JPS5911939B2 - Fugoutukikakezanronrisouchi - Google Patents
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- JPS5911939B2 JPS5911939B2 JP50131548A JP13154875A JPS5911939B2 JP S5911939 B2 JPS5911939 B2 JP S5911939B2 JP 50131548 A JP50131548 A JP 50131548A JP 13154875 A JP13154875 A JP 13154875A JP S5911939 B2 JPS5911939 B2 JP S5911939B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は2つの直列2進数を乗算して直列2進積を求
める掛算論理装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a multiplication logic device for multiplying two serial binary numbers to obtain a serial binary product.
この掛算並びにそれを行なう論理回路を以下符号つきと
呼ぶことがある。被乗数は2の補数の記法で表わされた
大きさ並びに符号を表わす情報を持ち、乗数は大きさの
情報を持ち、積は2の補数の記法で表わされた大きさ並
びに符号を表わす情報を持ち、3つのビツト列全部が同
じワード速度で直列に現われ、最下位ビツトが時間的に
最初に現われる。論理装置は複数個の大体同一の掛算セ
ルで構成され、これらのセルが部分積を形成し、それを
大体同一の加算セルで加算して最終的な積を形成する。
各各の掛算セルが乗数ビツトを貯蔵し、被乗数用シフト
・レジスタの1段とタイミング波形用シフト・レジスタ
の1段とを含んでいる。タイミング波形の制御の下に、
被乗数を切捨てると共に積を丸め ,る手段が設けられ
る。論理装置は融通性があり、1倍精度又は2倍精度を
持つ積を形成することが出来る。2種類の大体同一のセ
ルを用い、セル並びに掛算論理装置の周縁に於ける連絡
通路を最小限にした設計が、金属酸化物半導体の電界効
果ト ニランジスタ技術を用いた大規模な集積化に最適
になつている。This multiplication and the logic circuit that performs it may hereinafter be referred to as signed. The multiplicand has information representing the size and sign expressed in two's complement notation, the multiplier has information on the size, and the product has information representing the size and sign expressed in two's complement notation. , and all three bit strings appear in series at the same word rate, with the least significant bit appearing first in time. The logic device is comprised of a plurality of generally identical multiplying cells that form partial products that are summed by generally identical summing cells to form the final product.
Each multiplication cell stores multiplier bits and includes one stage of multiplicand shift register and one stage of timing waveform shift register. Under the control of timing waveform,
A means is provided to truncate the multiplicand and round the product. The logic unit is flexible and can form products with either single precision or double precision. The design, which uses two types of roughly identical cells and minimizes communication channels at the cell and periphery of the multiplication logic device, is ideal for large-scale integration using metal-oxide-semiconductor field-effect transistor technology. It's getting old.
要約して云うと、この発明はデイジタル計算の分野、更
に具体的に云えば、2つの直列の数を乗算して直列の出
力を求め、積が被乗数の符号を反映しているようにする
逐次形論理装置に関する。In summary, this invention relates to the field of digital computing, and more particularly to the field of digital computing, and more particularly to the field of serial computing, where two series numbers are multiplied to yield a series output, with the product reflecting the sign of the multiplicand. Concerning formal logic devices.
この発明は、1倍精度又は2倍精度を持つ積を能率よく
得られるようにする手段にも関する。こう云う精度につ
いては後で説明する。この発明は大規模な集積化に特に
適した論理機能を利用する。m個及びn個のビツトから
成る2つの2進数の乗算では、典型的には積は(m+n
)個のビツトになる。mとnが等しいと仮定すると、積
は2m(又は2n)個のビツトであり、これを2倍精度
と云う。普通の場合、被演算数のデイジツトは上に挙げ
た範囲でしか利用出来ないから、積の内、下位の半分の
ビツトは有用でないことがあり、場合によつては被演算
数に存在する量子化(又はその他の)誤差の範囲に入る
。被演算数及び積が直列の場合、2倍精度の積を作り、
その後妥当なワードの長さまで丸めるのは、時間や装置
の点で、実際的には無駄があることがある。多くの計算
装置では、入力及び出力端子の数が限られている場合等
、直列形式が特に魅力があり、これは金属酸化物半導体
の集積回路形式で効率よく実現される。The invention also relates to means for efficiently obtaining products with single precision or double precision. This accuracy will be explained later. The invention utilizes logic functions that are particularly suited to large-scale integration. For the multiplication of two binary numbers of m and n bits, the product is typically (m+n
) bits. Assuming that m and n are equal, the product is 2m (or 2n) bits, which is called double precision. In the normal case, the digits of the operand are available only in the ranges listed above, so the lower half of the bits in the product may not be useful, and in some cases the digits present in the operand may not be useful. (or other) errors. If the operand and the product are serial, create a double-precision product,
Subsequent rounding to a reasonable word length may be practically wasteful in terms of time and equipment. In many computing devices, the series format is particularly attractive, such as when the number of input and output terminals is limited, and this is efficiently implemented in metal oxide semiconductor integrated circuit formats.
典型的な信号及びデータ処理には、符号並びに大きさの
情報を扱うことが出来なければならない。符号つき演算
の場合に知られている幾つかの形式の1つとして、2の
補数の記法がある。IEEEトランスアクシヨンズ・オ
ン・オーデイオ・アンド・エレクトロアコーステイツク
ス誌1968年9月号の「アン・アプローチ・ツウ・ザ
・インプリメンテイシヨン・オブ・デイジタル・プール
ダース」と云う論文に、1倍精度の掛算装置が記載され
ており、入力及び出力が直列であるが、被演算数は正で
なければならない。Typical signal and data processing requires the ability to handle sign and magnitude information. One of several known formats for signed operations is two's complement notation. In the September 1968 issue of IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, an article entitled "An Approach to the Implementation of Digital Pourders" describes single precision. A multiplication device is described in which the input and output are serial, but the operands must be positive.
プロシーデイングズ・オブ・ザ・ナシヨナル・エレクト
ロニツクス・コンフアレンス1969年のサイフアード
の論文[デザイン・オブ・デイジタル・プールダース・
ユーズインク・リード・オンリー・メモリーズ」には、
部分積の加算の為、読出専用記憶装置を用いた直列一並
列掛算装置が記載されている。MOS技術で大規模に集
積化するのに適した形で、或る論理機能を実現すること
が、1972年にフアン・ノスランド・ラインボルト・
カンパニから出版されたウイリアム・エム・ペ[メ[及び
リリアン・ロー編集の著書[MOS集積回路」に記載さ
れている。Proceedings of the National Electronics Conference 1969 Seifard's paper [Design of Digital Pourdaas]
'Use Inc. Read Only Memories' includes
A series-parallel multiplication device using a read-only storage device is described for adding partial products. The realization of certain logic functions in a form suitable for large-scale integration in MOS technology was developed by Juan Nosland Reinbold in 1972.
It is described in the book ``MOS Integrated Circuits'' edited by William M. P. and Lillian Lo, published by Co., Ltd.
この発明の目的は改良された直列掛算装置を提供するこ
とである。It is an object of this invention to provide an improved serial multiplication device.
この発明の別の目的は、少なくとも一方の被演算数が符
号つきであるような改良された直列掛算装置を提供する
ことである。Another object of the invention is to provide an improved serial multiplier in which at least one operand is signed.
この発明の別の目的は、時間を余分にかけずに、1倍精
度又は2倍精度の積が得られるような、改良された直列
掛算装置を提供することである。Another object of the invention is to provide an improved serial multiplier that allows single or double precision products to be obtained without additional time.
この発明の特徴は、同じ設計の反復的なセルを用い、大
規模な集積化にした時、セル並びに装置の周縁に於ける
連絡通路を最小限にすると共に形状を最小限にして、こ
のような改良された直列符号つき掛算装置を提供するこ
とである。この発明の別の特徴は、実数又は複素数(実
数及び虚数部分を持つ)に対して掛算を行なうこのよう
な装置を提供することである。A feature of the invention is that when large-scale integration is achieved by using repetitive cells of the same design, communication paths at the periphery of the cells and devices are minimized, and the shape is minimized. An object of the present invention is to provide an improved serial signed multiplication device. Another feature of the invention is the provision of such an apparatus for performing multiplication on real or complex numbers (having real and imaginary parts).
この発明の上記並びにその他の1巨的及び特11入2つ
の直列2進数を乗算しで直列2迩積を求めるように設計
された新規な符号つき掛算論理装置によつて実現される
。The present invention is realized by a novel signed multiplication logic device designed to multiply two serial binary numbers to obtain a series two product.
被乗数は2の補数の記法で表わされた大きさ並びに符号
を表わす情報を持ち、乗数は大きさを表わす情報を持ち
、積は2の補数の記法で表わされた大きさ並びに符号を
表わす情報を持ち、乗数、被乗数及び積のビツト列が同
じワード速度で直列に現われ、最下位ビツトが時間的に
最初に現われる。この発明では、掛算論理装置が、乗数
のビツト列を供給する母線と、該母線に結合されていて
、乗数ビツト列の相次ぐワードを貯蔵し、その各々の貯
蔵素子が各々の直列乗数ワードから予定の位のビツトを
選択して、続くワードに同じ位のビツトが現われるまで
、選択したビツトを貯蔵する複数個の2進貯蔵素子と、
被乗数ビツト列が供給される複数個の接続部を1ビツト
間隔で持つシフトレジスタと、複数個の掛算段と、各々
の掛算段の出力に結合されていて、部分積を表わすビツ
ト列を積に等しい単一のビツト列にまとめる加算回路と
を有し、各々の掛算段は2進貯蔵素子に2進ビツトを送
込むように接続されると共に被乗数用シフト・レジスタ
の接続部に被乗数を送込むように接続され、該シフト・
レジスタの累積遅延量が送込まれる乗数ビツトの位に応
じて増加するようになつており、各段が被乗数ワードの
最上位ビツトを相次いで選んで、それに乗数ビツトを乗
じてその位に対応した時間に直列的な部分積を形成する
ようになつている。The multiplicand has information representing the magnitude and sign expressed in two's complement notation, the multiplier has information representing the magnitude, and the product represents the magnitude and sign expressed in two's complement notation. The bit sequences of the multiplier, multiplicand and product appear serially at the same word rate, with the least significant bit appearing first in time. In the present invention, a multiplication logic device is coupled to a bus supplying a sequence of multiplier bits and stores successive words of the sequence of multiplier bits, each storage element of which is scheduled from each serial multiplier word. a plurality of binary storage elements for selecting a bit of the order of bit and storing the selected bit until a bit of the same order appears in a subsequent word;
A shift register having a plurality of connections at 1-bit intervals to which the multiplicand bit string is supplied, a plurality of multiplication stages, and a shift register coupled to the output of each multiplication stage, which multiplies the bit strings representing partial products. and an adder circuit for combining into a single equal bit string, each multiplier stage being connected to feed a binary bit into a binary storage element and feeding the multiplicand into a junction of a multiplicand shift register. Connected like this, the shift/
The cumulative delay amount of the register increases according to the digit of the multiplier bit sent, and each stage successively selects the most significant bit of the multiplicand word and multiplies it by the multiplier bit to correspond to that digit. It is designed to form partial products in series with time.
この発明の別の面では、掛算段が、被乗数の全部のビツ
トより少ない数のビツトを送込む手段を含んでおり、送
込まれる乗数ビツトの位に反比例して最下位ビツトを切
捨てる。In another aspect of the invention, the multiplication stage includes means for feeding less than all the bits of the multiplicand, and truncates the least significant bit in inverse proportion to the order of the multiplier bits fed.
特にこの被乗数ビツトを切捨て手段は、その持続時間が
乗数のビツト時間に等しいような部分を持つタイミング
波形を発生する手段と、該タイミング波形が供給され、
1ビツト間隔で接続部を持つ第2のシフト・レジスタと
で構成される。各々の掛算段がタイミング用シフト・レ
ジスタに接続され、被乗数の内、送込まれる上位ビツト
の数を送込まれる乗数ビツトの数を送込まれる乗数ビツ
トの位に対応するように制御するタイミング信号が求め
られる。遅延させた被乗数、貯蔵されている乗数ビツト
並びにタイミング信号が印加される3入カゲートにより
、掛算が行なわれる。In particular, the means for truncating the multiplicand bits is provided with means for generating a timing waveform having a portion whose duration is equal to the bit time of the multiplier;
and a second shift register having connections at 1-bit intervals. Each multiplier stage is connected to a timing shift register, and a timing signal is provided for controlling the number of high order bits of the multiplicand to be sent so that the number of multiplier bits to be sent corresponds to the place of the multiplier bits to be sent. is required. Multiplication is performed by a three-input gate to which the delayed multiplicand, stored multiplier bits, and timing signals are applied.
各段のタイミング信号の接続時間l友タイミング波形に
加えられた遅延に応じて1ビツト増分づつ増加する。3
入力ゲートが3つの入力の論理積をとり、出力を発生す
る。The connection time of the timing signal at each stage increases by one bit increments according to the delay added to the timing waveform. 3
An input gate ANDs the three inputs and produces an output.
この発明の別の面では、各々の掛算段に、被乗数ビツト
の送込みを制御するタイミング信号を発生する母線を設
ける。In another aspect of the invention, each multiplier stage is provided with a bus that generates a timing signal that controls the feeding of the multiplicand bits.
