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JPH0610788B2 - Carrier propagation circuit - Google Patents
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JPH0610788B2 - Carrier propagation circuit - Google Patents

Carrier propagation circuit

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JPH0610788B2
JPH0610788B2 JP13014486A JP13014486A JPH0610788B2 JP H0610788 B2 JPH0610788 B2 JP H0610788B2 JP 13014486 A JP13014486 A JP 13014486A JP 13014486 A JP13014486 A JP 13014486A JP H0610788 B2 JPH0610788 B2 JP H0610788B2
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circuit
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、演算装置のキャリ伝搬回路に係り、特に高速
演算装置に好適なキャリ伝搬回路に関する。
The present invention relates to a carry propagation circuit for an arithmetic device, and more particularly to a carry propagation circuit suitable for a high speed arithmetic device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のキャリ伝搬回路は、特開昭60−17167号公報に記
載のように2進で表わせられるNビット(N≧1)の信
号XiとYiとの排他的論理和Xi iと論理積とのXi・Yiの信号を各ビットで生成して
キャリ伝搬回路に入力していた(i=0,1,〜N−
1)。さらに、これらの入力に基いて高速キャリ伝搬回
路の方式検討(例えば、コンディショナルサム法)が行
なわれてきた。しかし、キャリ伝搬回路の入力データに
冗長な論理を持たせ、信号生成回路を高速にすること、
またそれを利用した多ビット伝搬分をまとめて生成する
ことの点については、配慮されていなかった。
A conventional carry propagation circuit is an exclusive OR X i of N-bit (N ≧ 1) signals X i and Y i expressed in binary as described in JP-A-60-17167. A signal of X i · Y i of Y i and a logical product is generated for each bit and input to the carry propagation circuit (i = 0, 1, ... N−
1). Further, a method of a high-speed carry propagation circuit has been studied based on these inputs (for example, the conditional sum method). However, by giving redundant logic to the input data of the carry propagation circuit to speed up the signal generation circuit,
Moreover, no consideration was given to the point of collectively generating multi-bit propagation components using it.

さらに8ビットキャリ伝搬の一般例を第7図に示す。Further, FIG. 7 shows a general example of 8-bit carry propagation.

ここでの信号は、EORと論理積で作られている。The signal here is made with the logical product of EOR.

EORは論理積より段数が大きい論理回路である。EOR is a logic circuit having a larger number of stages than the logical product.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術は、高速キャリ伝搬回路の入力信号発生回
路の論理の点について配慮がされておらず、キャリ伝搬
回路の遅延時間が演算装置のクリティカルパスになるた
め演算時間がこの部分で制約されてしまうという問題が
あった。
The above-mentioned prior art does not consider the logic of the input signal generation circuit of the high-speed carry propagation circuit, and the delay time of the carry propagation circuit becomes the critical path of the arithmetic unit, so the calculation time is restricted in this part. There was a problem of being lost.

さらに、演算時間短縮のための方式として、コンディシ
ョナルサム方式を用いるが、その場合、演算装置を2つ
持つ位の大きなものとなり、ハードウェアの増大という
問題があった。
Further, the conditional sum method is used as a method for shortening the operation time, but in that case, there is a problem that the number of operation devices becomes large and the hardware increases.

本発明の目的は、上記入力データの生成回路とキャリ伝
搬回路の関係を簡単化し、少ないハードの増加だけで高
速にキャリ伝搬を実行し、演算装置の処理時間を上げる
ことにある。
An object of the present invention is to simplify the relationship between the input data generation circuit and the carry propagation circuit, to carry out carry propagation at high speed with only a small increase in hardware, and to increase the processing time of the arithmetic unit.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するための第1の発明の特徴は、2進で
表わせられるNビット(N≧1)の信号Xi(i=0〜
N−1)と2進で表わせられるNビットの信号Yiとの
演算の際に生じるキャリを伝搬する回路において、 各ビット毎に上記信号Xiと上記信号Yiとの論理和信号
i+Yi、及び各ビット毎に上記信号Xiと上記信号Yi
との論理積信号Xi・Yiを計算する論理計算部と、 一対の主端子と上記論理和信号Xi+Yiに基づいて上記
一対の主端子間の開閉を制御する制御端子とを夫々有
し、上記一対の主端子間が夫々直列に接続されるN個の
第1の電子スイッチS1iと、 一対の主端子と上記論理和信号Xi・Yiに基づいて上記
一対の主端子間の開閉を制御する制御端子とを夫々有
し、上記一対の主端子が夫々上記第1の電子スイッチS
iの一対の主端子の一方と所定電位との間に接続され
るN個の第2の電子スイッチS2iを具備とすることに
ある。
The feature of the first invention for achieving the above object is to provide an N-bit (N ≧ 1) signal X i (i = 0 to 0) represented in binary.
In the circuit for propagating a carry generated during the operation of the N-1) and N-bit signal Y i which is expressed by binary logical sum signal X i between the signal X i and the signal Y i for each bit + Y i , and the signal X i and the signal Y i for each bit
And a logical calculation unit for calculating a logical product signal X i Y i , and a pair of main terminals and a control terminal for controlling opening and closing between the pair of main terminals based on the logical sum signal X i + Y i. And N first electronic switches S1 i each having a pair of main terminals connected in series, a pair of main terminals and the pair of main terminals based on the logical sum signals X i and Y i Control terminals for controlling opening and closing of the first electronic switch S and the pair of main terminals, respectively.
It is to have N second electronic switches S2 i connected between one of the pair of main terminals of 1 i and a predetermined potential.

