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JPH0754457B2 - Multi-bit adder - Google Patents
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JPH0754457B2 - Multi-bit adder - Google Patents

Multi-bit adder

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JPH0754457B2
JPH0754457B2 JP61288058A JP28805886A JPH0754457B2 JP H0754457 B2 JPH0754457 B2 JP H0754457B2 JP 61288058 A JP61288058 A JP 61288058A JP 28805886 A JP28805886 A JP 28805886A JP H0754457 B2 JPH0754457 B2 JP H0754457B2
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JP
Japan
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bits
data
group
operation result
bit
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久義 藏屋
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 多ビット加算器において、第1の加算手段で入力するn
ビットのデータのうち下位(n−m)ビットのデータを
加算して得られたキャリーと上位mビットのデータとを
データ保持手段に取り込む。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] In a multi-bit adder, n input by the first addition means
The carry obtained by adding the data of the lower (n−m) bits of the bit data and the data of the upper m bits are fetched into the data holding means.

そして、データ保持手段の出力を用いて第2の加算手段
で加算を行った後、第1及び第2の加算手段の演算結果
を並べてnビットの演算結果を得るが、この間に第1の
加算手段は別の演算を行わせせることにより回路規模を
それ増加せずに高速化を図るものである。
Then, after the addition by the second adding means using the output of the data holding means, the operation results of the first and second adding means are arranged to obtain an n-bit operation result. The means aims at speeding up without increasing the circuit scale by causing another calculation.

〔産業上の利用分野〕 本発明は多ビット加算器,例えばLSI化されたプロセッ
サ等で使用される多ビット加算器の改良に関するもので
ある。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement of a multi-bit adder, for example, a multi-bit adder used in an LSI processor or the like.

一般に、多ビットの加算を行う場合に下位ビットの加算
によって桁上がりが発生し,それが上位ビットの方へ伝
播して行くので、nが大きくなる程,加算に要する時間
が増加して演算時間が増える。
In general, when multi-bit addition is performed, carry occurs due to addition of lower bits and propagates to higher bits. Therefore, as n increases, the time required for addition increases and the operation time increases. Will increase.

そこで、回路規模をそれぼど増加させずに演算時間を少
なくする(即ち,高速化する)ことが要望されている。
Therefore, it is desired to reduce the calculation time (that is, speed up) without increasing the circuit scale.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は従来例のブロック図、第5図は第4図の動作説
明図を示す。尚、第5図中の左側の記号は第4図中の同
じ記号の部分の波形を示す。
FIG. 4 shows a block diagram of a conventional example, and FIG. 5 shows an operation explanatory diagram of FIG. The symbols on the left side in FIG. 5 indicate the waveforms of the portions having the same symbols in FIG.

以下,第5図を参照しながら第4図の動作を説明する。The operation of FIG. 4 will be described below with reference to FIG.

先ず、レジスタ1,3,5にXグループのデータA,B,Cが,レ
ジスタ2,4,6にYグループのデータD,E,Fがそれぞれ入っ
ている(第5図−Xグループ,Yグループ参照)。
First, the registers 1, 3, 5 contain the data A, B, C of the X group, and the registers 2, 4, 6 contain the data D, E, F of the Y group, respectively (FIG. 5-X group, Y). See group).

これらのデータは第5図−に示す様に選択信号がHレ
ベルの時はデータA,B,Cが、Lレベルの時はデータD,E,F
がセレクタ7,8,9で選択されて加算器ADDR 10に加えられ
るが、選択時間Tは演算値が確定してこれを取り込む為
の最低必要な条件が確保できる時間である。
These data are data A, B and C when the selection signal is at H level and data D, E and F when they are at L level as shown in FIG.
Is selected by the selectors 7, 8 and 9 and added to the adder ADDR 10. The selection time T is the time when the calculated value is fixed and the minimum necessary condition for fetching it is secured.