タイミング・ゲートは、1つの入力が一定の遅延を持つ
タイミング波形の母線に結合されてタイミング信号を開
始させ、別の入力タイミング波形用シフト・レジスタに
結合されて、このタイミング信号を終了させる。更に各
々の掛算段は、タイミング信号に応答して、部分積の上
位部分を完了するのに要するビツト数だけ、被乗数の符
号ビツトを繰返す手段を有する。A timing gate has one input coupled to a constant delay timing waveform bus to initiate the timing signal and another input to a timing waveform shift register to terminate the timing signal. Additionally, each multiplier stage has means, responsive to the timing signal, for repeating the sign bit of the multiplicand as many times as necessary to complete the upper portion of the partial product.
この時、3入力ゲートの出力並びに符号繰返し手段の出
力の論理和をとることにより、一杯の長さを持つ部分積
が得られる。部分積の加算が、一連の位に分けそ〜iし
た加算装置によつて行なわれる。At this time, a partial product having a full length can be obtained by ORing the output of the three-input gate and the output of the code repeating means. Addition of the partial products is performed by an adder divided into a series of digits.
各々の加算装置は2つの直列データ入力を持つていて、
2つの入力の和を表わす直列データ出力を1ビツトの遅
延後に発生する。加算装置は、直列データが単一の流れ
にまとめられるまで、段々位が下がるように配置されて
いる。各々の加算装置には、各ワードの最下位ビツトが
通過する時、内部に貯蔵されている桁上げビツトをりセ
ツトする手段も設けられる。りセツト手段は1つ又は更
に多くのりセツト・パルス発生器で構成され、これらが
タイミング波形レジスタに対する接続によつて調時され
、その各各は適当な時刻に内部に貯蔵されている桁上げ
ビツトをりセツトする出力パルスを発生する。最後の位
にある加算装置は、直列積の各ワードの1つ又は更に多
くの最下位ビツトをゼロにする手段を有する。被乗数並
びに積の切捨てを補償する為に丸め数値が導入される。Each adder has two serial data inputs,
A serial data output representing the sum of the two inputs is produced after a one bit delay. The summing devices are arranged in successive stages until the serial data is combined into a single stream. Each adder is also provided with means for resetting an internally stored carry bit as the least significant bit of each word passes through. The reset means comprises one or more reset pulse generators timed by connections to timing waveform registers, each of which generates an internally stored carry bit at the appropriate time. generates an output pulse that resets the The adder in the last place has means for zeroing one or more least significant bits of each word of the series product. A rounding value is introduced to compensate for truncation of the multiplicand as well as the product.
丸め数値手段は1つ又は更に多くのパルス発生器と、丸
め数値を発生するオア・ゲートとで構成され、各々のパ
ルス発生器は入力がタイミング波形用レジスタの接続部
に結合されていて、所定の位ビツトが1番目の位の加算
装置に送込まれるのに対応する時刻にタイミング波形が
通過したことを感知して、この時刻に出力パルスを発生
する。オア・ゲートには、パルス発生器の出力が結合さ
れ、丸め数値を発生すると共に、所望の丸め数値に対応
する1つ又は更に多くの出力パルスを発生する。オア・
ゲートの出力が1番目の位にある加算装置の入力に結合
され、最終的な積に加算される。第1図に示すプロツク
図は、この発明の符号つき掛算論理装置の1例である。The rounding value means consists of one or more pulse generators and an OR gate for generating the rounded value, each pulse generator having an input coupled to a connection of a timing waveform register and having a predetermined value. It senses that the timing waveform passes at a time corresponding to the first digit bit being fed into the first digit adder and generates an output pulse at this time. The output of the pulse generator is coupled to the OR gate to generate the rounded value and one or more output pulses corresponding to the desired rounded value. Or
The output of the gate is coupled to the input of the adder in the first place and added to the final product. The block diagram shown in FIG. 1 is an example of the signed multiplication logic device of the present invention.
掛算論理装置11が直列入力データの2つの源12,1
3に結合され、やはり直列の形で1倍精度の積を発生す
る。2つの直列入力数の掛算を行なう時、時間を非常に
効率よく利用する。A multiplication logic unit 11 connects two sources 12,1 of serial input data.
3 to produce a single-precision product, also in serial form. Very efficient use of time when performing multiplication of two serial input numbers.
符号つき掛算論理装置は、1ワードあたり、被乗数より
1ビツトしか余計に必要とせずに、1倍精度の積を発生
する。被乗数が12ビツトである場合、13ビツト時間
から成る出力ワード期間中に10ビツトの出力の積が形
成される。乗数の長さは一定である。被乗数は長さが可
変であり、乗数より長いのが普通である。符号つき掛算
論理装置11は所謂2象限掛算を行なう。源12からの
被乗数(a)が2の補数の記法で表わされ、正又は負の
値をとり得る。源13からの乗数1bIは大きさだけで
ある。符号つき掛算装置11の出力は積a−1bIであ
り、2の補数の記法で表わされる。被演算数aはもとも
と2の補数の記法で表わされ、大きさ及び符号の両方の
情報を持つており、積にもその両方が入つている。然し
乗数1b1は大きさだけの情報として導入さね積でもそ
の項は大きさだけを表わす。この.S.2つの実数の被
演算数の積をそれらの符号と仮定すると、この装置は2
象限装置(+a)・(+b);(−a)・(+b)とし
て特徴づけることが出来る。Signed multiplication logic units generate single precision products requiring only one extra bit per word than the multiplicand. If the multiplicand is 12 bits, a 10-bit output product is formed during an output word period of 13 bit times. The length of the multiplier is constant. The multiplicand is variable in length and is typically longer than the multiplier. The signed multiplication logic unit 11 performs a so-called two-quadrant multiplication. The multiplicand (a) from source 12 is expressed in two's complement notation and can be positive or negative. The multiplier 1bI from source 13 is of magnitude only. The output of the signed multiplier 11 is the product a-1bI, expressed in two's complement notation. The operand a is originally expressed in two's complement notation and has both size and sign information, and both are included in the product. However, even if the multiplier 1b1 is introduced as information about the magnitude only, that term represents only the magnitude. this. S. Assuming the product of two real operands to be their signs, this device has 2
It can be characterized as a quadrant device (+a), (+b); (-a), (+b).
4象限の掛算、即ち
(+a)・(+b);(−a)・(+b):(+a)・
(−b):(−a)・(−b)を行なう為に、乗数bに
も符号の情報を入れたい場合、乗数bの符号を別個の源
14から入れて、2の補数化器15を制御することが出
来る。Multiplication of 4 quadrants, i.e. (+a)・(+b); (−a)・(+b): (+a)・
(-b): In order to perform (-a) and (-b), if you want to input sign information to multiplier b as well, input the sign of multiplier b from a separate source 14, and add it to the two's complement converter 15. can be controlled.
この補数化器が第1図に示すように符号つき掛算装置1
1の出力に結合されている。こうすると、補数化器15
の出力に出る積は両方の被演算数を反映した大きさ及び
符号の情報を持ち、2の補数の記法で表わされる。この
発明の符号つき掛算論理装置は、第1図に示すように2
の補数化器15と共に用いてもよいし、或いは乗数の符
号が常に正である時、2の補数化器を用いず、a−1b
1の量を求めることも出来る。This complementer is a signed multiplier 1 as shown in FIG.
1 output. In this way, the complementer 15
The output product has size and sign information reflecting both operands, and is expressed in two's complement notation. The signed multiplication logic device of this invention has two
may be used with the two's complementizer 15, or when the sign of the multiplier is always positive, without using the two's complementer, a-1b
You can also find the amount of 1.
この発明は第2図に示すように、複素数の4象限掛算に
も使える。This invention can also be used for four-quadrant multiplication of complex numbers, as shown in FIG.
この図で、第1の複素数(a+Jb)に第2の複素数(
c+Jd)を乗する。jは虚数であることを表わし、文
献によつてはこの為にiが用いられている。掛算の積は
実数部分(Ac−Bd)及び虚数部分j(Ab+Bc)
を持つものとして表わすことが出来る。符号つき掛算器
1,3の入力に加えられる被乗数a1符号つき掛算器2
,4の入力に加えられる被乗数bは2の補数の形である
。符号つき掛算器1乃至4の他方の入力に加えられる乗
数は夫々1c1,1d1,1dI及び1ciの大きさを
持つ。符号つき掛算器1乃至4の出力は、夫々a・1c
1,b−1d1,a・:d:及びb−1c1である。2
の補数化器5,6,r,8のデータ入力が夫夫符号つき
掛算器1乃至4の夫々の出力に接続され、出力の積を、
両方の被演算数の符号並びに大きさの情報を含む真の4
象限の量に変換する。In this figure, the first complex number (a+Jb) is added to the second complex number (
c+Jd). j represents an imaginary number, and i is used for this purpose in some literature. The product of multiplication is the real part (Ac-Bd) and the imaginary part j (Ab+Bc)
It can be expressed as having . Multiplicand a1 added to the inputs of signed multipliers 1 and 3 Signed multiplier 2
, 4 is in two's complement form. The multipliers added to the other inputs of signed multipliers 1 to 4 have magnitudes 1c1, 1d1, 1dI and 1ci, respectively. The outputs of signed multipliers 1 to 4 are a and 1c, respectively.
1, b-1d1, a.:d: and b-1c1. 2
The data inputs of complementizers 5, 6, r, and 8 are connected to the respective outputs of signed multipliers 1 to 4, and the product of the outputs is expressed as
true 4 containing sign and magnitude information of both operands
Convert to quadrant quantity.
この為、2の補数化器の符号入力には、乗数の絶対値に
対応する符号情報が結合される。符号入力Sd及びSd
は夫々dの符号並びにdの反転符号であり、SOも同様
である。即ち、乗数Cの符号が2の補数化器5に加えら
れ、dの符号が2の補数化器6に加えられ、(因子J2
を考慮した符号の反転をこ\で導入すべきである、)乗
数dの符号が2の補数化器7に加えられ、乗数cの符号
が2の補数化器8に加えられる。この▲ 4個の2の補
数化器5乃8の出力では、被演算数の完全な4象限掛算
が行なわれ、積は2の補数の記法で表わされる。複素数
の積が、4個の2の補数化器5乃至8の出力を組合せる
ことによつて取出される。Therefore, code information corresponding to the absolute value of the multiplier is coupled to the code input of the two's complement converter. Sign input Sd and Sd
are the sign of d and the inverted sign of d, respectively, and the same is true for SO. That is, the sign of the multiplier C is added to the two's complementer 5, the sign of d is added to the two's complementer 6, and (factor J2
The sign of the multiplier d is added to the two's complementer 7 and the sign of the multiplier c is added to the two's complementer 8. At the outputs of the four two's complement converters 5 to 8, complete four-quadrant multiplication of the operands is performed, and the product is expressed in two's complement notation. The complex product is obtained by combining the outputs of the four two's complementers 5-8.
出力の実数部分はAc−Bdであり、2の補数化器5,
6の出力を加算装置9で組合せることによつて形成され
る。同様に、出力の虚数部分はJ(Ad+Bc)であり
、2の補数化器7,8の出力を加算装置10で組合せる
ことによつて形成される。第1図に素子15並びに第2
図に素子5乃至8で示した直列形の2の補数化器の好ま
しい例が、第3図に詳しく示されている。The real part of the output is Ac-Bd, and the two's complement converter 5,
6 is formed by combining the outputs of 6 in an adder 9. Similarly, the imaginary part of the output is J(Ad+Bc) and is formed by combining the outputs of two's complementers 7 and 8 in addition device 10. In FIG. 1, the element 15 and the second
A preferred example of a series two's complementer, shown as elements 5 to 8, is shown in detail in FIG.
然し、2の補数化器は周知であり、適当な従来の装置を
用いることが出来る。2の補数化器は、直列2進数を2
の補数の記法で表わし、希望する時、代数符号を変える
ように設計されている。However, two's complementizers are well known and any suitable conventional equipment may be used. A 2's complement converter converts a serial binary number into 2
It is expressed in the notation of the complement of , and is designed to change the algebraic sign when desired.
2の補数化器は論理装置11から来る量a・1bI(2
の補数の記法で表わされる)の代数符号を変更し、こう
して量Iblの符号の影響を反映する。The two's complementizer converts the quantity a·1bI(2
(expressed in complement notation), thus reflecting the influence of the sign of the quantity Ibl.
16に於ける出力の積はa−b(2の補数の記法で表わ
される)であり、両方の入力の符号を反映する。The product of the outputs at 16 is a-b (expressed in two's complement notation) and reflects the signs of both inputs.
2の補数化器の論理的な設計が第3図に例示されている
。The logical design of a two's complementizer is illustrated in FIG.
これはナンド装置を選択的に用いている。この設計によ
り、金属酸化物半導体の電界効果トランジスタ(MOS
FET)を用いて大規模に集積化する時、最小限の形状
になる。第3図に破線の囲みで示すように、直列形の2
の補数化器は2つの主なプロツク、即ち2進貯蔵素子と
排他的ノアとで構成される。原理的には、回路はビツト
列中の最初の611を感知し、それから1ビツトの遅延
後に、続くビツトを反転する。2進貯蔵素子がインバー
タ20、2つのナンド・ゲート21,22及び1ビツト
動的遅延装置23で構成される。This selectively uses a Nando machine. This design allows metal oxide semiconductor field effect transistors (MOS
When integrated on a large scale using FETs, the minimum form factor is achieved. As shown in the dashed line box in Figure 3, two
The complementer consists of two main blocks: a binary storage element and an exclusive NOR. In principle, the circuit senses the first 611 in the bit string and then, after a one bit delay, inverts the following bit. The binary storage element consists of an inverter 20, two NAND gates 21, 22 and a 1-bit dynamic delay device 23.