第2の発明の特徴とするところは、 2進で表わせられるNビット(N≧2)の信号Xi(i
=0〜N−1)と2進で表わせられるNビットの信号Y
iとの演算の際に生じるキャリを伝搬する回路におい
て、 2ビット毎に、 信号Xj(j=2i≦N) と信号Yjとの論理和信号Xj+Yj、 信号Xj+1と信号Yj+1との論理和信号 Xj+1+Yj+1、 上記論理和信号Xj+Yjと上記論理和信号Xj+1+Yj+1
との論理積信号(Xj+Yj)・(Xj+1+Yj+1)、 信号Xjと信号Yjとの論理積信号Xj・Yj 信号Xj-1と信号Yj-1との論理積信号 Xj-1・Yj-1、 及び上記論理積信号Xj・Yjと上記論理積信号Xj-1
j-1との論理和信号(Xj・Yj)+(Xj-1・Yj-1) を計算する論理計算部と、 一対の主端子と上記論理積信号(Xj+Yj)・(Xj+1
+Yj+1)に基づいて上記一対の主端子間の開閉を制御
する制御端子とを夫々有し、上記一対の主端子間が夫々
直列に接続されるN/2個の第1の電子スイッチS1j
と、 一対の主端子と上記論理和信号(Xj・Yj)+(Xj-1
・Yj-1)に基づいて上記一対の主端子間の開閉を制御
する制御端子とを夫々有し、上記一対の主端子間が夫々
上記第1の電子スイッチS1jの一対の主端子の一方と
所定電位との間に接続される(N/2)+1個の第2の
電子スイッチS2jとを具備することにある。
The feature of the second invention is that an N-bit (N ≧ 2) signal X i (i
= 0 to N-1) and an N-bit signal Y represented in binary
In the circuit for propagating a carry generated during the operation of the i, every 2 bits, logical sum signal of the signal X j (j = 2i ≦ N ) and the signal Y j X j + Y j, a signal X j + 1 signal Y j + 1 logic sum signal of the X j + 1 + Y j + 1, the logical sum signal X j + Y j and the logical sum signal X j + 1 + Y j + 1
AND signal (X j + Y j) · (X j + 1 + Y j + 1), the logical product signal of the signal X j and the signal Y j X j · Y j signal X j-1 and the signal Y with j- 1 and the logical product signal X j-1 · Y j- 1, and the logical product signal X j · Y j and the aND signal X j-1 · a
Y logical sum (X j · Y j) of the j-1 + (X j- 1 · Y j-1) and the logic calculation unit for calculating a pair of main terminals and said logic product signal (X j + Y j ) ・ (X j + 1
+ Y j + 1 ), and N / 2 first electronic switches each having a control terminal for controlling opening / closing between the pair of main terminals, and the pair of main terminals are connected in series, respectively. S1 j
And a pair of main terminals and the logical sum signal (X j · Y j ) + (X j-1
Y j-1 ) and a control terminal for controlling opening / closing between the pair of main terminals, and the pair of main terminals are respectively connected to the pair of main terminals of the first electronic switch S1 j . It is provided with (N / 2) +1 second electronic switches S2 j connected between one side and a predetermined potential.

〔作用」 第1及び第2の発明では、論理計画部論理段数が等しい
ので、高速化が図れる。
[Operation] In the first and second aspects of the present invention, the number of logic stages in the logic planning unit is equal, so that the speed can be increased.

さらに、第2の発明では、電子スイッチS1j,S2j
それぞれ、N/2個で良く、キャリが高速に伝搬され、
また、回路の小型化が図れる。
Further, in the second invention, the number of electronic switches S1 j and S2 j may be N / 2, respectively, and the carry is propagated at high speed.
In addition, the circuit can be downsized.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described below.

第2図に64ビットの加算器200を示す。加算器20
0は、64(N=64)ビット加数Xi(i=0〜N−
1)と64ビット被加数Yi(i=0〜N−1)の固定
小数点演算を実行し、64ビットの結果を出力する加算
器であり、加数を保持するXレジスタ210,被加数を
保持するYレジスタ211,加算を実行するためのキャ
リ入力信号生成部201,キャリ伝搬部202,キャリ
生成回路203,EOR(排他的論理和)回路215,
結果を保持するためのWレジスタ216、さらにキャリ
入力信号生成回路201から4つの信号束A0〜A63
0〜B63,C0〜C31,D0〜D39が各回路と接続して
いる。
A 64-bit adder 200 is shown in FIG. Adder 20
0 is a 64 (N = 64) bit addend X i (i = 0 to N−)
1) and a 64-bit augend Y i (i = 0 to N−1) for fixed-point arithmetic operation, and an adder for outputting a 64-bit result. A Y register 211 for holding a number, a carry input signal generation unit 201 for executing addition, a carry propagation unit 202, a carry generation circuit 203, an EOR (exclusive OR) circuit 215,
A W register 216 for holding the result, and further four signal bundles A 0 to A 63 from the carry input signal generation circuit 201.
B 0 to B 63 , C 0 to C 31 , and D 0 to D 39 are connected to each circuit.