さて、セレクタ7,8,9が第5図−に示す様にデータA,
B,Cを選択すると、これらのデータが加算器ADDR 10に加
えられて第5図−に示す様に加算が開始され、時間t
の後に確定した演算値,即ち演算結果が第5図−に示
すクロックCK1で第5図−に示す様に第1のアキュム
レータACC111に取り込まれる。
Now, as shown in FIG. 5-the selectors 7, 8 and 9 display data A,
When B and C are selected, these data are added to the adder ADDR 10 to start addition as shown in FIG.
After that, the calculated value, that is, the calculation result, is taken into the first accumulator ACC 1 11 as shown in FIG. 5 at the clock CK 1 shown in FIG.

尚、第5図−の多数の×印の部分は演算中を示し、
(A+B+C)の部分は演算結果の部分を示す。
It should be noted that a large number of X-marked portions in FIG.
The part (A + B + C) shows the part of the calculation result.

次に、セレクタ7,8,9はデータD,E,Fを選択して上記と同
じく加算器ADDR10でこのデータを加算し、第5図−に
示すクロックCK2で第5図−に示す様に第2のアキュ
ムレータACC2 12に演算結果が取り込まれる。
Next, the selectors 7, 8, 9 select the data D, E, F and add the data by the adder ADDR10 as described above, and the clock CK 2 shown in FIG. the operation result is taken into the second accumulator ACC 2 12 to.

尚、tは演算時間で演算結果を取り込む為にT>tとな
っている。
Incidentally, t is T> t in order to capture the calculation result in the calculation time.

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

ここで、上記の様に1つの加算器を時分割して異なるデ
ータの加算を行う場合、1つの加算が全てのビットにつ
いて終り,演算結果がアキュムレータACCに取り込まれ
る迄は次のデータの演算が行えないので、データのビッ
ト数nが大きくなるとt,即ちTが大きくなり演算時間が
長くなると云う問題点がある。
Here, in the case where one adder is time-divided and different data is added as described above, the next data is not calculated until one addition is completed for all bits and the calculation result is fetched into the accumulator ACC. Since this cannot be done, there is a problem that when the number of data bits n becomes large, t, that is, T becomes large and the operation time becomes long.

又、これを避けるために1つの演算に対して1つの加算
器を割り当てると演算時間は減少するが回路規模が大き
くなり、例えばLSIの様に限られた回路規模の中での実
現が難しいと云う別の問題点がある。
If one adder is assigned to one calculation to avoid this, the calculation time will be reduced, but the circuit scale will be large, and it will be difficult to realize it in a limited circuit scale such as an LSI. There is another problem to say.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

上記の問題点は第1図に示す多ビット加算器により解決
される。
The above problem is solved by the multi-bit adder shown in FIG.

13は各グループの複数種類のnビットデータをそれぞれ
上位mビットと下位(n−m)ビットに分割し、各グル
ープの該下位(n−m)ビットを予め設定された周期で
交互に送出する分割手段、14は該分割手段の出力を加算
して演算結果は保持し、キャリーを送出する第1の加算
手段、15は各グループの該上位mビットと該キャリーを
保持するデータ保持手段、16はグループ別に加算・保持
部分を持ち、該データ保持手段から取り出したキャリー
と対応するグループの該上位mビットを加算し、演算結
果を保持する第2の加算手段、17は該第1,第2の加算手
段で保持している演算結果を並べて、各グループの該n
ビットの演算結果を得る演算結果併合手段である。
Reference numeral 13 divides a plurality of types of n-bit data of each group into upper m bits and lower (n−m) bits, and alternately outputs the lower (n−m) bits of each group at a preset cycle. Dividing means, 14 is a first adding means for adding outputs of the dividing means to hold a calculation result and sending a carry, 15 is a data holding means for holding the upper m bits of each group and the carry, 16 Has an adder / holder for each group, adds the upper m bits of the group corresponding to the carry taken out from the data holding means, and holds the operation result, and 17 is the first, second Of the calculation results held by the adding means of
It is an operation result merging means for obtaining an operation result of bits.