符号つき掛算論理装置11からのビツト列がインバータ
20を介してナンド・ゲート21に結合さ礼その後1ビ
ツト遅延装置23を介してナンド・ゲート22に結合さ
れる。ナンド・ゲート22の他の2つの入力は、制御及
びりセツト入力の接続部である。ナンド・ゲート22の
出力がナンド・ゲート21の2番目の入力に結合され、
2進貯蔵素子としての再生作用が得られるようになつて
いる。排他的ノア・ゲートが2つのナンド・ゲート24
,25とオア・ゲート26とで構成される。The bit stream from signed multiplication logic unit 11 is coupled via inverter 20 to NAND gate 21 and then via a one bit delay unit 23 to NAND gate 22. The other two inputs of NAND gate 22 are control and reset input connections. The output of NAND gate 22 is coupled to the second input of NAND gate 21;
It is designed to have a reproducing effect as a binary storage element. Exclusive Noah Gate Two Nando Gates 24
, 25 and an or gate 26.
ナンド・ゲート24及びオア・ゲート26はいづれも1
つの入力が2進貯蔵素子の補数出力に接続されている。
ナンド・ゲート24及びオア・ゲート26の他の入力が
符号つき掛算論理装置11からビツト列を受取るように
接続される。ナンド・ゲート24及びオア・ゲート26
の出力がナンド・ゲート25の別々の入力に接続され、
ナンド・ゲート25の出力には積a−bが現われる。こ
の2の補数化器では、2進貯蔵素子が入カビツト列中の
最初の゛1”に応答し、1ビツトの遅延後に、出力を変
えるように設計されている。Nand gate 24 and or gate 26 are both 1
Two inputs are connected to the complement output of the binary storage element.
Other inputs of NAND gate 24 and OR gate 26 are connected to receive the bit string from signed multiplication logic unit 11. Nando Gate 24 and Or Gate 26
the outputs of are connected to separate inputs of the NAND gate 25,
At the output of NAND gate 25 appears the product a-b. In this two's complementer, the binary storage element is designed to respond to the first "1" in the incoming bit string and change its output after a one bit delay.
1つの入力が符号つき掛算論理装置11からのビツト列
に結合され且つ別の入力が2進貯蔵素子の補数出力に結
合されている排他的ノアは、2進貯蔵素子の(補数)出
力がゼロ状態になる時、入カビツト列を反転するように
設計されている。An exclusive NOR with one input coupled to the bit stream from the signed multiplication logic unit 11 and another input coupled to the complement output of the binary storage element causes the (complement) output of the binary storage element to be zero. It is designed to reverse the incoming bit row when entering the state.
排他的ノアの出力が否定の数になる。符号つき掛算論理
装置の動作は、第4図のプロツク図並びに第5図の表を
参照して説明するのが一番判り易い。The output of exclusive Noah is the number of negations. The operation of the signed multiplication logic device is best explained with reference to the block diagram of FIG. 4 and the table of FIG. 5.
以下の説明では、直列の乗数が大きさを表わす7個の情
報ビツトを持ち、これらが、最下位ビツトが時間的に最
初になるようにして符号つき掛算装置に印加されると仮
定する。通常、乗数は別個の符号ビツトをも持つている
。直列の被乗数は12ビツトであり、2の補数の記法で
表わされていて、最下位ビツトが最初に現われ、符号ビ
ツトが最後に現われる。乗数及び被乗数が1ワードあた
り13ビツト時間の周期に見合つたワード速度で印加さ
れる。このような前提にたつと、13ビツトから10ビ
ツトに丸められて、9ビツトの輸送遅延の後に1倍精度
の積が得られ、1ワードあたり13ビツト時間の周期で
現われる。掛算論理装置の構成要素、それらの相互接続
、作用並びにその作用が行なわれる順序を次に説明する
。第4図には、第1図の新規な符号つき掛算論理装置1
1が簡単なプロツク図で示されている。これらのプロツ
クは、論理の書込みに対応しないが、夫々セルであり、
好ましい集積回路の実施例では、これらのセルが論理装
置全体にわたり、大体同じ形式で反復的に形成されてい
る。掛算論理装置は、一連の7個からなる相互接続され
た掛算入力ゲート34乃至40(これらは第1の形式の
セルである)と、直列加算装置41乃至47(これらは
第2の形式のセルである)を含むピラミツド形加算部と
で構成されることが判る。掛算セルは、他にも機能はあ
るが、部分積を形成し、それが加算セルによつて加算さ
れ、最終的な積となる。掛算論理装置のセルの入力、内
部並びに出力データの通路は次の通りである。母線31
から得られる直列乗数(1b1)入力データの流れが各
々の掛算セル34乃至40のBjデータ入力に直接的に
印加される。線32から得られる直列被乗数(a)入力
データの流れが最初の掛算セル34だけのA,データ入
力に直接的に印加されると共に、掛算セル35乃至40
の各々のAiデータ入力に相次ぐ内部1ビツ卜遅延装置
を介して間接的に供給される。In the following discussion, it is assumed that the serial multiplier has seven information bits representing the magnitude, which are applied to a signed multiplier with the least significant bit being first in time. Multipliers usually also have a separate sign bit. The serial multiplicand is 12 bits, expressed in two's complement notation, with the least significant bit appearing first and the sign bit appearing last. Multipliers and multiplicands are applied at a word rate corresponding to a period of 13 bit times per word. Under these assumptions, the 13 bits are rounded to 10 bits, resulting in a single precision product after a 9 bit transport delay, appearing at a period of 13 bit times per word. The components of the multiplication logic unit, their interconnections, their operations, and the order in which the operations are performed will now be described. FIG. 4 shows the novel signed multiplication logic device 1 of FIG.
1 is shown in a simple block diagram. These blocks do not support writing logic, but are each a cell,
In the preferred integrated circuit embodiment, these cells are formed repeatedly in generally the same manner throughout the logic device. The multiplication logic unit consists of a series of seven interconnected multiplication input gates 34-40 (these are cells of the first type) and serial adders 41-47 (these are cells of the second type). It can be seen that it is composed of a pyramid-shaped adder including a The multiplier cells, among other functions, form partial products that are added by the adder cells to form the final product. The input, internal and output data paths of the multiplication logic unit cells are as follows. Bus line 31
A stream of serial multiplier (1b1) input data obtained from is applied directly to the Bj data input of each multiplier cell 34-40. The serial multiplicand (a) input data stream obtained from line 32 is applied directly to the A, data input of only the first multiplier cell 34, and is applied directly to the A data input of only the first multiplier cell 34, and
are indirectly fed via internal one-bit delays to each of the Ai data inputs.
各々の掛算セルは、そのセルに関連した部分積を発生す
る為、被乗数データの流れをそのセルに入れる為の内部
接続部(第4図に示してない)を持つている。最後のセ
ルを順き、各々のセルは被乗数を次のセルに転送する為
の1ビツト遅延装置を含む通路を有する。この為、線3
2から直接的に得られる被乗数データの流れが掛算セル
34から1ビツトの遅延をもつて掛算セル35のA,デ
ータ入力に転送される。同様に、被乗数データの流れが
掛算セル35から掛算セル36へ、53゛.6から37
へ、37から38へ、38から39へそして最後には3
9から掛算セル40へ転送されるが、掛算セル40では
遅延装置を用いていない。被乗数を最初の掛算セルの入
力から最後の掛算セルの入力まで転送する際に、合計6
ビツトの遅延が生ずる。これらの遅延装置は、1ビツト
間隔で7個の接続部を持つ被乗数用シフト・レジスタの
各段を形成する。掛算セル34乃至40で形成された直
列データの流れの形をしている部分積が1番目の位の加
算セル41乃至44に供給される。Each multiplier cell has internal connections (not shown in FIG. 4) for feeding the flow of multiplicand data into that cell to generate the partial products associated with that cell. Starting with the last cell, each cell has a path containing a 1-bit delay for transferring the multiplicand to the next cell. For this reason, line 3
The multiplicand data stream directly obtained from multiplication cell 34 is transferred with a one bit delay to the A, data input of multiplication cell 35. Similarly, the flow of multiplicand data is from multiplication cell 35 to multiplication cell 36, 53. 6 to 37
to, 37 to 38, 38 to 39 and finally 3
9 to the multiplication cell 40, but the multiplication cell 40 does not use a delay device. When transferring the multiplicand from the input of the first multiplication cell to the input of the last multiplication cell, a total of 6
Bit delay occurs. These delay devices form each stage of a multiplicand shift register with seven connections spaced one bit apart. The partial products in the form of a serial data stream formed by the multiplier cells 34-40 are applied to the first digit adder cells 41-44.
具体的に云うと、掛算セル34及び35の部分積出力が
直列加算セル41の2つの入力に印加さ粍掛算セル36
及び3rの部分積出力が加算セル42の2つの人力に印
加さ瓢掛算セル38及び39の同様な出力が加算セル4
3の2つの入力に印加され、最後に最後の掛算セル40
の部分積出力が丸め数値(その源は後で説明する)と共
に、1番目の位にある最後の加算セル44の2つの入力
に印加される。部分積が加算セル41乃至47で組合さ
瓢最終的な積となる。加算装置41乃至47はピラミツ
ド形に3つの位に分けて配置さ粍別々の流れを単一のデ
ータの流れにまとめるには、3ビツト時間の期間を必要
とする。1番目の位の加算装置41乃至44は、いづれ
も1ビツトの遅延時間後に単一のデータの流れを生ずる
。Specifically, the partial product outputs of multiplier cells 34 and 35 are applied to two inputs of series adder cell 41;
The partial product outputs of 3r and 3r are applied to the two summing cells 42, and the similar outputs of multiplication cells 38 and 39 are applied to summing cells 4.
applied to the two inputs of 3 and finally the last multiplication cell 40
The partial product output of is applied along with the rounded value (the source of which will be explained later) to the two inputs of the last summing cell 44 in the first place. The partial products are combined in adder cells 41-47 to form the final product. The adders 41-47 are arranged in three places in a pyramid configuration and require a period of three bit times to combine the separate streams into a single data stream. The first adders 41-44 each produce a single data stream after a one bit delay time.
その値は2つの入力データの和である。1番目の位にあ
る加算セル41及び42の出力データの流れが2番目の
位にある加算セル45の別々の入力に印加される。Its value is the sum of the two input data. The output data streams of summing cells 41 and 42 in the first digit are applied to separate inputs of summing cell 45 in the second digit.
1番目の位にある加算セル43及び44の出力データの
流れが2番目の位にある加算セル46の別別の入力に印
加される。The output data streams of summing cells 43 and 44 in the first digit are applied to another input of summing cell 46 in the second digit.
2番目の位にある加算セル45及び46の出力は、これ
も1ビツトの遅延後に現われるが、3番目の位にある加
算セル41の別々の入力に印加される。The outputs of adder cells 45 and 46 in the second place, also appearing after a one bit delay, are applied to separate inputs of adder cell 41 in the third place.
直列加算装置47の出力には、更に1ビツトの遅延後に
まとめられたデータの流れが現われる〇符号つき掛算論
理装置の最終的な積a−1b1が出力線33に現われる
。At the output of the serial adder 47 appears the aggregated data stream after a further delay of one bit. The final product a-1b1 of the signed multiplication logic unit appears on the output line 33.
被乗数が最後の掛算セルに達するのに6ビツトの遅延時
間を必要とし、加算に3ビツトの遅延時間を必要とする
から、輸送に要する合計の遅延は9ビツトである。第5
図の順序表を説明すれば、積がどのように形成されるか
マ更に詳しく理解されよう。第5図の順序表には、被乗
数データの流れ、乗数データの流れ並びに積データの流
れの順序が示されている。Since the multiplicand requires 6 bits of delay to reach the last multiplication cell and 3 bits of delay to add, the total delay required for transport is 9 bits. Fifth
A discussion of the sequence table in the figure will provide a more detailed understanding of how the product is formed. The order table of FIG. 5 shows the order of the flow of multiplicand data, the flow of multiplier data, and the flow of product data.
各々の掛算セル34乃至40で、被乗数aに乗数のビツ
トBjを乗じて、各々の部分積PPl乃至PP7が形成
される。部分積が次にピラミツド形加算部41乃至47
で加算され、1倍精度の最終的な積a−1bIを形成す
る。この表は、被乗数の切捨て、最終的な積の切捨て、
1倍精度の出力を得る為に、被乗数並びにその後の積の
切捨てを埋合せる積の丸め、並びに有効な符号を持つ部
分積を形成する為の符号ビツトの延長を示している。被
乗数及び乗数の位置が、3つのデータの流れ全部に対す
る13ビツト時間のワード速度で、任意のビツト時間に
対して示されている。In each multiplication cell 34-40, the multiplicand a is multiplied by the multiplier bit Bj to form a respective partial product PP1-PP7. The partial products are then transferred to pyramid-shaped adders 41 to 47.
are added to form the single precision final product a-1bI. This table shows the truncation of the multiplicand, the truncation of the final product,
It shows rounding of the product to compensate for truncation of the multiplicand and subsequent products to obtain a single precision output, as well as extension of the sign bit to form a partial product with a valid sign. Multiplicand and multiplier positions are shown for any bit time at a word rate of 13 bit time for all three data streams.