本発明キャリ伝搬回路はキャリ入力信号部201の一部の
論理計算部と、キャリ伝搬部202とから構成される。
The carry propagation circuit of the present invention is composed of a part of the logic calculation section of the carry input signal section 201 and the carry propagation section 202.

第2図の加算回路200の動作を特明する。加算X
iは、Xレジスタ210に保持されており、被加数Yi
Yレジスタ211に保持されている。実行が始まると、
各レジスタ210,211の値は、キャリ入力信号生成
部201に送出される。ここで4つの信号を生成する。
その内の2つは、論理計算部によって算出される信号束
0〜C31,D0〜D39を通してキャリ伝搬部202に入
力される。残りの2つの内の1つは信号線A0〜A63
通して、キャリ生成回路203とEOR回路215に入
力される。残りの1つは信号線B0〜B63を通して、キ
ャリ生成回路203に入力される。
The operation of the adder circuit 200 shown in FIG. 2 will be specified. Addition X
i is held in the X register 210, and the augend Y i is held in the Y register 211. When the execution starts,
The values of the registers 210 and 211 are sent to the carry input signal generation unit 201. Here, four signals are generated.
Two of which are inputted through the signal beam C 0 ~C 31, D 0 ~D 39 calculated by the logic calculation unit in the carry propagation section 202. One of the remaining two is input to carry generation circuit 203 and EOR circuit 215 through signal lines A 0 to A 63 . The remaining one is input to the carry generation circuit 203 through the signal lines B 0 to B 63 .

信号線C0〜C31,D0〜D39を通して入力された値はキ
ャリ伝搬部202で8ビットごとのキャリ生成を行なう
ための高速伝搬を行なう。各8ビットごとに生成された
値の内7ビットを信号線E0〜E6を通してキャリ生成回
路203に入力される。最後の1ビットは、信号線E7
を通して、加算器200の外へ情報を伝える。
The values input through the signal lines C 0 to C 31 and D 0 to D 39 are propagated at high speed by the carry propagating unit 202 to generate a carry for each 8 bits. 7 bits of the value generated for each 8 bits are input to the carry generation circuit 203 through the signal lines E 0 to E 6 . The last 1 bit is the signal line E 7
Through the adder 200.

キャリ生成回路203は、キャリ入力信号生成回路20
1からの信号とキャリ伝搬回路202からの信号が入力
される。これらの入力を基に、各8ビット間のキャリ生
成を行なう。ここで生成した信号を信号束F0〜F63
通してEOR回路215に入力される。
The carry generation circuit 203 includes a carry input signal generation circuit 20.
The signal from 1 and the signal from the carry propagation circuit 202 are input. Based on these inputs, carry generation for each 8 bits is performed. The signal generated here is input to the EOR circuit 215 through the signal bundles F 0 to F 63 .

EOR回路215では、キャリ生成回路203で生成さ
れたキャリとキャリ入力信号生成回路201で生成され
たサムのEOR論理をとる。この値は、加算の結果であ
り、Wレジスタ216に入力され、保持される。
The EOR circuit 215 takes the EOR logic of the carry generated by the carry generation circuit 203 and the sum generated by the carry input signal generation circuit 201. This value is the result of addition and is input to and held in the W register 216.

第3図は、第1図のキャリ伝搬部202とキャリ生成回
路203を示す。
FIG. 3 shows the carry propagation section 202 and the carry generation circuit 203 of FIG.

キャリ伝搬部202は、キャリ入力信号生成回路201
からの入力が信号束C0〜C31,D0〜D39を通して得ら
れる。この信号束をさらに4ビットと5ビットに各々わ
けられ、各8ビットキャリ伝搬回路301−0〜301
−7に入力される。この回路は、8ビットごとのキャリ
を生成する。各8ビットキャリ伝搬回路の出力は、信号
束E0〜E6を通してキャリ生成回路203に入力され
る。
The carrier propagation unit 202 includes a carrier input signal generation circuit 201.
From the signal bundles C 0 to C 31 , D 0 to D 39 . This signal bundle is further divided into 4 bits and 5 bits, and each 8-bit carry propagation circuit 301-0 to 301
Input to -7. This circuit produces a carry every 8 bits. The output of each 8-bit carry propagation circuit is input to the carry generation circuit 203 through the signal bundles E 0 to E 6 .

キャリ生成回路203は、上記の信号とキャリ入力信号
生成回路201から信号線A0〜A63,B0〜B63を通し
て入力される。この信号束をさらに1ビット,8ビッ
ト,8ビットにわけ、各8ビットキャリ生成回路302
−0〜302−7に入力される。この回路は、各8ビッ
トのキャリを生成する。各8ビットキャリ生成回路の出
力は、信号束F0〜F63を通してEOR回路215に入
力される。
The carry generation circuit 203 receives the above signals and the carry input signal generation circuit 201 through the signal lines A 0 to A 63 and B 0 to B 63 . This signal bundle is further divided into 1 bit, 8 bits, and 8 bits, and each 8-bit carry generation circuit 302
It is input to -0 to 302-7. This circuit produces a carry of 8 bits each. The output of each 8-bit carry generation circuit is input to the EOR circuit 215 through the signal bundles F 0 to F 63 .