〔作用〕[Action]

一般に、多ビットの加算の際,加算によって生ずる桁上
り信号(キャリー)をより上位ビットに伝える為、上位
ビットほど演算が遅れて上位ビットと下位ビットとの間
の演算時間に差が生ずる。
In general, when a multi-bit addition is performed, a carry signal (carry) generated by the addition is transmitted to the higher bits, and therefore, the higher the bit, the more delayed the operation and the difference in the operation time between the higher bit and the lower bit.

本発明はこの時間差を利用する為、第1、第2グループ
を構成する複数種類のnビットデータを、分割手段でそ
れぞれ上位mビットと下位(n−m)ビットに分割し、
各グループの該下位(n−m)ビットを設定周期(クロ
ック周期の1/2)で交互に送出する。
In order to utilize this time difference in the present invention, a plurality of types of n-bit data forming the first and second groups are divided by the dividing means into upper m bits and lower (n−m) bits,
The lower (nm) bits of each group are alternately transmitted at a set cycle (1/2 of the clock cycle).

そこで、第1の加算手段14は、分割手段の出力、例え
ば、第1グループの該下位(n−m)ビットの加算を行
い、演算結果が得られたらこの結果を保持し、キャリー
をデータ保持手段15に送出した後、次に入力した第2グ
ループの該下位(n−m)ビットの加算を行う。なお、
データ保持手段15は第1,第2グループの該上位mビット
をグループ別に保持している。
Therefore, the first adding means 14 adds the output of the dividing means, for example, the lower (nm) bits of the first group, and holds the result when the operation result is obtained and holds the carry as data. After sending to the means 15, the addition of the lower order (n−m) bits of the second group input next is performed. In addition,
The data holding means 15 holds the upper m bits of the first and second groups for each group.

一方、第2の加算手段16は、データ保持手段15からのキ
ャリーと第1グループの該上位mビットの加算を行って
演算結果を得た後、該第1の加算手段の演算結果とを並
べて各グループのnビットの演算結果を得る様にした。
On the other hand, the second adding means 16 adds the carry from the data holding means 15 and the upper m bits of the first group to obtain an operation result, and then arranges the operation result of the first adding means side by side. The operation result of n bits in each group is obtained.

つまり、第1の加算手段は、2つのグループの下位(n
−m)ビットを設定周期で交互に演算し、第2の加算手
段は2つのグループの上位mビットを別々に演算して、
全体として回路規模をそれほど増加せずに高速化を図っ
た。
In other words, the first adding means is the lower (n
-M) bits are alternately calculated at a set cycle, and the second adding means separately calculates the upper m bits of the two groups,
The overall speed of the circuit has been increased without increasing the circuit scale.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明の実施例のブロック図、第3図は第2図
の動作説明図である。尚、全図を通じて同一符号は同一
対象物で第3図の左側の記号は第2図中の同じ記号の部
分の波形を示す。
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an operation explanatory diagram of FIG. Throughout the drawings, the same reference numerals denote the same objects, and the symbols on the left side of FIG. 3 indicate the waveforms of the portions having the same symbols in FIG.

又、第1の加算器141,第3のアキュムレータ142,第4の
アキュムレータ143は第1の加算手段14の部分で、第1
の中間レジスタ151,第2の中間レジスタ152はデータ保
持手段15の部分で、第2の加算器161,第3の加算器163,
第5のアキュムレータ162,第6のアキュムレータ164は
第2の加算手段16の部分である。又、13は分割手段,17
は加算結果併合手段である。
The first adder 141, the third accumulator 142, and the fourth accumulator 143 are parts of the first adding means 14,
The intermediate register 151 and the second intermediate register 152 are part of the data holding means 15, and are the second adder 161, the third adder 163,
The fifth accumulator 162 and the sixth accumulator 164 are part of the second adding means 16. Also, 13 is a dividing means, 17
Is an addition result merging means.

以下、XグループのデータA,B,Cがレジスタ1,3,5に、Y
グループのデータD,E,Fがレジスタ2,4,6にそれぞれ入っ
ていて、XグループのデータとYグループのデータとを
時分割で加算するとして第3図を参照しながら第2図の
動作を説明する(第3図−Xグループ,Yグループ参
照)。
Hereafter, the data A, B, C of the X group is stored in the registers 1, 3, 5 and Y
It is assumed that the group data D, E, and F are stored in the registers 2, 4, and 6, respectively, and the X group data and the Y group data are added in a time division manner. Referring to FIG. 3, the operation of FIG. Will be described (see FIG. 3-X group, Y group).