この順序表は、12ビットの被乗数aが現在の13ビツ
ト積ワード並びに7ビツト(B,乃至B7)の乗数Ib
lの間に企生するものと仮定している。a・1b1の現
在のワードの任意のビツト時間が表の一番上に示されて
いる。時刻T,は第4図の加算装置41乃至47を用い
た部分積の加算の開始に対応する。時間は右から左へ進
み、この為数値は、最下位ビツトを右側にして、自然の
順序で書くことが出来る。この為、現在のワードより前
のワードはこの表で右側に現わ瓢現在のワードより後の
ワードは表で左側に現われる。2の補数の記法で表わさ
れた11個の下位ビツト並びに符号ビツトを持つ同じ被
乗数ワードが、ビツト時間T,乃至T,,吉揃えた一連
の7個の位置で、第5図の表に挙げられている。This ordering table shows that the 12-bit multiplicand a is the current 13-bit product word and the 7-bit (B, to B7) multiplier Ib
It is assumed that the project is planned between 1 and 1. The arbitrary bit times of the current word of a.1b1 are shown at the top of the table. Time T, corresponds to the start of addition of partial products using addition devices 41 to 47 in FIG. Time moves from right to left, so numbers can be written in their natural order, with the least significant bit on the right. Therefore, words before the current word appear on the right side of the table, and words after the current word appear on the left side of the table. The same multiplicand word with the 11 least significant bits and the sign bit, represented in two's complement notation, is shown in the table of FIG. It is mentioned.
こ\で用いる演算に使われる直列データ形式では、最下
位ビツトは時間的に最初に現われ、最後のビツトが符号
ビツトである。一番上の行の被乗数では、被乗数のビツ
ト番号5乃至1及び符号ビツトが現在のワードのビツト
時間T,乃至T6に現われる。2番目の行では、被乗数
が1ビツトだけ左へずれ(時間が後になり)、被乗数の
大きさを表わすビツト6乃至1及び符号ビツトが現在の
ワードの時刻T,乃至T7に現われる。In the serial data format used for the operations used here, the least significant bit appears first in time, and the last bit is the sign bit. In the top row of multiplicands, bit numbers 5 through 1 of the multiplicand and the sign bit appear at bit times T, through T6 of the current word. In the second row, the multiplicand is shifted to the left by one bit (later in time), and bits 6 through 1 representing the magnitude of the multiplicand and the sign bit appear at times T, through T7 of the current word.
この後の各々の行で、被乗数が1ビツトずつ左へずれる
。最後の7番目の行では、ビツト11乃至1及び符号ビ
ツトが現在のワードのビツト時間T,乃至T,,に現わ
れる。このように順々にずれた行は、被乗数ワードがシ
フトレジスタの相次ぐ段を通過することを例示しており
、シフト・レジスタの各段は、各々の掛算セルに設けら
れた1ビツト遅延装置で構成され、予め定めた一連のビ
ツト時間の間、各々の掛算セルによつて利用される。乗
数ワードは一度に1ビツトずつ列に組込まれ、各ビツト
は現在の被乗数ワードの次々にずれた行と一線上にある
。Each subsequent row shifts the multiplicand to the left by one bit. In the seventh and final row, bits 11 to 1 and the sign bit appear at bit times T, to T, of the current word. These staggered rows illustrate the passage of the multiplicand word through successive stages of the shift register, each stage of which is separated by a 1-bit delay in each multiplier cell. is configured and utilized by each multiplication cell for a predetermined series of bit times. The multiplier word is built into columns one bit at a time, with each bit aligned with a successively offset row of the current multiplicand word.
乗数の最下位ビツトB,は列の一番上にあり、最上位ビ
ツトB7が列の一番下にある。乗数ワードは、表に丸で
囲んだビツトB,乃至B,で示すように、前のワード時
間の時間T7乃至T,3の間、最下位ビツトを最初とし
て、一度に1ビツトずつ送込まれる。送込まれたビツト
が掛算セルにラツチされ、この間、被乗数ワードの一部
分又は全部がシフト・レジスタの或る段から呼び出され
、セルのその部分を通り、部分積を形成する。順序表か
ら判るように、最終的な積a−1bIは、被乗数ワード
aを一度に1ワード又はそれ未満づつとり、それに一度
に1ビツトずつ取出した乗数ワードを相次いで乗するこ
とによつて形成される。The least significant bit of the multiplier, B, is at the top of the column and the most significant bit, B7, is at the bottom of the column. The multiplier word is fed one bit at a time, least significant bit first, during the previous word time, times T7 to T,3, as shown by bits B, to B, circled in the table. . The injected bits are latched into the multiplier cell while a portion or all of the multiplicand word is read from a stage of the shift register and passed through that portion of the cell to form the partial product. As can be seen from the order table, the final product a-1bI is formed by taking the multiplicand word a one word or less at a time and successively multiplying it by the multiplier word taken one bit at a time. be done.
2倍精度の積を求める場合、各々の部分積を形成する際
に、乗数ワード全体を使う。When calculating double-precision products, the entire multiplier word is used in forming each partial product.
然し、被乗数及び乗数の精度に見合つて、1倍精度の積
を求める場合、積を形成する前に被乗数を切捨て、その
後積を丸めることが望ましい。後で詳しく説明するが、
この切捨てにより、時間が大幅に節約され、入力及び出
力データの流れを完全に直列処理することが出来る。1
倍精度の積を形成する場合、最終的な積に対して所定値
未満の寄与しかしない全てのビツトが除外されるように
、被乗数を切捨てる。However, given the precision of the multiplicand and multiplier, when determining a single-precision product, it is desirable to truncate the multiplicand before forming the product and then round the product. I will explain in detail later,
This truncation saves significant time and allows the input and output data streams to be processed completely serially. 1
When forming a double-precision product, the multiplicand is truncated so that all bits that contribute less than a predetermined value to the final product are removed.
第5図で云うと、被乗数にあるビツトの値は、T,から
T,,へ進むに従つて大きくなる。更に、上側の行では
、被乗数には乗数の最下位ビツトが乗ぜられ、その為、
最終的な積の内の値の小さいビツトにしか寄与しない。
下側の行では、被乗数に乗数の更に上位のビツトが乗ぜ
られ、この為最終的な積の値が小さい方並びに大きい方
の両方のビツトに寄与する。要するに、被乗数の行は、
被乗数の個々のビツトがビツト時間座標に沿つたその位
置に直接的に応じて、最終的な積に寄与する値を持つよ
うに、第5図で相次いでずらされている。この為、最終
的な積で所定の精度を得るには、任意のビツト時間(例
えばT1)より前に発生するような、被乗数の行中のビ
ツトを切捨て、個々の部分積を形成するのに関係なくす
る。In FIG. 5, the value of the bit in the multiplicand increases as it progresses from T, to T, . Furthermore, in the top row, the multiplicand is multiplied by the least significant bit of the multiplier, so
It only contributes to the smaller bits in the final product.
In the lower row, the multiplicand is multiplied by the more significant bits of the multiplier, so that the final product value contributes to both the small and large bits. In short, the multiplicand row is
The individual bits of the multiplicand are successively shifted in FIG. 5 so that they have values that contribute to the final product, depending directly on their position along the bit time coordinate. Therefore, to obtain a given precision in the final product, bits in the multiplicand row that occur before any bit time (e.g., T1) must be truncated to form the individual partial products. Do it regardless.
この為、最初の部分積PPlは、被乗数aの最後の(従
つて最上位の)6ビツトに乗数の最下位ビツトを乗じた
ものである。被乗数の下記のビツトに下記の乗数ビツト
を乗することにより、掛算セル34乃至40で相次いで
7個の部分積PPl乃至PP7が形成される。部分積P
Pl乃至PP7から最終的な積を形成するのは、第4図
のピラミツド形加算部によつて行なわれ、この時前に述
べた丸め数値6を用いる。Therefore, the first partial product PPl is the last (and therefore most significant) six bits of the multiplicand a multiplied by the least significant bit of the multiplier. By multiplying the following bits of the multiplicand by the following multiplier bits, seven partial products PP1 to PP7 are successively formed in multiplication cells 34 to 40. Partial product P
Forming the final product from P1 to PP7 is performed by the pyramidal adder of FIG. 4, using the rounding value of 6 mentioned earlier.
これは、被乗数で切捨てた数並びに積で切捨て(又はゼ
ロにした)数の統計的な平均を埋合せるものである。丸
め数値が1番目の位にある直列加算装置の内の最後44
に挿入される。後で説明するが、ワード・マーカー(第
9図に示す)又はタイミング波形の持続時間が、被乗数
の切捨ての3角形形状並びに最終的な積のゼロ調整を制
御する。ワード・マーカーの持続時間を延ばすと、切捨
て3角形をゼロに縮小し、積のゼロ調整をなくし、こう
して精度を全く犠性にせずに、2倍精度の積が得られる
。最.終的な積a−1b(が1ワードあたり13個のビ
ツト時間で最紙の直列加算装置47から伝達され、時間
T,乃至T3の最初の3つのビツトがゼロにされる。最
終的な単一の積a−1b!は2の補数の形式で表わされ
た10ビツトであり、1ワードあたり13個のビツト時
間に発生される。要約すると、第5図の順序表は、乗数
1bI及び被乗数aを送込むこと並びに1倍精度の最終
的な積a−1bIを形成することを例示している。This compensates for the statistical average of the numbers truncated in the multiplicand as well as the numbers truncated (or zeroed) in the product. The last 44 of the serial adders with the rounded value in the first digit.
inserted into. As will be explained later, the duration of the word marker (shown in FIG. 9) or timing waveform controls the triangular shape of the multiplicand truncation as well as the final product zeroing. Increasing the duration of the word marker reduces the truncation triangle to zero, eliminates zeroing the product, and thus yields a double precision product without sacrificing any precision. Most. The final product a-1b (is transmitted from the last serial adder 47 at 13 bit times per word, and the first three bits at times T, to T3 are zeroed. The one product a-1b! is 10 bits expressed in two's complement form and is generated at 13 bit times per word.In summary, the ordinal table of FIG. The feeding of the multiplicand a and forming the single precision final product a-1bI is illustrated.
次に考えるのは、可変ワード長の部分積に対する乗数及
び被乗数の操作、その一方が丸めに関係する2種類の切
捨て、並びに2の補数の符号の延長である。掛算論理装
置を構成する個々のセル並びに掛算のタイミングを次に
説明する。掛算セルの簡単なプロツク図が第6図に示さ
れている。Next considered are multiplier and multiplicand operations on partial products of variable word length, two types of truncation, one of which involves rounding, and two's complement sign extension. The individual cells that make up the multiplication logic device and the timing of multiplication will now be described. A simple block diagram of the multiplication cell is shown in FIG.
第6図では、遅延ワード・マーカーについて起るような
反転、掛算ゲートで起る半ビツトの遅延が、図示の最初
の半ビツトの遅延に加えた時、掛算ゲートに於けるワー
ドの1ビツトの遅延になると云うような遅延、或いは2
相ψ,及びψ2で行なわれるクロツク動作の詳細は省略
されている。こう云う細部は第7図の論理図に示されて
おり、その図に関連して後で説明する。第6図では、各
々の掛算セルが被乗数ゲート61を持ち、これは1つの
部分積(PPl乃至PP7)を形成する際(ヒ主な役割
を果たし、乗数からの選ばれたビツトと被乗数の可変の
数の最上位ビツト(これは前述の通り)とを用いる。In Figure 6, when an inversion such as occurs for a delayed word marker, a half-bit delay occurring at the multiplication gate is added to the first half-bit delay shown, one bit of the word at the multiplication gate is delay, or 2.
Details of the clocking operations performed on phases ψ and ψ2 have been omitted. These details are shown in the logic diagram of FIG. 7 and will be discussed below in connection with that diagram. In FIG. 6, each multiplier cell has a multiplicand gate 61, which plays the main role in forming one partial product (PPl to PP7) and inputting selected bits from the multiplier and the variable of the multiplicand. The most significant bit of the number (as described above) is used.
各々の掛算セルが、2つの半ビツト遅延装置で形成され
た第1の1ビツト遅延装置68を有する。第6図には示
してないが、半ビツトの遅延に伴つて2相の反転が行な
われる。掛算入力ゲートの接続は1ビツト間隔だけで行
なわれるから、掛算入力ゲートの境界にあるタツプは反
転されていない波だけを取出す。全ての掛算セルが相互
接続された時、第1の1ビツト遅延装置68が全体とし
て前述の被乗数用シフトレジスタを形成する。各々の掛
算セルは、2つの半ビツト遅延装置(58,59)及び
2つの反転装置(第6図に示してない)で形成された第
2の1ビツト遅延装置を持つている。全ての掛算セルが
相互接続された時、これらの第2の遅延装置が全体とし
て第2のシフトレジスタを形成し、これに対してワード
・マーカー又はタイミング波形が印加され、被乗数のワ
ード長を設定し、乗数ビツトの選択のタイミングをとり
、その後の加算のタイミングをとる。掛算セルにある最
後の素子は、シフトした被乗数によつて表わされる部分
積に2の補数の記法を維持する為に必要な符号ビツトを
再生する手段である。符号再生部分を除いた部分積(P
Pl乃至PP7)が所定の掛算セル34乃至40の被乗
数ゲートと呼ぶプロツク61で形成される。Each multiplier cell has a first one-bit delay device 68 formed by two half-bit delay devices. Although not shown in FIG. 6, the two phases are inverted with a half-bit delay. Since the connections of the multiplier input gates are made only at one bit intervals, the taps at the boundaries of the multiplier input gates pick up only the non-inverted waves. When all the multiplier cells are interconnected, the first one-bit delay device 68 collectively forms the multiplicand shift register described above. Each multiplier cell has a second one-bit delay formed by two half-bit delays (58, 59) and two inverters (not shown in FIG. 6). When all multiplier cells are interconnected, these second delay devices collectively form a second shift register to which a word marker or timing waveform is applied to set the word length of the multiplicand. Then, the timing for selecting the multiplier bit is determined, and the timing for subsequent addition is determined. The last element in the multiplication cell is a means to recover the sign bit necessary to maintain two's complement notation in the partial product represented by the shifted multiplicand. The partial product (P
Pl to PP7) are formed by blocks 61 called multiplicand gates of predetermined multiplication cells 34 to 40.