キャリ伝搬部202は、8ビットごとのキャリ生成、キ
ャリ生成回路203は、各ビットのキャリを生成を行な
う。キャリ伝搬部202は、回路的に高速に8ビットご
とのキャリ−生成を行なわなければならない。つまり基
本動作は、64ビットすべてを下位から調べて伝搬しな
ければならないので時間がかかる。キャリ生成回路は、
8ビットの伝搬だけを実行し、その中でのキャリ生成を
実行すればよい。
The carry propagation section 202 generates a carry for each 8 bits, and the carry generation circuit 203 generates a carry for each bit. Carry propagation section 202 must perform carry generation for every 8 bits at a high circuit speed. In other words, the basic operation takes time because all 64 bits must be examined and propagated from the low order. The carry generation circuit
It suffices to execute only 8-bit propagation and carry generation in it.

そこで、キャリ伝搬を高速にするためには、本実施例の
ように、8ビットごとのキャリ伝搬信号だけを正確に、
途中の論理は冗長性のあるもので簡単になるものを使う
ことである。これによって高速にキャリ伝搬を行なえ
る。
Therefore, in order to increase the carry propagation speed, as in the present embodiment, only the carry propagation signal for every 8 bits is accurately calculated.
The logic along the way is to use something that is redundant and easy. This enables carry propagation at high speed.

第1図は、第3図の8ビットキャリ伝搬部301−0と第
2図のキャリ入力信号生成部201の一部となる論理計
算部2010を示す。
FIG. 1 shows an 8-bit carry propagation unit 301-0 in FIG. 3 and a logical calculation unit 2010 which is a part of the carry input signal generation unit 201 in FIG.

第1図では、2進で表わせられる8ビットの信号X
i(i=0〜7)と2進で表わせられる8ビットの信号
iとの演算の際に生じるキャリを伝搬する回路を示し
ている。
In FIG. 1, an 8-bit signal X represented in binary.
It shows a circuit for propagating a carry generated during the operation of i (i = 0 to 7) and an 8-bit signal Y i represented in binary.

論理計算部2010は第2図に於けるキャリ入力信号生
成部201の一部であり、 2ビット毎に、 信号Xj(j=2i≦Nでこの場合0,2,4,6,
8) と信号Yjとの論理和信号Xj+Yj、 信号Xj+1と信号Yj+1との論理和信号 Xj+1+Yj+1、 論理和信号Xj+Yjと論理和信号Xj+1+Yj+1との論理
積信号{Ck=(Xj+Yj)・(Xj+1+Yj+1)}、 信号Xjと信号Yjとの論理積信号Xj・Yj 信号Xj-1と信号Yj-1との論理積信号Xj-1・Yj-1、 及び論理積信号Xj・Yjと論理積信号Xj-1・Yj-1との
論理和信号信号{Dk=(Xj・Yj)+(Xj-1
j-1)} を計算する。ここで である。N/2個の第1の電子スイッチS1j(j=2
i≦N)は、 一対の主端子と論理積信号Ck=(Xj+Yj)・(Xj+1
+Yj+1)に基づいて一対の主端子間の開閉を制御する
制御端子とを夫々有し、一対の主端子間が夫直列に接続
される(N/2)+1個の第2の電子スイッチS2
j(j=2i≦N)は、 一対の主端子と上記論理和信号Dk=(Xj・Yj)+
(Xj-1・Yj-1)に基づいて一対の主端子間の開閉を制
御する制御端子とを夫々有し、一対の主端子間が夫々上
記第1の電子スイッチS1jの一対の主端子の一方と所
定電位GNDとの間に接続される。
The logic calculation unit 2010 is a part of the carry input signal generation unit 201 in FIG. 2, and the signal X j (j = 2i ≦ N in this case 0, 2, 4, 6, in every 2 bits).
OR signal X j + Y j 8) and the signal Y j, signal X j + 1 and the logical OR signal between the signal Y j + 1 X j + 1 + Y j + 1, the logical sum signal X j + Y j and the logical AND signal with sum signal X j + 1 + Y j + 1 {C k = (X j + Y j ) · (X j + 1 + Y j + 1 )}, AND signal with signal X j and signal Y j X j · Y j signal X j-1 and signal Y j-1 AND signal X j-1 · Y j-1 and AND signal X j · Y j and AND signal X j-1 · Y OR signal with j-1 signal {D k = (X j · Y j ) + (X j-1 ·
Y j-1 )} is calculated. here Is. N / 2 first electronic switches S1 j (j = 2
i ≦ N) is a logical product signal C k = (X j + Y j ) · (X j + 1 ) with a pair of main terminals.
+ Y j + 1 ) and a control terminal for controlling opening / closing between the pair of main terminals, and the pair of main terminals are connected in series to each other (N / 2) +1 second electrons Switch S2
j (j = 2i ≦ N) is a pair of main terminals and the logical sum signal D k = (X j · Y j ) +
And a control terminal for controlling opening and closing between the pair of main terminals based on (X j-1 · Y j-1 ), and the pair of main terminals are respectively connected to the pair of the first electronic switch S1 j . It is connected between one of the main terminals and a predetermined potential GND.