先ず、レジスタ1,3,5から取り出されたnビットのデー
タA,B,C及びレジスタ2,4,6から取り出されたnビットの
データD,E,Fの上位mビットが第1の中間レジスタ151及
び第2の中間レジスタ152に、データA,D、データB,E、
データC,Fの下位(n−m)ビットがセレクタ7,8,9にそ
れぞれ入力される。
First, the upper m bits of the n-bit data A, B, C fetched from the registers 1, 3, 5 and the n-bit data D, E, F fetched from the registers 2, 4, 6 are the first intermediate bits. In the register 151 and the second intermediate register 152, data A, D, data B, E,
The lower (n−m) bits of the data C and F are input to the selectors 7, 8 and 9, respectively.

そして、第3図−に示すHレベルの選択信号で駆動さ
れたセレクタ7,8,9により選択されたデータA,B,Cの下位
(n−m)ビットが第1の加算器ADDR1 141で加算され
て演算結果とキャリアが得られるが、演算結果がクロッ
クCK1で第3のアキュムレータACC3 142に取り込まれ、
キャリーは第1の中間レジスタ151に取り込まれる(第
3図−,,,参照)。この上位mビットとキャ
リーが第2の加算器ADDR2 161で加算され、演算結果が
クロックCK2で第5のアキュムレータACC5 162に取り込
まれ、出力される(第3図−,参照)。
The lower (n−m) bits of the data A, B, C selected by the selectors 7, 8, 9 driven by the H level selection signal shown in FIG. 3 are the first adder ADDR 1 141 The operation result and the carrier are obtained by adding with, but the operation result is taken into the third accumulator ACC 3 142 at the clock CK 1 ,
The carry is taken into the first intermediate register 151 (see FIG. 3,-). The upper m bits and the carry are added by the second adder ADDR 2 161 and the operation result is fetched by the fifth accumulator ACC 5 162 at the clock CK 2 and output (see FIG. 3-).

ここで、第3のアキュムレータACC3 142に取り込まれた
データA,B,Cの下位(n−m)ビットの演算結果と、第
5のアキュムレータACC5 162に取り込まれたデータA,B,
Cの上位mビットの演算結果はそれぞれ次のクロックが
入力されるまで保持されるので、第3図−のaの部分
と第3図−のbの部分との間でアキュムレータの出力
が取り出されてデータA,B,Cの演算結果が得られる(第
3図−,,参照)。
Here, the operation result of the lower (n−m) bits of the data A, B, C taken in the third accumulator ACC 3 142 and the data A, B, taken in the fifth accumulator ACC 5 162.
Since the operation result of the upper m bits of C is held until the next clock is input, the output of the accumulator is taken out between the portion a in FIG. 3 and the portion b in FIG. As a result, the calculation results of the data A, B, C can be obtained (see FIG. 3,-).

尚、第1の演算器ADDR1 141はデータA,B,Cの下位(n−
m)ビットの加算が終了するとセレクタ7,8,9が駆動さ
れてデータD,E,Fの下位(n−m)ビットが入力するの
で、これらのデータの加算を行い、演算結果はクロック
CK2で第4のアキュムレータACC4 143に、キャリーは第
2の中間レジスタ152に取り込まれる(第3図−,
,参照)。
Note that the first arithmetic unit ADDR 1 141 is lower than the data A, B, C (n-
When the addition of m) bits is completed, the selectors 7, 8 and 9 are driven and the lower (n−m) bits of the data D, E and F are input.
At CK 2 , the fourth accumulator ACC 4 143 and the carry are taken into the second intermediate register 152 (FIG. 3 −,
,reference).