被乗数ゲート61は3つの入力と1個の出力とを持ち、
3つの入力全部が“17である時に“1″出力を発生す
る。こ\で云つておきたいのは、“1”又は”0”と云
う呼び方は、「真」又は「虚偽」とか、或いは信号の「
存在」又は「不在」と同義であることである。実際の装
置で起り得る反転もこ\では無視することにする。第4
図の線32からの被乗数aのビツト列が、部分的には被
乗数用シフト・レジスタによる遅延の後、被乗数ゲート
61の第1の入力に印加され、乗数bの選ばれたビツト
(Bi)が母線31から取出さ粍乗数ビツト・ラツチ6
2に貯蔵さ礼ゲート61の第2の入力に印加される。タ
イミング制御信号がタイミング・ゲート57からインバ
ータ65を介して被乗数ゲート61の第3の入力に印加
される。所定の被乗数ゲート61にある被乗数が第4図
の順序に於ける掛算セルの位置より1ビツトだけ遅延さ
せられる。The multiplicand gate 61 has three inputs and one output,
When all three inputs are 17, a ``1'' output is generated.What I would like to say here is that the term ``1'' or ``0'' does not mean ``true'' or ``false''. Or the signal “
It is synonymous with ``presence'' or ``absence.'' We will also ignore inversions that may occur in actual equipment. Fourth
The bit sequence of multiplicand a from line 32 in the diagram is applied to the first input of multiplicand gate 61, partially after a delay by the multiplicand shift register, and the selected bit (Bi) of multiplicand b is applied to the first input of multiplicand gate 61. Multiplier bit latch 6 taken out from busbar 31
2 is applied to the second input of gate 61. A timing control signal is applied from timing gate 57 through inverter 65 to a third input of multiplicand gate 61 . The multiplicand in a given multiplicand gate 61 is delayed by one bit from the position of the multiplication cell in the sequence of FIG.
第4図の順序の最初の掛算セルでは、入力32からの被
乗数(a1)が被乗数ゲート61の第1の入力に直接的
に接続?れると共に、第1の1ビツト遅延装置(68に
対応する)の入力にも接続される。この後の指算セルで
は、1ビツト遅延装置(68に対応する)が前のセルの
1ビツト遅延装置(68に対応する)に接続されんこの
為、1ビツト遅延装置(68に対応する)が被乗数線3
2に直列に接続され、それらを一緒にすると被乗数用シ
フト・レジスタを形成する。所定の損算セルの被乗数ゲ
ート61がそのセルの1ビツト遅延装置68の入力側に
接続されているから、最後の損算セル(第4図の40)
は被乗数に対する遅延装置を必要としない0被乗数ゲー
トに於ける被乗数の相次ぐ遅延は、1番目の掛算セル3
4(入力a1)ではOビツトであり、2番目の35(入
力A2)では1ビツトであり、3番目の36(入力A3
)では2ビツトであり、4番目の37(人力A4)では
3ビツトであり、5番目の38(入力A,)では4ビツ
トであり、6番目の39(入力A6)では5ビツトであ
り、7番目の最後のセル40(入力A7)では6ビツト
である。上に述べた被乗数ビツト列の遅延により、第5
図の夫々の行に於ける被乗数の相次ぐずれが生ずる。こ
の為、直列被乗数データの流れが各々の掛算セル34乃
至40を通り、被乗数(又はその或る部分)にそのセル
に送込まれた乗数ビツトが乗ぜられる。遅延により、相
次ぐ各々の行では、かつ現在の出力ワードの時間の限界
内に、一層下位の被乗数ビツトが入つて来る。この為、
(積データの流れを基準として)選ばれたビツト時刻に
全ての掛算セルにある被乗数をゲートすることにより、
部分積を形成する際に、被乗数を切捨てることが出来る
。所定の掛算セルで部分積を形成する為に選ばれる乗数
ビツトは、第4図のセルの逐次的な位置に対応する。In the first multiplication cell in the sequence of FIG. 4, the multiplicand (a1) from input 32 is directly connected to the first input of multiplicand gate 61. It is also connected to the input of a first 1-bit delay device (corresponding to 68). In the subsequent reference cell, the 1-bit delay device (corresponding to 68) is connected to the 1-bit delay device (corresponding to 68) in the previous cell, so the 1-bit delay device (corresponding to 68) is the multiplicand line 3
2 are connected in series and together they form a multiplicand shift register. Since the multiplicand gate 61 of a given loss calculation cell is connected to the input side of the 1-bit delay device 68 of that cell, the last loss calculation cell (40 in FIG. 4)
does not require a delay device for the multiplicand. The successive delays of the multiplicands in the 0 multiplicand gate are
4 (input a1) is O bit, the second 35 (input A2) is 1 bit, and the third 36 (input A3) is O bit.
), it is 2 bits, the fourth 37 (input A4) is 3 bits, the fifth 38 (input A,) is 4 bits, the sixth 39 (input A6) is 5 bits, In the seventh and final cell 40 (input A7) there are 6 bits. Due to the delay of the multiplicand bit string mentioned above, the fifth
Successive shifts in the multiplicands in each row of the diagram occur. To this end, a stream of serial multiplicand data passes through each multiplier cell 34-40, and the multiplicand (or some portion thereof) is multiplied by the multiplier bit applied to that cell. The delay causes the lower multiplicand bits to come in on each successive row and within the time limits of the current output word. For this reason,
By gating the multiplicands in all multiplication cells at selected bit times (relative to the flow of product data),
When forming partial products, the multiplicand can be truncated. The multiplier bits selected to form partial products in a given multiplication cell correspond to the sequential positions of the cells in FIG.
云い換えれば、乗数ビツト1乃至7が掛算セル34乃至
40で夫々選択される。所定の掛算セルに於ける乗数ビ
ツトの選択には、乗数ビツト・ラツチ62、乗数ストロ
ーブ66、及び2つの半ビツト遅延装置58,59(並
びに第6図には示してない2つの反転装置)を用い、こ
れらが第4図のワード・マーカー入力49への通路に結
合される。入力49では、ビツト選択手段となるワード
・マーカー(W1)が、公称ビツト時間T6から始まつ
て(第9図)、7ビツトの持続時間(T6−Tl3)の
間ばO′2であり、6ピツトの持続時間(T,3−T6
)の間は8ビである。この順序が1ワードあたり13ピ
ツト時間の周期で繰返される。ワード・マーカー遅延装
置58,59がセル毎に直列に接続されているから、ワ
ード・マーカーは後に続く各々の掛算セルに1ビツト遅
れて到着する。全体として、遅延装置はワード・マーカ
ー用シフト・レジスタを形成する。この為、各々のセル
に於てワード・マーカー・レジスタに対して行なわれる
ストローク接続は、前のセルより1ビツト遅れる。後で
説明するが、ワード・マーカー・レジスタに対するセル
内での接続により、前のワードのビツト時間T7乃至T
l3の間に乗数ビツトを送込むことが出来る。最初に乗
数ビツト・ラツチ62を取上げると、これは乗数ビツト
列から1つのビツトを選択し、1ワードの持続時間(1
3ビツト時間)の間それを貯蔵し、それを被乗数ゲート
61の第2の入力即ち乗数人力に結合する。In other words, multiplier bits 1 through 7 are selected in multiplication cells 34 through 40, respectively. Selection of the multiplier bit in a given multiplication cell is accomplished by using a multiplier bit latch 62, a multiplier strobe 66, and two half-bit delays 58, 59 (as well as two inverters not shown in FIG. 6). and these are coupled to the path to the word marker input 49 of FIG. At input 49, the word marker (W1) serving as the bit selection means is at O'2 for a duration of 7 bits (T6-Tl3), starting from the nominal bit time T6 (FIG. 9); Duration of 6 pits (T, 3-T6
) is 8-bit. This sequence is repeated at a cycle of 13 pit times per word. Since word marker delays 58, 59 are connected in series for each cell, the word marker arrives one bit late in each subsequent multiplication cell. Collectively, the delay devices form a word marker shift register. Therefore, the stroke connection made to the word marker register in each cell lags the previous cell by one bit. As will be explained later, the connections within the cell to the word marker register allow bit times T7 to T of the previous word.
Multiplier bits can be sent during l3. First, consider the multiplier bit latch 62, which selects one bit from the multiplier bit sequence and selects one bit from the multiplier bit sequence for a duration of one word (1
3 bit times) and couples it to the second input of multiplicand gate 61, ie, the multiplier input.
乗数ビツト・ラツチ62に対するデータ入力が、乗数ビ
ツト列を持つ乗数母線31に結合される。ラツチ62の
制御入力が、ビツト列から特定のビツトを選択する為、
乗数ビツト・ストローブ66の出力に結合される〇この
後、乗数ビツト列から選択されたビツトが乗数ビツト・
ラツチの出力に現われ、被乗数ゲート61に結合される
。乗数ビツト・ラツチ62が、66からのストローブ・
パルスが発生した時の乗数母線31の状態に対応して、
6F′又は60″を出力に発生し且つそれをラツチする
。1ワード遅れて次のストローブ・パルスが発生するま
で、ラツチがこの811又は60”状態を保持する。The data input to multiplier bit latch 62 is coupled to multiplier bus 31 which has a multiplier bit string. The control input of latch 62 selects a particular bit from the bit string.
Coupled to the output of the multiplier bit strobe 66 After this, the selected bits from the multiplier bit string become the multiplier bits.
appears at the output of the latch and is coupled to multiplicand gate 61. Multiplier bit latch 62 receives the strobe signal from 66.
Corresponding to the state of the multiplier bus 31 when the pulse occurs,
6F' or 60" at the output and latches it. The latch holds this 811 or 60" state until the next strobe pulse occurs one word later.
次のパルスで、ラツチされていた値が継続され或いは取
替えられる。乗数ビツト・ストローブ66が、ワード・
マ一h−・レジスタに対するその内部接続部にワード・
マーカーが存在することに応答して、時刻(T1+6)
(即ち、掛算セル34に於けるT7)にストローブ・パ
ルスを発生する。On the next pulse, the latched value is continued or replaced. Multiplier bit strobe 66
Its internal connection to the mah- register
In response to the presence of the marker, the time (T1+6)
(ie, T7 in multiplication cell 34).
第6図に示すように、乗数ビット・ストローブ66は、
半ピツト遅延装置59の入力並びに出力に夫々結合され
た2つの入力を有する。この接続により、ワード・マー
カーが通過したことを感知し、ワード・マーカーの端が
セルの境界に来てから公称1ビツトの遅延後に、ラツチ
62に対して出力信号を発生する。前に述べたように、
第6図のプロツク図は、反転又はψ1及びψ2の伝達ゲ
ートを取上げていない点で簡単にされているが、これら
のことによつてストロープはワード・マーカーのワード
の中間の縁(即ち、1番目のセルに対する入カビツト時
間T6)を感知することが出来るようになつている〇こ
の為、1番目の掛算セル34では、公称ビツト時間T7
にストローブ66によつてパルスが発生される。やはり
7ビツトの持続時間を持つ乗数ビット列がワード・マー
カーと正しく同期していると仮定すると、最初のピツト
が、第5図に示すように、公称ビツト時間T7に1番目
の損算セルにラツチされる0この後、2番目の乗数ビツ
トがビツト時間T8に2番目の掛算セル35にラツチさ
れ、3番目の乗数ビツトが時間T,に3番目のセル36
にラツチされると云う風にして、7個の乗数ビツト全部
が前のワードのビツト時間Tl3までに貯蔵される。各
々の部分積を形成する際の掛算のタイミング制御が、タ
イミング・ゲート(第6図の57、第7図の95)によ
つて行なわれる。As shown in FIG. 6, the multiplier bit strobe 66 is
It has two inputs respectively coupled to the input and output of half-pit delay device 59. This connection senses the passing of a word marker and produces an output signal to latch 62 after a nominal one bit delay after the end of the word marker reaches a cell boundary. As I mentioned before,
The block diagram of FIG. 6 is simplified in that it does not feature the inversion or transmission gates of ψ1 and ψ2, which cause the strop to be at the middle edge of the word marker's word (i.e., 1 Therefore, in the first multiplication cell 34, the nominal bit time T7) can be sensed for the first multiplication cell 34.
A pulse is generated by strobe 66. Assuming that the multiplier bit string, which also has a duration of 7 bits, is properly synchronized with the word marker, the first pit latches into the first loss cell at nominal bit time T7, as shown in FIG. The second multiplier bit is then latched into the second multiplier cell 35 at time T8, and the third multiplier bit is latched into the third cell 36 at time T.
such that all seven multiplier bits are stored by bit time Tl3 of the previous word. Timing control of multiplication in forming each partial product is performed by a timing gate (57 in FIG. 6, 95 in FIG. 7).