ここで、第1の電子スイッチS1j及び/または第2の
電子スイッチS2jはMOSトランジスタ、好ましくは
NMOSトランジスタ等の電界効果トランジスタで構成
される。
Here, the first electronic switch S1 j and / or the second electronic switch S2 j is composed of a MOS transistor, preferably a field effect transistor such as an NMOS transistor.

NMOSトランジスタの第1の電子スイッチS1jは論
理積信号Ckが“high”レベルの際に、閉(ON)とな
り、“ow”レベルの際には開(OFF)となる。
The first electronic switch S1 j of the NMOS transistor is closed (ON) when the AND signal C k is at “high” level, and is open (OFF) when it is at “ow” level.

また、NMOSトランジスタの第2の電子スイッチS2
jは論理和信号Dkが“high”レベルの際に、閉(ON)
となり、“ow”レベルの際開(OFF)となる。
Also, the second electronic switch S2 of the NMOS transistor
j is closed (ON) when the logical sum signal D k is at "high" level
And becomes open (OFF) at the “ow” level.

第1の電子スイッチS1jと第2のスイッチS2jでは、
第2の電子スイッチS2jが導通(ON)しておれば、
第1の電子スイッチS1jは、開いていても閉じていて
もかまわないので誤動作することはない。
In the first electronic switch S1 j and the second switch S2 j ,
If the second electronic switch S2 j is conductive (ON),
Since the first electronic switch S1 j may be open or closed, it does not malfunction.

この回路は、ダイナミック回路である。この回路が動作
する前、プリチャージセンス回路110で信号線111
をプリチャーしておく。動作する時、プリチャージをや
め、クロックCKを“High”にしてMOSトランジスタ
スイッチS3jによって信号線111の電荷を引き抜く
か否かをチェックすることにより8ビットキャリ伝搬を
行なうものである。なお、この301−0の回路は、従
来4ビット伝搬のために用いられたもので、入力信号を
変えたことにより、8ビットキャリ伝搬を実行してい
る。つまり、演算計算部2010は、NAND,NOR
の2段の組み合わせであり、この部分の段数は従来のも
のと変わりなく、4ビットキャリ伝搬と8ビットキャリ
伝搬の時間は、入力信号を変えることだけで等しくする
ことができる。
This circuit is a dynamic circuit. Before the operation of this circuit, the signal line 111
Is pre-charged. During operation, the 8-bit carry propagation is performed by stopping the precharge, setting the clock CK to "High", and checking whether or not the charge of the signal line 111 is extracted by the MOS transistor switch S3 j . It should be noted that this circuit 301-0 is conventionally used for 4-bit propagation, and carries out 8-bit carry propagation by changing the input signal. That is, the calculation calculation unit 2010 is configured to perform NAND, NOR
The number of stages in this portion is the same as that of the conventional one, and the 4-bit carry propagation time and the 8-bit carry propagation time can be made equal only by changing the input signal.

プリチャージセンス回路110は、バイポーラ・トラン
ジスタS4を具備しており、S4のベースは第1の電子
スイッチS16の主端子の一方に、S4のエミッタは所
定電位GNDに、S4のコレクタはPMOSトランジス
タS51を介して電源電位に接続されている。
Precharge sense circuit 110 is provided with a bipolar transistor S4, S4 based on the one main terminal of the first electronic switch S1 6, the emitter of S4, a predetermined potential GND, and the collector of S4 are PMOS transistors It is connected to the power supply potential via the S5 1.

尚、プリチャージセンス回路110と他の具体例として
は、特開昭60−175167号に記載されており、本実施例に
も適用できうる。
The precharge sense circuit 110 and other specific examples are described in JP-A-60-175167, and can be applied to this embodiment.

なお、本実施例では、ダイナミック回路を示したが、同
様にして、スタティック回路へも応用することは容易で
ある。
In this embodiment, the dynamic circuit is shown, but it can be easily applied to the static circuit in the same manner.

第4図は、第2図のキャリ入力信号生成部201を示す。
レジスタ210,211から信号線401,402をとお
て各々64ビットのデータが入力される。この回路は、
キャリ伝搬部202,キャリ生成回路203,EOR回
路215に必要な信号の生成を実行する。
FIG. 4 shows the carry input signal generator 201 of FIG.
64-bit data is input from the registers 210 and 211 through the signal lines 401 and 402, respectively. This circuit
The carry propagation unit 202, the carry generation circuit 203, and the EOR circuit 215 generate necessary signals.

第5図はキャリ入力信号生成部201を、さらに8ビッ
トごとに分けた時の回路図である。従来の場合、キャリ
伝搬部202の信号とキャリ生成回路の信号は同一のも
のである。本実施例の場合、従来の信号A0〜A7,B0
〜B7の他に、キャリ伝搬を高速に行なうためのC0〜C
3,D0〜D4の信号も同時に生成している。C0〜C3
0〜D4の信号生成する論理回路が本発明でいう論理計
算部に相当する。
FIG. 5 is a circuit diagram when the carry input signal generator 201 is further divided into 8 bits. In the conventional case, the signal of the carry propagation section 202 and the signal of the carry generation circuit are the same. In the case of this embodiment, the conventional signals A 0 to A 7 , B 0 are used.
In addition to B 7 to B 7 , C 0 to C for carrying the carrier propagation at high speed
The signals of 3 , D 0 to D 4 are also generated at the same time. C 0 to C 3 ,
The logic circuit that generates the signals D 0 to D 4 corresponds to the logic calculator in the present invention.

