、被加数Aに対して2の補数で表示されている
加数Bを加算する動作は、具体的には、rA+BJ −
D ここで、B=D−bで、減数すの2の補数D=Bより1
桁以上大きい数 なる演算を行うことにより、正しい減算結果を得ること
ができる。即ち、減算時には必ず、加数Bより1桁大き
い数りを減算する必要がある。
従って、被加数Aと加数Bとの両方に存在するビット幅
を、それぞれA’、B”とし、被加数Aの上位ビットを
A”として、該A”Blの部分に対して、完全な加算器
で加算(^’+ 8’)を行い、その時のキャリ信号C
と、加数Bのサインビットsbとの関係によって、被加
数Aの上位ビット^”に対する補正を行うことにより、
上記被加数Aと加数Bとの加減算を行うことができるよ
うに構成する。即ち、■C=1(即ち、キャリがあった
時):5b=0 (正)であると、通常の加算時にキャ
リが発生したことになるので、A”+1、即ちインクリ
メントを行う。
5b=1 (負)であると、上記減算処理に該当するの
で、前述のDを減算する必要がある。従って、該キャリ
信号Cを、上記りの代替え数として減算する。具体的に
は、該キャリ信号Cを無視する処理とする。
■C・0(即ち、キャリがなかった時):5b=0 (
正)であると、通常の加算時にキャリが発生しなかった
事になるので、A”に対する処理は行わなくて良い。
5b=1 (負)であると、同じようにして、上記りを
減算する必要があるが、代替え用のキャリがないので、
被加数への上位ビットA’から1をデクリメントする。
〔作用〕
即ち、本発明によれば、負数を2の補数で表示する2進
データの加減算回路において、該加減算を行う2つの2
進データ(加数、被加数)のバス幅が異なる場合、2つ
の2進データが存在するビット幅、つまり短い方のバス
幅の加算器(ADD)で、その部分の加減算を行い、キ
ャリ信号(C)が出力された場合には、短い方の2進デ
ータのサインビット(S)が正であると、長い方の2進
データの該加減算の行われたビットより上位をインクリ
メントし、該キャリ信号が出力されない場合には、上記
短い方の2進データのサインビット(S)が負の時、咳
長い方の2進データの該加減算の行われたビットより上
位をデクリメントすることにより、バス幅の異なる2つ
の2進データの加減算を行うようにしたものであるので
、短いバス幅の加算器と、両者の差分のバス幅に対する
インクリメンタ/デクリメンタを組み合わせるだけで、
バス幅の異なる2つの2進データの加減算を行うことが
でき、ハードウェア量を少なくできると共に、論理段数
が少なくなって、加減算の高速化が図れる効果がある。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
第2図は本発明の一実施例をブロック図で示したもので
あり、第3図はインクリメンタ/デクリメンタの具体例
を示したものであり、第1図、第4図と同じ符号は同じ
対象物を示しており、加算器3、排他的論理和回路(H
OR) 6.及びインクリメンタ/デクリメンタ5が本
発明を実施するのに必要な機能ブロックである。
本発明を実施しても、加減算動作そのものは、従来方式
と同じであるので、ここでは、上記第1図で説明したイ
ンクリメンタ/デクリメンタ動作を中心に本発明の加減
算動作を説明する。
第2図から明らかな如く、本発明においては、加算器3
のバス幅は、バス幅の短い加数Bに対する加数レジスタ
20のバス幅に合わせて構成されている。
先ず、被加数レジスタ10のA°部分と、加数レジスタ
20のB“部分とが加算器3で加算され、その時のキャ
リ信号Cと、加数レジスタ20のサインビットSbとが
、排他的論理和回路(EOR) 6で排他的論理和が取
られ、インクリメンタ/デクリメンタ5に対して+1(
即ち、インクリメント)、或いは−1(即ち、デクリメ
ント)を指示する。
これは、第1図で説明したように、キャリ信号C=1の
時には、サインビット5b=oのときに、上記A”部分
に対するインクリメント動作となり、キャリ信号C=0
の時には、サインビットsb・1のときに、上記A”部
分に対するデクリメント動作となることによる。
又、上記サインピッ)Sbによって、該A”部分に対す
るインクリメント、或いはデクリメント動作を識別する
ことができる。
次に、第3図によって、上記インクリメンタ/デクリメ
ンタ5の具体例を説明する。
本インクリメンタ/デクリメンタ5の動作は、前述のよ
うに、被加数レジスタのA”部分に対する÷1.或いは
一1動作であるので、該A”部分の最下位 ゛ビットか
ら一番最初のビット位置に存在する°0”。
又は、 l”に対するインクリメント、デクリメントと
して機能するように構成すれば良いことになる。
即ち、インクリメントの時には、当該ビットより下位の
ビットが全111である時、キャリ信号C=1を伝播さ
せて、上記一番最初の°0°を°1゛にセット (具体
的には、反転処理)すれば良く、デクリメントの時には
、当該ビットより下位のビットが全′0“である時、キ
ャリ信号C・0を伝播させて、上記一番最初の1゛を°
0”にセット(即ち、反転)すれば良いことになる。
第3図の例は、上記インクリメント、或いはデクリメン
トすべきビットを、^”lで示し、それより下位のビッ
トをA”2〜A’4で示しである。
その他の符号は第2図と同じで、sbは加数レジスタ2
0のサインビットであり、BORは排他的論理和回路(
EOR) 6であり、Slはその出力情報を示している
ここで、インクリメント動作の場合をみると、上記sb