タイミング・ゲート57は、1つの入力がワード・マー
カー母線48に結合され、別の入力がワード・マーカー
・レジスタに結合されている。1番目の入力接続により
、全てのセルに対して同時にワード゜マーカーが得られ
、2番目の入力接続により、セル34から40への順序
に従つて、相次いで1ビツトずつ遅延してワード・マー
カーが得られる。Timing gate 57 has one input coupled to word marker bus 48 and another input coupled to the word marker register. The first input connection provides the word markers for all cells simultaneously, and the second input connection provides the word markers with a delay of one bit one after the other, following the order from cells 34 to 40. is obtained.
タイミング・ゲートが遅延していないワード・マーカー
並びに遅延させられたワード・マーカーによつて限定さ
れた期間に応答し、その期間の間付能出力を発生し、こ
れが被乗数ゲート61の第3の入力に結合される。上に
述べた接続を更に詳しく云うと、ゲート57の一方の入
力が接続されている母線48は、反転ワード・マーカー
W2を供給する。The timing gate is responsive to the time period defined by the undelayed word marker as well as the delayed word marker and produces an enable output during that time period, which is applied to the third input of multiplicand gate 61. is combined with In further detailing the connections described above, bus 48, to which one input of gate 57 is connected, provides an inverted word marker W2.
頭の横線はワード・マーカーが反転されていることを表
わし、添字は遅延が(n−1)ビツトであることを表わ
す。上に述べた波形が第9図に示されていんゲート57
の他方の入力が半ビツト遅延装置58の出力に接続され
ている。図に示してない反転並びにゲートの入力に於け
る半ビツトの遅延を考慮に入れると、ゲート57の入力
に於ける2番目の入力波形もVV2で表わすことが出来
る。ゲート57の出力は2つの入力の論理積をとり、そ
れがインバータ65によつて反転づれる。この為、1番
目のセル34では、論理積をとられた2つの波形が反一
致であり、T1乃至T6の期間の間、″1゛出力を発生
する。このセル並びに以下のセルに於けるゲート57及
びインバータ65の動作は次のように表にすることが出
来る。被乗数ゲートの出力は3つの入力の論理積に関係
するから、各々の掛算セルにある被乗数ゲートは、上に
述べたタイミング期間の間だけ出力を発生する。The horizontal line at the beginning indicates that the word marker is inverted, and the subscript indicates that the delay is (n-1) bits. The waveforms described above are shown in FIG.
The other input of is connected to the output of half-bit delay device 58. Taking into account the inversion not shown and the half-bit delay at the input of the gate, the second input waveform at the input of gate 57 can also be represented by VV2. The output of gate 57 is the AND of the two inputs, which is inverted by inverter 65. Therefore, in the first cell 34, the two logically ANDed waveforms are anti-coincident, and a "1" output is generated during the period T1 to T6. The operation of gate 57 and inverter 65 can be tabulated as follows: Since the output of the multiplicand gate is related to the AND of the three inputs, the multiplicand gate in each multiplier cell has the timing described above. Generates output only during the period.
第5図に示すように、こう云う期間は竪の破線52(右
側)と斜めの破線53(左側)との間に限られる0この
為、被乗数の内、現在のワードの最初のビツトより前に
送込まれた部分は切捨てられ、部分積を形成する際に使
われない。各々の掛質セルの出力で、部分積を2の補数
の記法で完全に表わし、且つ町変ワード長の部分積を適
正に加算出来るようにする為には、符号ビツトが現在の
ワードの残りの部分にわたつて継続していなければなら
ない。第5図に示すように、符号ビツトの継続は、現在
のワードの端に至るまで、斜めの破線53の左側に続い
ている。符号ビツトの継続は、インバータを通づないゲ
ート57、符号再生プロツク67、並びにオア・ゲート
63を介して1ビツト遅延装置64を含む、プロツク6
Tの第2の入カへ戻る再生通路によつて行なわれる。符
号ビツトが夫々の掛算セルで下記のビツト時間に67,
63,64で構成されるループによつて再生される。As shown in FIG. 5, this period is limited to between the vertical dashed line 52 (on the right) and the diagonal dashed line 53 (on the left). The portion fed into is discarded and is not used in forming the partial products. At the output of each multiplication cell, in order to fully represent the partial products in two's complement notation, and to be able to properly add partial products of Machihen word length, the sign bit must be equal to the remainder of the current word. must be continuous throughout the section. As shown in FIG. 5, the continuation of the sign bits continues to the left of diagonal dashed line 53 to the end of the current word. The continuation of the sign bit is passed through a block 6, which includes a 1-bit delay 64 through an inverter gate 57, a code recovery block 67, and an or gate 63.
This is done by a regeneration path back to the second input of T. The sign bit is 67 in each multiplication cell at the following bit time:
It is reproduced by a loop consisting of 63 and 64.
被乗数ゲート61の出力並びに符号再生ゲート67の出
力がオア・ゲート63の別々の入力に印加され、完全な
部分積を生ずる。The output of multiplicand gate 61 as well as the output of sign recovery gate 67 are applied to separate inputs of OR gate 63 to produce the complete partial product.
各々の掛算セルの部分積は次のブール式で表わすことが
出来る。PPl=A,・b1・(T1−T6)十再生符
号・(T7−Tl3)PP2−A2・B2・(T,−T
7)十再生符号・(T8−Tl3)PP3=A,・B3
・(T−T8)十再生符号・(T,−Tl3)PP4=
A4・B4・(T−T,)十再生符号・(TlO−Tl
3)PP5−A5・B5・(T,−TlO)十再生符号
・(T,,−T],)PP6=A6・B6・(T−Tl
l)十再生符号・(Tl2−Tl3)PP7=A7・B
7・(T,−Tl2)十再生符号・(Tl3−T,3)
こ\でa1乃至A7はゲート34乃至40の入力に夫々
現われる被乗数、b1乃至B7はゲート34乃至40に
貯蔵されたビット、時間Tは出力ワードを基準としたビ
ツト時間(第5図)である。第6図のプロツク図に示し
た掛算セルが、第7図の論理図に更に詳しく示されてい
る。第7図の論理回路はMOSFETを用いて訃り、こ
の場合、ナンド・ゲート形式が、基板の面積を最小限に
する点で最も望ましい。個々のゲートの回路がどうであ
るかは、周知であるから示してない。第6図のプロツク
はそれに対応するものが第7図に示されている。第6図
の被乗数ゲート61が第7図のナンド・ゲート71に対
応する。The partial product of each multiplication cell can be expressed by the following Boolean formula. PPl=A,・b1・(T1-T6) ten reproduction code・(T7-Tl3)PP2-A2・B2・(T,-T
7) Ten reproduction code・(T8−Tl3)PP3=A,・B3
・(T-T8) ten reproduction code ・(T,-Tl3)PP4=
A4・B4・(T-T,) ten reproduction code・(TlO-Tl
3) PP5-A5・B5・(T, −TlO) ten reproduction code・(T,, −T],)PP6=A6・B6・(T−Tl
l) Ten reproduction code・(Tl2-Tl3)PP7=A7・B
7・(T, −Tl2) ten reproduction code・(Tl3−T, 3)
Here, a1 to A7 are the multiplicands appearing at the inputs of gates 34 to 40, respectively, b1 to B7 are the bits stored in gates 34 to 40, and time T is the bit time relative to the output word (FIG. 5). . The multiplication cells shown in the block diagram of FIG. 6 are shown in more detail in the logic diagram of FIG. The logic circuit of FIG. 7 is implemented using MOSFETs, in which case the NAND gate format is most desirable in terms of minimizing substrate area. The circuits of the individual gates are not shown because they are well known. The program of FIG. 6 has its counterpart shown in FIG. Multiplicand gate 61 in FIG. 6 corresponds to NAND gate 71 in FIG.
第6図のタイミング・ゲート57及びインバータ65が
第7図のナンド・ゲート95及びそれとナンド・ゲート
70,71との相互接続に対応する。これによつて上に
述べた論理積がとられると共に反転が行なわれる。乗数
ビツト・ラツチ62が伝達ゲート73、インバータ74
、オア・ゲート75,76、ナンド・ゲートJモV,78
及び伝達ゲート79に対応すんビツト列が伝達ゲート7
3を介してオア・ゲート75の入力に結合されると共に
、74で反転された後、別のオア・ゲート76の入力に
結合される。ストローブ入力がナンド・ゲート81(こ
れは第6図の乗数ビツト・ストロープ66に対応する)
の出力からオア・ゲート75,76の別の入力に印加さ
れる。81からのストローブ入力は持続時間が約1ビツ
トの短いパルスである。Timing gate 57 and inverter 65 in FIG. 6 correspond to NAND gate 95 and its interconnection with NAND gates 70 and 71 in FIG. This performs the above-mentioned logical AND and inversion. Multiplier bit latch 62 connects to transmission gate 73 and inverter 74
, Or Gate 75, 76, Nando Gate JMo V, 78
The bit string corresponding to transmission gate 79 is transmission gate 7.
3 to the input of an OR gate 75 and, after being inverted at 74, to the input of another OR gate 76. The strobe input is a NAND gate 81 (this corresponds to the multiplier bit strobe 66 in FIG. 6).
is applied to other inputs of OR gates 75 and 76. The strobe input from 81 is a short pulse of approximately 1 bit in duration.
オア・ゲート75,76の出力がナンド・ゲートJモV,
78の夫々第1の入力に供給される。ラツチ作用を達成
する為、ナンド・ゲートJモV,78の出力がその他方の
入力に交差結合されている。乗数ビツト・ラツチの出力
はナンド・ゲート78の出力から取出され、伝達ゲート
79を介してナンド・ゲート71の第2の入力に送られ
る。第6図のオア・ゲート63が第7図のナンド・ゲー
ト72に対応する。The outputs of OR gates 75 and 76 are NAND gates JMoV,
78, each of which is supplied to a first input. To achieve a latching effect, the output of NAND gate JMOV,78 is cross-coupled to the other input. The output of the multiplier bit latch is taken from the output of NAND gate 78 and sent to the second input of NAND gate 71 via transfer gate 79. The OR gate 63 in FIG. 6 corresponds to the NAND gate 72 in FIG.
ナンド・ゲート72は1つの入力がナンド・ゲート71
の出力に結合されると共に、別の入力がナンド・ゲート
70の出力に結合されている。第6図の符号再生プロッ
ク67がナンド・ゲート70に対応する。第6図の1ビ
ツト遅延装置64は、伝達ゲート82,84及びインバ
ータ83,85によつて構成される。ナンド・ゲート7
2の出力が、符号再生の為、遅延素子82,83,84
,85を次々に通つて、ナンド・ゲート70の入力に結
合されている0セルの部分積出力はナンド・ゲート72
の出力から取出される〇第6図の1ビツト被乗数遅延装
置68が、伝達ゲート86、インバータ87、伝達ゲー
ト88、インバータ89に対応する。NAND gate 72 has one input as NAND gate 71
and another input is coupled to the output of NAND gate 70. Code recovery block 67 in FIG. 6 corresponds to NAND gate 70. 1-bit delay device 64 in FIG. 6 is composed of transmission gates 82 and 84 and inverters 83 and 85. nand gate 7
The output of 2 is transmitted to delay elements 82, 83, 84 for code regeneration.
, 85, the partial product output of the 0 cell is coupled to the input of NAND gate 70.
The 1-bit multiplicand delay device 68 in FIG.
半ビツト・ワード・マーカー遅延装置58が伝達ゲート
90及びインバータ91に対応する。半ピツト・ワード
・マーカー遅延装置59が伝達ゲート92及びインバー
タ93に対応する〇第6図のりセツト・パルス発生器6
9を用いて、加算装置の内部に貯蔵された桁上げをりセ
ツトする。Half bit word marker delay device 58 corresponds to transfer gate 90 and inverter 91. A half pit word marker delay device 59 corresponds to a transmission gate 92 and an inverter 93.
9 is used to reset the carry stored inside the adder.
これは第7図のナンド・ゲート96に対応するO前に第
4図について説明したように、3つの位に分けて配置し
た加算装置41乃至47が、掛算入力ゲート34乃至4
0からの7つのビツト列を、個々のビツト列の和を表わ
す単一のビツト列にまとめる0このまとめには、1つの
位あたり1ビツトの遅延時間を必要とする。This corresponds to the NAND gate 96 in FIG. 7. As previously explained with reference to FIG.
Combining the seven bit strings from 0 into a single bit string representing the sum of the individual bit strings.0 This combining requires a delay time of one bit per digit.
加算装置力準1算ゲートと同期して動作し、内部に貯蔵
されている桁上げがあれば、各々のワードの最下位ビツ
トが通過する時にそれがりセツトされる01番目の位に
ある加算装置41乃至44の内部に貯蔵された桁上げは
、2番目の掛算セル35のナンド・ゲート96に対応す
るナンド・ゲートから得られる公称ビツト時間T1の信
号によつてりセツトされる。2番目の位にある加算装置
45,46は、3番目の掛算セル36のナンド・ゲート
96に対応するナンド・ゲートから得られる公称ビツト
時間T2の信号によつてりセツトされる。Adder Power The adder in the 01st position operates synchronously with the quasi-1 arithmetic gate and is set as the least significant bit of each word passes, if there is a carry stored internally. The carry stored within 41-44 is set by the signal at nominal bit time T1 obtained from the NAND gate corresponding to NAND gate 96 of the second multiplier cell 35. The adders 45, 46 in the second place are reset by a signal at nominal bit time T2 obtained from the NAND gate corresponding to NAND gate 96 of the third multiplier cell 36.