ここで、A,B,C,Dの各信号発生遅延時間は、総て
ゲート2段相当であり、従来の信号発生に用いられたE
OR論理回路に並列に実行でき、このためにクリティカ
ルパスが伸びることはない。つまり、本実施例のキャリ
入力信号生成は、従来の回路と同時に実行し、さらにキ
ャリ伝搬は高速に行なわれる。
Here, the signal generation delay times of A, B, C, and D are all equivalent to two stages of gates, and E used in conventional signal generation is used.
It can be executed in parallel with the OR logic circuit, which does not extend the critical path. That is, the carry input signal generation of the present embodiment is executed simultaneously with the conventional circuit, and the carry propagation is performed at high speed.

第6図は、別の実施例である。FIG. 6 shows another embodiment.

第6図は、2進で表わせられる8ビットの信号Xi(i
=0〜7)と2進で表わせられる8ビット信号Yiとの
演算の際に生じるキャリを伝搬する回路を示すものであ
る。
FIG. 6 shows an 8-bit signal X i (i
= 0 to 7) and a circuit for propagating a carry generated in the operation of an 8-bit signal Y i represented in binary.

第6図のキャリ伝搬回路は、各ビット毎に信号Xiと信
号Yiとの論理和信号Xi+Yi、及び各ビット毎に上記
信号Xiと上記信号Yiとの論理積信号Xi・Yiを計算す
る論理計算部2010と、 一対の主端子と論理和信号Xi+Yiに基づいて一対の主
端子間の開閉を制御する制御端子とを夫夫有し、一対の
主端子間が夫々直列に接続される8個の第1の電子スイ
ッチS1iと、 一対の主端子と論理積信号Xi・Yiに基づいて一対の主
端子間の開閉を制御する制御端子とを夫夫有し、一対の
主端子が夫々第1の電子スイッチS1iの一対の主端子
の一方と第3の電子スイッチS3iを介して所定電位G
NDとの間に接続される8個の第2の電子スイッチS2
iとによって構成される。プリチャージセンス回路11
0等は、第1図と同じものである。本実施例では、4ビ
ット単位でプリチャージセンス回路110を設けてキャ
リを伝搬する例である。
The carry propagation circuit of FIG. 6 has a logical sum signal X i + Y i of the signal X i and the signal Y i for each bit, and a logical product signal X of the signal X i and the signal Y i for each bit. a logic calculation section 2010 for calculating a i · Y i, have severally and a control terminal for controlling opening and closing of the pair of main terminals on the basis of the pair of main terminals and a logical OR signal X i + Y i, a pair of main Eight first electronic switches S1 i whose terminals are connected in series, respectively, and a pair of main terminals and a control terminal for controlling opening / closing between the pair of main terminals based on the AND signal X i · Y i And a pair of main terminals each have a predetermined potential G via one of the pair of main terminals of the first electronic switch S1 i and the third electronic switch S3 i.
8 second electronic switches S2 connected between ND and
It is composed of i and. Precharge sense circuit 11
0 and the like are the same as those in FIG. The present embodiment is an example in which the precharge sense circuit 110 is provided in units of 4 bits to propagate the carry.

第6図の実施例と第7図の従来例では同じ8ビットキャ
リ伝搬回路を示しているが、論理計算部2010内での
信号発生方法に違いがある。
The embodiment of FIG. 6 and the conventional example of FIG. 7 show the same 8-bit carry propagation circuit, but there is a difference in the signal generation method in the logical calculation unit 2010.

従来例である第7図は2段相当のEOR回路で信号を生
成しているが、第6図では、AND,OR回路のみのゲ
ート1段相当であり、論理が簡単であり高速である。
In FIG. 7, which is a conventional example, a signal is generated by an EOR circuit corresponding to two stages, but in FIG. 6, the gate is equivalent to one stage of only AND and OR circuits, and the logic is simple and the speed is high.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本第1及び第2の発明によれば、論理計算部が論理和と
論理積で生成できるので簡単であり、ハードウェアの量
も小なくさらに従来の排他的論理和に比べて、高速なキ
ャリ伝搬回路を得ることができる。
According to the first and second aspects of the present invention, the logical calculation unit can generate the logical sum and the logical product, which is simple, the amount of hardware is small, and the carry speed is higher than that of the conventional exclusive OR. A propagation circuit can be obtained.

さらに本第2の発明によれば、Nビットの演算において
2ビット分のキャリ入力信号を各々論理計算部で並列に
算出するため、キャリ伝搬部のスイッチは略N/2だけ
のハード量で済み、高速にキャリ伝搬を実行できるキャ
リ伝搬回路を得ることができる。従来キャリ伝搬が演算
時間の制約となっていたのでキャリ伝搬時間がN/2と
なることにより、演算時間の高速化が達成され、演算装
置の性能が向上する効果がある。
Further, according to the second aspect of the present invention, since carry input signals of 2 bits are calculated in parallel by the logic calculation unit in the operation of N bits, the switches of the carry propagation unit need only a hardware amount of about N / 2. Therefore, it is possible to obtain a carry propagation circuit capable of performing carry propagation at high speed. Conventionally, carry propagation has been a constraint on the calculation time, so that the carry propagation time is N / 2, which has the effect of speeding up the calculation time and improving the performance of the calculation device.