この時、データD,E,Fの上位mビットが同時に第2の中
間レジスタ152に取り込まれて第3の加算器ADDR3 163で
上位mビットの加算が行なわれて、クロックCK1で演算
結果が第6のアキュムレータACC6 164に取り込まれ、第
4のアキュムレータACC4 143の出力と並べて取り出され
てデータD,E,Fのnビットの演算結果が取り出される。
そして、これが繰り返される(第3図−,,参
照)。
At this time, the upper m bits of the data D, E, F are simultaneously taken in by the second intermediate register 152, the upper m bits are added by the third adder ADDR 3 163, and the operation result is obtained by the clock CK 1. Is taken into the sixth accumulator ACC 6 164 and taken out side by side with the output of the fourth accumulator ACC 4 143, and the n-bit operation result of the data D, E, F is taken out.
Then, this is repeated (see FIG. 3,-).

即ち、下位ビットの演算は上位ビットの演算より早く終
わるので演算器を時分割で使用し、上位ビットの演算は
それぞれ演算器を別々に持って早く演算を終了させる様
にして、全体として回路規模はそれ程増加させずに演算
速度が早くなる様にした。
That is, since the operation of the lower bits ends earlier than the operation of the upper bits, the operation units are used in a time-sharing manner, and the operation of the upper bits has a separate operation unit to end the operation quickly, thus making the circuit scale as a whole. Has made the calculation speed faster without increasing so much.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上詳細に説明した様に本発明によれば、回路規模をそ
れ程増加させずに演算速度が早くなると云う効果があ
る。
As described in detail above, according to the present invention, there is an effect that the operation speed is increased without increasing the circuit scale so much.

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

第1図は本発明の原理ブロック図、 第2図は本発明の実施例のブロック図、 第3図は第2図の動作説明図、 第4図は従来例のブロック図、 第5図は第4図の動作説明図を示す。 図において、 13は分割手段、14は第1の加算手段、15はデータ保持手
段、16は第2の加算手段、17は加算結果併合手段を示
す。
FIG. 1 is a block diagram of the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an operation explanatory diagram of FIG. 2, FIG. 4 is a block diagram of a conventional example, and FIG. The operation explanatory drawing of FIG. 4 is shown. In the figure, 13 is dividing means, 14 is first adding means, 15 is data holding means, 16 is second adding means, and 17 is addition result merging means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1、第2グループがそれぞれ複数種類の
nビットデータで構成されており、グループ毎に複数種
類のnビットデータを加算する際、 各グループの複数種類のnビットデータをそれぞれ上位
mビットと下位(n−m)ビットに分割し、各グループ
の該下位(n−m)ビットを予め設定された周期で交互
に送出する分割手段(13)と、該分割手段の出力を加算
して演算結果は保持し、キャリーを送出する第1の加算
手段(14)と、 各グループの該上位mビットと該キャリーを保持するデ
ータ保持手段(15)と、グループ別に加算・保持部分を
持ち、該データ保持手段から取り出したキャリーと対応
するグループの該上位mビットを加算して、演算結果を
保持する第2の加算手段(16)と、該第1,第2の加算手
段で保持している演算結果を並べて、各グループの該n
ビットの演算結果を得る演算結果併合手段(17)とを有
することを特徴とする多ビット加算器。
1. The first and second groups are each composed of a plurality of types of n-bit data, and when a plurality of types of n-bit data are added to each group, the plurality of types of n-bit data of each group are respectively added. A dividing means (13) which divides the upper m bits and the lower (nm) bits and alternately outputs the lower (nm) bits of each group at a preset cycle, and an output of the dividing means. A first adding means (14) for adding and holding the operation result and sending out a carry, a data holding means (15) for holding the upper m bits of each group and the carry, and an addition / holding part for each group A second adding means (16) for holding the operation result by adding the upper m bits of the group corresponding to the carry taken out from the data holding means, and the first and second adding means. Calculation results held Side by side, the n of each group
A multi-bit adder, comprising: an operation result merging means (17) for obtaining an operation result of bits.
JP61288058A 1986-12-02 1986-12-02 Multi-bit adder Expired - Lifetime JPH0754457B2 (en)

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