最後の加算装置47は、4番目の掛算セル37のナンド
・ゲート96に対応するナンド・ゲートから得られる公
称ビツト時間T3の信号によつてりセツトされる。全て
の加算装置は最後の加算装置47を除けば同様であり、
最後の加算装置では、インバータを出力ノア・ゲートに
置き換え、積の最後の3デイジツトをゼロにする0この
為、加算装置が損算装置の設計で反復的に使われる第2
の形式のセルである。加算装置の論理図が第8図に示さ
れて}り、次にこれについて説明する。第8図の加算セ
ルは普通の設計であり、破線の囲みで示した3つの主な
プロツクとそれに付属する幾つかの遅延装置によつて形
成されているとみることが出来る。The last adder 47 is reset by a signal at nominal bit time T3 obtained from the NAND gate corresponding to NAND gate 96 of the fourth multiplier cell 37. All adders are similar except for the last adder 47;
The final adder replaces the inverter with an output NOR gate, zeroing out the last three digits of the product. This is why the adder is used repeatedly in the design of the loss adder.
It is a cell of the form . A logic diagram of the adder is shown in FIG. 8 and will now be described. The summing cell of FIG. 8 is of conventional design and can be seen as being formed by three main blocks, indicated by dashed boxes, and several associated delay devices.
主なプロツクは、素子100,101,102で構成さ
れる第1の排他的ノアと、素子103,104,105
で構成される第2の排他的ノアと、素子108,109
,110,111,112で構成される桁上げ論理及び
遅延装置とである。第8図に書込んだ記号A,B,Cは
夫々加数、被加数及び桁上げを表わす。これは他の図で
掛算に関連して用いた記号A,b,cと混同しないよう
にすべきである。桁上げ論理及び遅延装置は伝達ゲート
110、ナンド・ゲート111及び伝達ゲート112で
1ビツトの遅延時間を生ずる。第1の排他的ノア・ゲー
トの入力には、ゲート100,102と共に作用する伝
達ゲート98,99により、半ビツト遅延装置が設けら
れている。インバータ107と共に作用する伝達ゲー口
06により、出力に半ビツトの遅延が加えられる。加算
セルは次のように作用する。The main block is a first exclusive NOR consisting of elements 100, 101, and 102, and elements 103, 104, and 105.
a second exclusive NOR consisting of elements 108 and 109;
, 110, 111, 112 and a delay device. Symbols A, B, and C written in FIG. 8 represent an addend, an augend, and a carry, respectively. This should not be confused with the symbols A, b, and c used in connection with multiplication in other figures. The carry logic and delay devices create a one bit delay time in transfer gate 110, NAND gate 111 and transfer gate 112. The input of the first exclusive NOR gate is provided with a half-bit delay by transmission gates 98 and 99 acting in conjunction with gates 100 and 102. Transfer gate 06 working in conjunction with inverter 107 adds a half-bit delay to the output. The addition cell works as follows.
A及びBビツト列が半ビツト遅延装置を介して第1の排
他的ノアに印加される。排他的ノアは2つのナンド・ゲ
ート100,101とオア・ゲート102とで構成され
る。100,102の入力がA及びBビツト列に並列に
接続される。The A and B bit streams are applied to the first exclusive NOR via a half-bit delay. The exclusive NOR consists of two NAND gates 100, 101 and an OR gate 102. Inputs 100 and 102 are connected in parallel to the A and B bit strings.
ナンド・ゲート100及びオア・ゲート102の出力が
ナンド・ゲート101の2つの入力に結合される。第1
の排他的ノアの出力(A(+)B)がナンド・ゲート1
01の出力に現われる。別の出力(A−B)がナンド・
ゲート100の出力から取出され、桁上げ論理及び遅延
装置の1つの入力に印加?れる。加算セルの第2の排他
的ノアはナンド・ゲート103、オア・ゲート105及
びナンド・ゲート104で構成される。The outputs of NAND gate 100 and OR gate 102 are coupled to two inputs of NAND gate 101. 1st
The output of exclusive NOR (A(+)B) is NAND gate 1
Appears in the output of 01. Another output (A-B) is Nando's
? taken from the output of gate 100 and applied to one input of the carry logic and delay device? It will be done. The second exclusive NOR of the adder cell is comprised of a NAND gate 103, an OR gate 105 and a NAND gate 104.
103,105の入力が並列に接続され、第1の排他的
ノアの出力(A4B)と桁上げ論理及び遅延装置の桁上
げ出力(C,−1)に夫々結合される。The inputs of 103 and 105 are connected in parallel and coupled to the output of the first exclusive NOR (A4B) and the carry output (C, -1) of the carry logic and delay device, respectively.
ナンド・ゲート103&びオア・ゲート105の出力が
ナンド・ゲート104の2つの入力に夫々印加される。
第2の排他的ノアの出力(A(1)B)(1)Ci−1
がナンド・ゲート104の出力に現われ、伝達ゲート1
06及びインバータ107に結合される。インバータが
ビット列に対し2番目の半ビツトの遅延を加える。加算
出力A(+)B+)Cがインバータ107の出力に現わ
れる。桁上げ論理及び遅延装置はオア・ゲート108、
ナンド・ゲート109,111及び伝達ゲート110,
112で構成される。The outputs of NAND gate 103 & OR gate 105 are applied to two inputs of NAND gate 104, respectively.
Second exclusive NOR output (A(1)B)(1)Ci-1
appears at the output of NAND gate 104 and transfer gate 1
06 and an inverter 107. An inverter adds a second half-bit delay to the bit stream. A summation output A(+)B+)C appears at the output of inverter 107. The carry logic and delay device is an or gate 108;
NAND gates 109, 111 and transmission gates 110,
It consists of 112.
ゲート108の1つの入力が第1の排他的ノアの出力C
A4B)に結合され、その出力がナンド・ゲート109
の1つの入力に結合される。ナンド・ゲート109の他
方の入力がナンド・ゲート100のA−B出力に接続さ
れる。ナンド・ゲート109の出力が伝達ゲート110
を介してナンド・ゲート111に結合され、それの他方
の入力はりセツト機能を有する0ナンド・ゲート111
の出力は桁上げ(でi−1)を含み、これが伝達ゲート
112で半ビツトだけ遅延させられ、饋還通路を介して
オア・ゲート108の他方の入力に結合される。加算セ
ルの論理機能は次の表で表わすことが出来る。One input of gate 108 is the output C of the first exclusive NOR.
A4B) and its output is connected to NAND gate 109
is coupled to one input of The other input of NAND gate 109 is connected to the AB output of NAND gate 100. The output of NAND gate 109 is transferred to transmission gate 110.
0 NAND gate 111 which is coupled to NAND gate 111 via
The output of contains a carry (at i-1), which is delayed by half a bit in transmission gate 112 and coupled to the other input of OR gate 108 via a feedback path. The logic function of the adder cell can be represented in the following table.
qフvよ1汀1L5口J/ ′1夙目し仏/\ 一ン〜
1ノノυ第5図に示した丸め数値並びにゼロ調整は、第
4図及び第8a図を見れば理解されよう0丸め数値6は
、夫々掛算セル36,37のT2及びT3出力に結合さ
れたオア・ゲート49を使うことによつて得られる。qfu vyo 1 tier 1L 5 mouth J/ '1st Buddha/\ 1~
The rounded value and zero adjustment shown in Figure 5 can be understood by looking at Figures 4 and 8a. Obtained by using OR Gate 49.
これらは、ビツト列が1番目の位にある加算装置41,
42,43,44を通過している時、110を発生する
ように調時されている。加算は直列加算装置44の入力
に対して行なわれる。積ワードの最後の3ビツトのゼロ
調整は、桂1算セル37,38,39のT3,T4T5
出力に入力が結合されたオア・ゲート50によつて行な
われる。前に述べたように、これらは第7図に示すナン
ド・ゲート96と同等のナンド・ゲートからの出力に対
応する。オア・ゲート50の出力が1ビツト遅延装置5
1を介して最後の直列加算装置47に設けられたゲート
に結合される。直列加算装置4rへのゲートが第8a図
に示されており、この場合インバータ107の代りにノ
ア・ゲート113が用いられている。こうして、最初の
3つの最下位ビツトが1番目の位にある直列加算装置を
通過している時に丸め数値が導入され、丸めの際の切捨
ては、直列加算装置47から出て来る3つの下位ビツト
をゼロにすることによつて行なわれる〇こ\で説明した
符号つき掛算論理装置は、論理装置並びにセルの境界に
於ける連絡通路の数を最小限にするように構成づれてい
る。These include an adder 41 in which the bit string is in the first place;
It is timed to generate 110 when passing through 42, 43, and 44. The addition is performed on the inputs of a serial adder 44. Zero adjustment of the last 3 bits of the product word is done by T3, T4, and T5 of Katsura 1 arithmetic cells 37, 38, and 39.
This is done by an OR gate 50 with its input coupled to its output. As previously stated, these correspond to the outputs from a NAND gate similar to NAND gate 96 shown in FIG. The output of the OR gate 50 is the 1-bit delay device 5.
1 to the gate provided in the last serial adder 47. The gate to the serial adder 4r is shown in FIG. 8a, in which case a NOR gate 113 is used instead of the inverter 107. Thus, a rounding value is introduced when the first three least significant bits are passing through the serial adder in the first place, and the truncation during rounding is applied to the three least significant bits coming out of the serial adder 47. The signed multiplication logic unit described in 〇〇\, which is performed by zeroing out , is arranged to minimize the number of communication paths at the logic unit and cell boundaries.
論理装置とのデータのやり取り並びにセルの間のデータ
の流れは、データが直列形式であるから、単独の接続部
しか必要としない。論理装置の境界について云うと、こ
れは乗数の直列データの流れを仕込み、被乗数の直列の
流れを送込み、且つ最終的な積の直列データの流れを取
出すものである。セルの境界では、乗数の流れを送込み
、被乗数データの流れを送込み且つ取出し、そして部分
積の直列データの流れを取出すものである。データの流
れが直列であるから、加算セルの条件も同じである(入
るのは2つ、出るのは1つ)0タイミング機能に割当て
られる連絡通路はこれより幾分多いが、タイミング波形
又はワード・マーカーを使うことによつて最小限に抑え
られている。Data flow to and from the logic device as well as between cells requires only a single connection since the data is in serial form. As for the logic device boundary, it feeds in a serial data stream of multipliers, injects a serial stream of multiplicands, and takes out a serial data stream of final products. At the cell boundaries, the multiplier stream is injected, the multiplicand data stream is in and out, and the partial product serial data stream is out. Since the data flow is serial, the requirements for the adder cells are the same (two in, one out). There are somewhat more communication paths allocated to the 0 timing function, but the timing waveform or word - Minimized by using markers.
タイミングの条件としては、論理装置に対するものと、
個々のセルへ並びにセルからの2相クロツク動作が必要
である。論理装置の境界では、1ビツト遅延させて反転
したタイミング波形W2が母線48によつて印加づれ、
反転づれていないタイミング波形W1がタイミング波形
レジスタの最初の段に送込まれる。セルの境界では、反
転.波形に対して1個の接続部が必要であると共に、反
転されていないタイミング波形を送込み且つ取出すのに
2つの接続部が必要である。セルの内部では、タイミン
グ信号が発生され、その終了はシフト・レジスタのタイ
ミング波形によつて制御され、且つその開始は母線の反
転されたタイミング波形によつて制御される。タイミン
グ信号と云う言葉は、両方のタイミング波形に応答する
ナンド・ゲート95(第7図)の出力、並びにナンド・
ゲート95の入力に於ける同等の信号の組合せを指し、
これは実効的にはワード時間からナンド・ゲート95の
出力を差し引いたものである。セルに対するタイミング
波形の2つの接続部により、被乗数のワード長を内部で
調節するのに必要な制御、並びにそのセルに関連した部
分積を形成する為に必要とする乗数ビツトをストローブ
する為にセルの内部で必要とするタイミング情報が得ら
れる。タイミング波形レジスタは、加算装置をりセツト
し、最後の加算装置をゼロにし且つ丸め数値を導入する
のに必要なタイミング信号をも供給する。この最後の機
能の為には、各々の個々の掛算セルからその後の加算セ
ルへ1個の接続通路しか必要としない。上に述べたよう
にセル間の接続が減少することは、損算セルの場合、い
ろいろな機能をセルに最も効率よくまとめたことによる
ものと説明することが出来る。The timing conditions are for logical devices,
Two-phase clocking to and from the individual cells is required. At the boundary of the logic device, the inverted timing waveform W2 delayed by one bit is applied by the bus 48,
The non-inverted timing waveform W1 is sent to the first stage of the timing waveform register. Inverted at cell boundaries. One connection is required for the waveform, and two connections are required to send in and take out the non-inverted timing waveform. Inside the cell, a timing signal is generated whose termination is controlled by the shift register timing waveform and whose start is controlled by the busbar inverted timing waveform. The term timing signal refers to the output of NAND gate 95 (FIG. 7), which is responsive to both timing waveforms;
refers to the combination of equivalent signals at the input of gate 95,
This is effectively the word time minus the output of NAND gate 95. Two connections in the timing waveform to a cell provide the control necessary to internally adjust the word length of the multiplicand, as well as to strobe the multiplier bits needed to form the partial product associated with that cell. The required timing information can be obtained internally. The timing waveform register also provides the timing signals necessary to reset the adder, zero the last adder, and introduce the rounded value. For this last function, only one connection path is required from each individual multiplier cell to the subsequent adder cell. The reduction in the number of connections between cells as described above can be explained by the fact that, in the case of a loss-making cell, various functions are most efficiently grouped together in a cell.