さらに上記論理計算部は、簡単な基本的な論理回路だけ
を使用しており、従来のように、高速化のためコンディ
ショナルサム方式のような演算装置を2セット持つこと
などに比べれば、ハードの増加は、ほとんど無視され
る。つまり、わずかのハードウェア増加だけによって、
高速演算可能であり、従来から比べれば、ハードウェア
の簡略化の効果がある。
Further, the logic calculation unit uses only a simple basic logic circuit, which is harder than the conventional two-set arithmetic device such as the conditional sum method for speeding up. The increase in is almost neglected. So, with only a small hardware increase,
High-speed calculation is possible, and there is an effect of simplifying hardware as compared with the conventional case.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の一実施例である8ビットキャリ伝搬
回路図、第2図は、加算器の例を示す図、第3図は、キ
ャリ伝搬とキャリ生成回路を示す図、第4図は、キャリ
入力信号生成部を示す図、第5図は、8ビットキャリ入
力信号生成部を示す図、第6図は、本発明の他の実施例
である8ビットキャリ伝搬回路図、第7図は従来例を示
す図である。 301−0……8ビットキャリ伝搬部、202……キャ
リ伝搬部、201……キャリ入力信号生成部。
FIG. 1 is an 8-bit carry propagation circuit diagram which is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of an adder, FIG. 3 is a diagram showing a carry propagation and carry generation circuit, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a carry input signal generator, FIG. 5 is a diagram showing an 8-bit carry input signal generator, and FIG. 6 is a diagram showing an 8-bit carry propagation circuit according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a conventional example. 301-0 ... 8-bit carry propagation section, 202 ... carry propagation section, 201 ... carry input signal generation section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前島 英雄 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−32531(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hideo Maejima 4026, Kuji-machi, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. (56) References JP-A-62-32531 (JP, A)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】2進で表わせられるNビット(N≧1)の
信号Xi(i=0〜N−1)と2進で表わせられるNビ
ットの信号Yiとの演算の際に生じるキャリを伝搬する
回路において、 各ビット毎に上記信号Xiと上記信号Yiとの論理和信号
i+Yi、及び各ビット毎に上記信号Xiと上記信号Yi
との論理積信号Xi・Yiを計算する論理計算部と、 一対の主端子と上記論理和信号Xi+Yiに基づいて上記
一対の主端子間の開閉を制御する制御端子とを夫々有
し、上記一対の主端子間が夫夫直列に接続されるN個の
第1の電子スイッチS1iと、 一対の主端子と上記論理積信号Xi・Yiに基づいて上記
一対の主端子間の開閉を制御する制御端子とを夫々有
し、上記一対の主端子が夫々上記第1の電子スイッチS
iの一対の主端子の一方と所定電位との間に接続され
るN個の第2の電子スイッチS2iと、 を具備することを特徴とするキャリ伝搬回路。
1. A carry generated in the operation of an N-bit (N ≧ 1) signal X i (i = 0 to N−1) represented in binary and an N-bit signal Y i represented in binary. in the circuit of propagating, logical sum signal X i + Y i, and the signals X i and the signal Y i for each bit of the signal X i and the signal Y i for each bit
And a logical calculation unit for calculating a logical product signal X i Y i , and a pair of main terminals and a control terminal for controlling opening and closing between the pair of main terminals based on the logical sum signal X i + Y i. And N first electronic switches S1 i having the pair of main terminals connected in series, and the pair of main terminals based on the pair of main terminals and the logical product signals X i and Y i. Control terminals for controlling the opening and closing of the terminals, each of the pair of main terminals having the first electronic switch S.
1. A carrier propagation circuit comprising: N second electronic switches S2 i connected between one of the pair of main terminals of 1 i and a predetermined potential.
【請求項2】2進で表わせられるNビット(N≧2)の
信号Xi(i=0〜N−1)と2進で表わせられるNビ
ットの信号Yiとの演算の際に生じるキャリを伝搬する
回路において、 2ビット毎に、 信号Xj(j=2i≦N) と信号Yjとの論理和信号Xj+Yj、 信号Xj+1と信号Yj+1との論理和信号 Xj+1+Yj+1、 上記論理和信号Xj+Yjと上記論理和信号Xj+1+Yj+1
との論理積信号(Xj+Yj)・(Xj+1+Yj+1)、 信号Xjと信号Yjとの論理積信号Xj・Yj 信号Xj-1と信号Yj-1との論理積信号 Xj-1・Yj-1、 及び上記論理積信号Xj・Yjと上記論理積信号Xj-1
j-1との論理和信号(Xj・Yj)+(Xj-1・Yj-1) を計算する論理計算部と、 一対の主端子と上記論理積信号(Xj+Yj)・(Xj+1
+Yj+1)に基づいて上記一対の主端子間の開閉を制御
する制御端子とを夫々有し、上記一対の主端子間が夫直
列に接続されるN/2個の第1の電子スイッチS1
iと、 一対の主端子と上記論理和信号(Xi・Yi)+(Xj-1
・Yj-1)に基づいて上記一対の主端子間の開閉を制御
する制御端子とを夫々有し、上記一対の主端子が夫々上
記第1の電子スイッチS1iの一対の主端子の一方と所
定電位との間に接続される(N/2)+1個の第2の電
子スイッチS2jと、 を具備することを特徴とするキャリ伝搬回路。