・0であって、EOR= 1となっているので、A”2
〜A”4が全°1°の時、アンド回路51の出力は“1
゛となり、八″1=0→A”1・lに反転して、Slと
して出力するように動作し、所望のインクリメントが行
われる。
次に、デクリメント動作の場合をみると、上記sb・1
であって、EOR= 1となっているので、A’2〜A
’4が全°0′の時、アンド回路51の出力は°I′と
なり、A″1=1→A”1=Oに反転して、Slとして
出力する動作となり、所望のデクリメントが行われる。
上記のインクリメント或いはデクリメント動作はA”1
に対するものであり、実際には、上記A”部分の総ての
ビットに対して、同じ論理構成のインクリメンタ/デク
リメンタ回路が必要となるが、該インクリメンタ/デク
リメンタ機能は同じ回路を切り替えて実現させているの
で、通常の加算回路を各ビットに設ける従来方式に比較
して、バー    ・ドウエア量の削減が図れると共に
、論理段数も高々3段で構成できるので、当該加算回路
の高速化が図れる特徴がある。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明の加減算回路は、
負数を2の補数で表示する2進データの加減算回路にお
いて、該加減算を行う2つの2進データ(加数、被加数
)のバス幅が異なる場合、2つの2進データが存在する
ビット幅、つまり短い方のバス幅の加算器で、その部分
の加減算を行い、キャリ信号(C)が出力された場合に
は、短し)方の2進データのサインビット(S)が正で
あると、長い方の2進データの該加減算の行われたビッ
トより上位をインクリメントし、該キャリ信号が出力さ
れない場合には、上記短い方の2進データのサインビッ
ト(S)が負の時、該長い方の2進データの該加減算の
行われたビットより上位をデクリメントすることにより
、バス幅の異なる2つの2進データの加減算を行うよう
にしたものであるので、短いバス幅の加算器と、両者の
差分のバス幅に対するインクリメンタ/デクリメンタを
組み合わせるだけで、バス幅の異なる2つの2進データ
の加減算を行うことができ、ハードウェア量を少なくで
きると共に、論理段数が少なくなって、加減算の高速化
が図れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明する図。 第2図は本発明の一実施例をブロック図で示した図。 第3図は本発明のインクリメンタ/デクリメンタの具体
例を示した図。 第4図は従来技術による加減算回路を示した図。 である。 図面において、 lOは加数レジスタ、20は被加数レジスタ。 3.3”は加算器、     4は出力レジスタ。 5はインクリメンタ/デクリメンタ。 51はアンド回路。 6.52は排他的論理和回路。 ^は加数、      Bは被加数。 A”Bl は加数へ、被加数B共に存在するビット部分
。 A′″は加数へのみに存在するビット部分。 sbは被加数Bのサインビット。 Cは加算器3のキャリ信号。 をそれぞれ示す。 C 令発圃の贋金を説明0図 茅 1 図 啓発日月の一友−ye拶Jトポしr;図茶 2 口 Sb      EoF 刀(徊シII月のインクリノンヌ/テ′2リノン夕のA
−4ぴ」とホtr=2茅  3   図 $4.   囚

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)負数を2の補数で表示する2進データの加減算回
    路であって、 該加減算を行う2つの2進データのバス幅が異なる場合
    、 短い方のバス幅を有する加算器(ADD)(3)と、該
    2つの2進データのバス幅の差のバス幅を持つインクリ
    メンタ/デクリメンタ(5)とを組み合わせて、加減算
    を行うことを特徴とする加減算回路。
  2. (2)上記インクリメンタ/デクリメンタ(5)は、該
    インクリメンタ/デクリメンタ(5)の演算を必要とす
    るビットに対して、それより下位ビットが全‘0’、又
    は全‘1’の時、当該ビットを反転するように制御する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の加減算
    回路。
JP9245985A 1985-04-30 1985-04-30 加減算回路 Pending JPS61250733A (ja)

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JP9245985A JPS61250733A (ja) 1985-04-30 1985-04-30 加減算回路

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JP9245985A JPS61250733A (ja) 1985-04-30 1985-04-30 加減算回路

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Cited By (2)

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EP0955576A1 (en) * 1998-05-08 1999-11-10 STMicroelectronics S.r.l. High-speed digital accumulator with wide dynamic range
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