損算セルにとつて本質的な論理積を作ることが、掛算セ
ルの中心的な機能であり、これによつて部分積が形成さ
れる。それを中心として、その周りには、一度に1個の
乗数ビツトを貯蔵し、並列の入力接続部の必要をなくし
ている乗数ビツト・ラツチと、2つのシフト・レジスタ
の各段とがある。この内の一方のレジスタは、選択され
た乗数ビツトの位に応じて被乗数を正しく遅延させる為
に必要であり、他方のレジスタはタイミング波形の為に
必要であつて、前述の如く、乗数ビツトの選択並びに被
乗数の切捨ての為にセルの内部で必要なストローブ・パ
ルスを供給する。論理装置の境界の連絡通路の数が最小
限であると共にセル間の接続通路の数が最小限であるこ
との有利さは、集積回路で製造する場合に特有なことで
あるが、回路をプレーナ形で構成する場合に特に重要で
ある。この方法で製造する場合、メタライズを必要とす
る接続線は、それが半導体片の大きな面積や多結晶シリ
コン通路中をくマリ抜ける部分を必要とするので、特に
高価につく。直列クロツクを選択すると共にデータの流
れを直列形に選択したことは、容量の点で非常に融通性
があるが、それと共に連絡通路を最小限にしたことは、
個々のセルを他の装置の用途でも有用であるようにする
為の基本的な条件を充たすものである。これより容量を
大きく又は小さくして新しい装置を作る時、このセルの
構成はそのま\使うことが出来る。この為、装置の設計
のやり直しの費用が著しく少なくなる〇要約すれば、こ
れ迄説明した掛算入力ゲートは、入力として2つの母線
接続及び2つの直列接続部しか必要とせず、出力として
タイミング・データ並びに部分積を生ずると共に、隣り
のセルに対する直列接続部が得られる。The core function of a multiplication cell is to create a logical product, which is essential for a loss cell, and thereby forms a partial product. Around it are a multiplier bit latch that stores one multiplier bit at a time, eliminating the need for parallel input connections, and two shift register stages each. One of these registers is required to properly delay the multiplicand according to the selected multiplier bit order, and the other register is required for the timing waveform and, as mentioned above, is required to properly delay the multiplicand according to the selected multiplier bit order. Provides the necessary strobe pulses inside the cell for selection and multiplicand truncation. The advantage of having a minimum number of communication paths at the boundaries of logic devices and a minimum number of connection paths between cells is unique to integrated circuit fabrication, but it is also possible to planar circuits. This is especially important when configuring in shapes. When produced in this way, connection lines requiring metallization are particularly expensive, since they require large areas of the semiconductor piece or cut through polycrystalline silicon channels. The choice of serial clocks and serial data flow provides great flexibility in terms of capacity, but also minimizes communication paths.
This fulfills the basic conditions that make the individual cells useful in other device applications. When building a new device with a larger or smaller capacity, this cell configuration can be used as is. This significantly reduces the cost of re-designing the device. In summary, the multiplying input gate described so far requires only two bus connections and two series connections as inputs, and provides timing data as outputs. As well as producing partial products, a series connection to neighboring cells is obtained.
更に、ワード・マーカーの波形は、1つの部分が、特定
の設計で実際に用いられる担算入力ゲートの数によつて
定まる乗数ワード長を反映するように特に選ばれ、ワー
ド・マーカーの波形の全長が被乗数のワード長を定め、
これは任意所定の場合で変わり得る。ワード・マーカー
によつて被乗数を電気的に変えることが出来るのは、デ
ータの精度が用途によつて変わるデータ及び信号処理の
問題に対し、設計上の融通性を持たせるものである。被
乗数のワード長が或る最小のワード長を基準として、上
向きにしか変えることが出来ないことに注意されたい。
このワード長より短くすると、掛算入力ゲート内部タイ
ミングが望ましくない形で重なり合うようになり始める
。2倍精度の完全な積を希望し、この積を得る為に余分
の時間を使うことも許されるような場合、符号つき損算
論理装置は、次のようにしてこれを行なうことが出来る
。Additionally, the word marker waveform is specifically chosen such that one portion reflects the multiplier word length determined by the number of carrier input gates actually used in a particular design; The total length determines the word length of the multiplicand,
This may vary in any given case. The ability to electrically vary the multiplicand with word markers provides design flexibility for data and signal processing issues where data precision varies depending on the application. Note that the word length of the multiplicand can only vary upwards from a certain minimum word length.
Below this word length, the multiplier input gate internal timings begin to overlap in an undesirable manner. If a complete double-precision product is desired and the extra time required to obtain the product is acceptable, the signed subtraction logic unit can do this as follows.
乗数にb個のビツトがある場合、第5図の一番上の行で
は、被乗数から(b−1)個のビツトが切捨てられる。
丸め数値に3個がある。従つて被乗数の下位部分に(b
−1)+3個のOを加え、ワード・マーカーを1倍精度
の場合より(b−1)+3ピツト時間だけ長い周期に設
定する。その結果、完全な2倍精度の積が得られる。If there are b bits in the multiplier, then (b-1) bits are truncated from the multiplicand in the top row of FIG.
There are 3 rounded numbers. Therefore, in the lower part of the multiplicand (b
-1) +3 O's are added and the word marker is set to a period longer by (b-1) +3 pit times than in the case of single precision. The result is a complete double precision product.
第1図は2の補数の記法で表わされた被乗数に符号並び
に大きさを表わす乗数を乗じて、2の補数の記法で表わ
虹れた積を発生するように接続されたこの発明の符号つ
き損算論理装置のプロツク図、第2図は複素数の掛算を
行なう為に複数個の符号つき損算論理装置を用いた場合
を示すプロツク図、第3図は第1図及び第2図の装置に
用いるのに適した直列形2の補数化器の論理図、第4図
は符号つき掛算論理装置のプロツク図、第5図は被乗数
及び乗数の取扱い、部分積の形成、並びにそれらを組合
せて積を得る手順を示す順序表、第6図は第4図に反復
的に用いられる掛算入力ゲートの簡略プロツク図、第7
図は第6図の損算入力ゲートの論理図、第8図は第4図
のプロツク図に反復的に用いられる直列加算装置の論理
図、第8a図は出力をゼロにする為に最後の加算装置に
必要な変更を示す図、第9図は第4図の符号つき揖算論
理装置の内部で発生され、その動作の調時に用いられる
制御波形を示すグラフである。FIG. 1 shows a system of the present invention connected to multiply a multiplicand expressed in two's complement notation by a multiplier representing sign and magnitude to generate a rainbow product expressed in two's complement notation. A block diagram of a signed loss calculation logic device. FIG. 2 is a block diagram showing a case where a plurality of signed loss calculation logic devices are used to perform multiplication of complex numbers. FIG. 3 is a block diagram of a signed loss calculation logic device. 4 is a block diagram of a signed multiplication logic device; FIG. 5 shows the handling of multiplicands and multipliers, the formation of partial products, and their A sequence table showing the procedure for obtaining products by combining, FIG. 6 is a simplified block diagram of a multiplication input gate used repeatedly in FIG. 4, and FIG.
Figure 8 is a logic diagram of the serial adder used repeatedly in the block diagram of Figure 4. FIG. 9 is a graph illustrating the control waveforms generated within the signed counting logic device of FIG. 4 and used to time its operations.
Claims (1)
符号を表わす情報を持ち、乗数が大きさを表わす情報を
持ち、積が2の複数の記法で表わされた大きさ並びに符
号を表わす情報を持つようにして、且つ乗数、被乗数及
び積のビット列が同じワード速度で直列に現われ、長下
位ビットが時間的に最初に現われるようにして2つの直
列2進数を乗じて直列2進積を求める符号つき掛算論理
装置に於て、n個のビットから成るワードとして乗数ビ
ット列を供給する母線と、該母線に結合されていて、乗
数ビット列の相次ぐワードを貯蔵し、各々の当該貯蔵素
子が乗数ビット列の各ワードから予定の位のビットを選
択し且つ続くワードに同じ位のビットが現われるまで、
選択したビットを貯蔵するようになつているn個の2進
貯蔵素子と、1ビット間隔で、被乗数ビット列が供給さ
れるn個の接続部を持つシフト・レジスタと、n個の掛
算段と、各々の掛算段の出力に結合されていて、部分積
を表わすビット列を積に等しい単一のビット列にまとめ
る加算回路とを有し、各々の掛算段は乗数ビットを2進
貯蔵素子に送込み且つ被乗数を被乗数シフト・レジスタ
の接続部に送込むように接続され、該シフト・レジスタ
の累積遅延量が送込まれた乗数ビットの位に応じて増加
するようになつており、各々の段が被乗数ワードの最上
位ビットを相次いで選んで、それに乗数ビットを乗じて
その位に対応する時刻に直列的な部分積を形成するよう
になつている符号つき掛算論理装置。 2 特許請求の範囲1に記載した符号つき掛算論理装置
に於て、各々の掛算段が、被乗数の全部より少ない数の
ビットを送込む手段を持ち、送込まれた乗数ビットの位
に反比例して最下位ビットが切捨てられるようになつて
おり、被乗数ビットを切捨てる手段が、その接続時間が
乗数ワードのビット時間に等しい様な部分を持つタイミ
ング波形を発生する手段と、該タイミング波形が供給さ
れる第2のシフト・レジスタとで構成され、第2のシフ
ト・レジスタは1ビット周隔の接続部を持ち、各々の掛
算段が第2のシフト・レジスタに接続されていて、被乗
数の内、送込まれる上位ビットの数が送込まれる乗数ビ
ットの位に対応するように制御するタイミング信号を求
めるようにした符号つき掛算論理装置。[Scope of Claims] 1. The multiplicand has information representing the magnitude and sign expressed in two's complement description, the multiplier has information representing the magnitude, and the product is expressed in multiple notations of two. Two serial binary numbers are stored in such a way that the bit strings of the multiplier, multiplicand, and product appear serially at the same word rate, and the major and low-order bits appear temporally first. In a signed multiplication logic device for multiplying to obtain a series binary product, a bus supplying the multiplier bit string as a word of n bits; and a bus coupled to the bus for storing successive words of the multiplier bit string; Each such storage element selects a predetermined bit from each word of the multiplier bit string until a bit of the same order appears in a subsequent word.
n binary storage elements adapted to store selected bits, a shift register with n connections to which the multiplicand bit sequence is supplied at one-bit intervals, and n multiplication stages; an adder circuit coupled to the output of each multiplier stage to combine the bit strings representing the partial products into a single bit string equal to the product, each multiplier stage feeding the multiplier bits into a binary storage element; The multiplicand is connected to feed into a multiplicand shift register connection such that the cumulative delay of the shift register increases in accordance with the order of the multiplicand bits fed into the multiplicand. A signed multiplication logic device adapted to successively select the most significant bits of a word and multiply them by a multiplier bit to form a serial partial product at the times corresponding to the digits. 2. In the signed multiplication logic device as claimed in claim 1, each multiplication stage has means for feeding a number of bits less than all of the multiplicand, the number being inversely proportional to the order of the multiplier bits fed. the least significant bit is truncated, the means for truncating the multiplicand bits includes means for generating a timing waveform having a portion whose connection time is equal to the bit time of the multiplier word; a second shift register, the second shift register has connections at one-bit intervals, each multiplication stage is connected to the second shift register, and the second shift register has connections at one-bit intervals; , a signed multiplication logic device which determines a timing signal for controlling the number of upper bits to be sent to correspond to the order of multiplier bits to be sent.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US520542A US3914590A (en) | 1974-11-04 | 1974-11-04 | Serial two{3 s complementer |
| US05/526,373 US3947670A (en) | 1974-11-22 | 1974-11-22 | Signed multiplication logic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5168744A JPS5168744A (en) | 1976-06-14 |
| JPS5911939B2 true JPS5911939B2 (en) | 1984-03-19 |
Family
ID=27060176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50131548A Expired JPS5911939B2 (en) | 1974-11-04 | 1975-11-04 | Fugoutukikakezanronrisouchi |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5911939B2 (en) |
| DE (1) | DE2549032A1 (en) |
| FR (1) | FR2289963A1 (en) |
| GB (1) | GB1523889A (en) |
| IT (1) | IT1044100B (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5949640A (en) * | 1982-09-16 | 1984-03-22 | Toshiba Corp | Multiplying circuit |
| JPS5965540U (en) * | 1982-10-25 | 1984-05-01 | 富士電機株式会社 | Inverter device |
| JP2555926B2 (en) * | 1993-04-28 | 1996-11-20 | 日本電気株式会社 | Intermediate frequency amplifier circuit |
| US10534840B1 (en) * | 2018-08-08 | 2020-01-14 | Sandisk Technologies Llc | Multiplication using non-volatile memory cells |
-
1975
- 1975-10-30 GB GB4480675A patent/GB1523889A/en not_active Expired
- 1975-10-31 IT IT2888975A patent/IT1044100B/en active
- 1975-11-03 DE DE19752549032 patent/DE2549032A1/en not_active Withdrawn
- 1975-11-03 FR FR7533544A patent/FR2289963A1/en active Granted
- 1975-11-04 JP JP50131548A patent/JPS5911939B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2289963B1 (en) | 1981-04-17 |
| FR2289963A1 (en) | 1976-05-28 |
| GB1523889A (en) | 1978-09-06 |
| IT1044100B (en) | 1980-03-20 |
| JPS5168744A (en) | 1976-06-14 |
| DE2549032A1 (en) | 1976-05-20 |
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