2. A carry generated in the operation of an N-bit (N ≧ 2) signal X i (i = 0 to N−1) represented in binary and an N-bit signal Y i represented in binary. In the circuit for propagating the signal, every two bits, the logical sum of the signal X j (j = 2i ≦ N) and the signal Y j , the signal X j + Y j , and the logical sum of the signal X j + 1 and the signal Y j + 1. Signal X j + 1 + Y j + 1 , the logical sum signal X j + Y j and the logical sum signal X j + 1 + Y j + 1
AND signal (X j + Y j) · (X j + 1 + Y j + 1), the logical product signal of the signal X j and the signal Y j X j · Y j signal X j-1 and the signal Y with j- 1 and the logical product signal X j-1 · Y j- 1, and the logical product signal X j · Y j and the aND signal X j-1 · a
Y logical sum (X j · Y j) of the j-1 + (X j- 1 · Y j-1) and the logic calculation unit for calculating a pair of main terminals and said logic product signal (X j + Y j ) ・ (X j + 1
+ Y j + 1 ), and N / 2 first electronic switches each having a control terminal for controlling opening and closing between the pair of main terminals, and the pair of main terminals are connected in series with each other. S1
i , a pair of main terminals and the logical sum signal (X i · Y i ) + (X j-1
Y j-1 ) and a control terminal for controlling opening / closing between the pair of main terminals, wherein the pair of main terminals are respectively one of the pair of main terminals of the first electronic switch S1 i. And (N / 2) +1 second electronic switches S2 j that are connected between the carrier propagation circuit and a predetermined potential.
【請求項3】特許請求の範囲第1項において、上記第1
の電子スイッチS1i及び/又は上記第2の電子スイッ
チS2iは、電界効果トランジスタであることを特徴と
するキャリ伝搬回路。
3. The first aspect of the invention as set forth in claim 1
The carrier propagation circuit, wherein the electronic switch S1 i and / or the second electronic switch S2 i is a field effect transistor.
【請求項4】特許請求の範囲第3項において、 上記電界効果トランジスタは、MOSトランジスタであ
ることを特徴とするキャリ伝搬回路。
4. The carry propagation circuit according to claim 3, wherein the field effect transistor is a MOS transistor.
【請求項5】特許請求の範囲第1項,第3項,第4項の
何れかにおいて、 バイポーラ・トランジスタを具備し、 上記N個の第1の電子スイッチS1iは、上記一対の主
端子間が夫々直列に上記バイポーラ・トランジスタのベ
ースに接続されるN個の第1の電子スイッチS1iであ
り、 上記N個の第2の電子スイッチS2iは、上記一対の主
端子間が夫々上記第1の電子スイッチS1iの一対の主
端子の一方と上記バイポーラ・トランジスタのエミッタ
との間に接続されるN個の第2の電子スイッチS2i
あることを特徴とするキャリ伝搬回路。
5. The bipolar transistor according to any one of claims 1, 3, and 4, wherein the N first electronic switches S1 i include the pair of main terminals. N first electronic switches S1 i connected in series to the bases of the bipolar transistors, respectively, and the N second electronic switches S2 i are connected between the pair of main terminals respectively. A carry propagation circuit comprising N second electronic switches S2 i connected between one of a pair of main terminals of the first electronic switch S1 i and the emitter of the bipolar transistor.
【請求項6】特許請求の範囲第2項において、上記第1
の電子スイッチS1j及び/又は上記第2の電子スイッ
チS2jは、電界効果トランジスタであることを特徴と
するキャリ伝搬回路。
6. The first aspect of the invention as set forth in claim 2
The carrier propagation circuit, wherein the electronic switch S1 j and / or the second electronic switch S2 j is a field effect transistor.
【請求項7】特許請求の範囲第6項において、 上記電界効果トランジスタは、MOSトランジスタであ
ることを特徴とするキャリ伝搬回路。
7. The carry propagation circuit according to claim 6, wherein the field effect transistor is a MOS transistor.
【請求項8】特許請求の範囲第2項,第6項,第7項の
何れかにおいて、 バイポーラ・トランジスタを具備し、 上記N/2個の第1の電子スイッチS1jは、上記一対
の主端子間が夫々直列に上記バイポーラ・トランジスタ
のベースに接続されるN/2個の第1の電子スイッチS
jであり、 上記N/2個の第2の電子スイッチS2jは、上記一対
の主端子間が夫々上記第1の電子スイッチS1jの一対
の主端子の一方と上記バイポーラ・トランジスタのエミ
ッタとの間に接続されるN/2個の第2の電子スイッチ
S2jであることを特徴とするキャリ伝搬回路。
8. A bipolar transistor according to any one of claims 2, 6, and 7, wherein the N / 2 first electronic switches S1 j are provided with the pair of bipolar transistors. N / 2 first electronic switches S whose main terminals are connected in series to the base of the bipolar transistor, respectively.
1 j , and the N / 2 second electronic switches S2 j have one of a pair of main terminals of the first electronic switch S1 j and the emitter of the bipolar transistor between the pair of main terminals. A carry propagation circuit comprising N / 2 second electronic switches S2 j connected between and.
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