JPH01276242A - 障害検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮五立１ 本発明は障害検出方式に関し、特に乗数と被乗数とから
所要数の部分積を生成し、この部分積を加算することに
より乗数と被乗数との積を得る乗算器の障害検出方式に
関する。

良嵐孜韮 従来、演算回路の障害検出方式としては、剰余符号の一
種であり、法を３とするモジュロ３チ工ツク方式が多用
されている。このモジュロ３チ工ツク方式については、
「情報と符号の理論」　（岩波書店刊、常用・原品・今
回共著、１９８３．１．．１）１１．２１２〜２１５）
に詳細に述べられている。

たとえば、第３図に示すような並列乗算回路の場合には
、リプルトモジュロ３生成回路６５で生成された被乗数
レジスタ１の内容（被乗数）と乗数レジスタ２の内容（
乗数）との乗算結果のモジュロ３と、被乗数モジュロ３
生成回路６０で生成された被乗数のモジュロ３と乗数モ
ジュロ３生成回路６１で生成された乗数のモジュロ３と
がオペランドモジュロ３生成回路６２で乗算されて得ら
れた乗算結果とが比較回路６７で比較されることにより
障害が検出されている。

すなわち、この並列乗算回路においては被乗数レジスタ
１の内容が乗数レジスタ２の内容に応じてブースのエン
コーダ５１＼５５でエンコードされて部分乗数が算出さ
れる。この部分乗数各々はトリー状に配列されたキャリ
ーセーブアダー（Ｃ８Ａ）５６〜５８により加算され、
キャリーとサムとの２つのデータにまとめられる。

キャリーセーブアダー５６で得られたキャリーとサムと
はキャリープロパゲートアダー５９で加算され、この加
算結果が最終的な乗算結果としてリザルトレジスタ６４
に格納される。

ここで、被乗数レジスタ１の内容のモジュロ３は被乗数
モジュロ３生成回路６０により生成され、乗数レジスタ
２の内容のモジュロ３は乗数モジュロ３生成回路６１に
より生成される。これら被乗数レジスタ１の内容のモジ
ュロ３と乗数レジスタ２の内容のモジュロ３とがオペラ
ンドモジュロ３生成回路６２で乗算されてオペランドモ
ジュロ３レジスタ６３に格納される。

また、キャリープロパゲートアダー５９から出力される
乗算結果のモジュロ３はリプルトモジュロ３生成回路６
５で生成されてリプルトモジュロ３レジスタ６６に格納
される。

比較回路６７はオペランドモジュロ３レジスタ６３に格
納された内容と、リプルトモジュロ３レジスタ６６に格
納された内容とを比較し、比較回路６７の比較結果によ
りこの並列乗算回路の障害が検出される。

このような従来の演算回路の障害検出方式では、剰余符
号の一種であり、法を３とするモジュロ３チ工ツク方式
が多用されているので、演算回路およびその演算回路を
制御する制御回路に障害が発生したことを検出すること
はできても、演算回路および制御回路のどちらに障害が
発生したのか、あるいはどの部分に障害が発生したのか
を知ることができないという欠点がある。

演算回路が数種数枚のモジュールで構成されている場合
には、どのモジュールに障害が発生したのかを迅速に判
断する必要があるが、上述のような障害検出方式ではど
のモジュールに障害が発生したのかを特定することがで
きないため、とりあえず全モジュールを交換した後に、
あらためてそのモジュールの故障解析を行わねばならず
、どのモジュールに障害が発生したのかを判断するには
時間およびコストがかかるという問題が生ずる。

九肌立旦ヱ 本発明は上記のような従来のものの欠点を除去すべくな
されたもので、乗算器を構成するモジュールに対する故
障分解能を向上させることができる障害検出方式の提供
を目的とする。

１肌立璽羞 本発明による障害検出方式は、複数のモジュールにより
構成され、乗数と被乗数とがら所要数の部分積を生成し
、前記部分積を前記複数のモジュールで加算することに
より前記乗数と前記被乗数との積を得る乗算器の障害検
出方式であって、前記モジュールに入力されるデータか
ら前記モジュールから出力されるデータのモジュロｎ（
ｎは正の整数）の予測値を生成する予測値生成手段と、
前記モジュールから出力されるデータの前記モジュロｎ
を生成するモジュロｎ生成手段と、前記予測値生成手段
により生成された前記予測値と、前記モジュロｎ生成手
段により生成された前記モジュロｎとを比較する比較手
段とを前記複数のモジュール各々に設け、前記比較手段
の比較結果に応じて前記複数のモジュールのうち障害が
生じたモ・ジュールを特定するようにしたことを特徴と
する。

Ｋ旌ヱ 次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る０図において、本発明の一実施例による乗算器は、被
乗数レジスタ１と、乗数レジスタ２と、ブースのエンコ
ーダ３〜５と、トリー状のキャリーセーブアダー（Ｃ３
Ａ）６と、キャリープロパゲートアダー（ＣＰＡ）７〜
１０と、キャリープロバゲートアダ一出カモジュロ３生
成回路（以下出カモジュロ３生成回路とする）１１〜１
４と、中間結果モジュロ３生成回路１５〜１８と、被乗
数モジュロ３生成回路２０と、乗数モジュロ３生成回路
２１と、オペランドモジュロ３生成回路２２と、オペラ
ンドモジュロ３レジスタ２３と、キャリープロパゲート
アダ一出カモジュロ３レジスタ（以下出力モジュロ３レ
ジスタとする）　　（ＣＭＲ）２４へ２７と、中間結果
モジュロ３レジスタ（ＩＭＲ）２８〜３１と、リプルト
モジュロ３生成回路３２と、比較回路３３〜３７と、エ
ラーインジケータレジスタ３８〜４１とにより構成され
ている。

本発明の一実施例の乗算動作は、第３図に示す従来例の
乗算動作と同様に、エンコーダ３〜５とキャリーセーブ
アダー６とキャリープロパゲートアダー７〜１０とによ
り行われ、その処理動作は従来例と同様なので説明は省
略する。以下、障害検出の処理動作について説明する。

被乗数レジスタ１にセットされた被乗数のモジュロ３は
被乗数モジュロ３生成回路２０で生成され、乗数レジス
タ２にセットされた乗数のモジュロ３は乗数モジュロ３
生成回路２１で生成される。

これら被乗数のモジュロ３と乗数のモジュロ３とはオペ
ランドモジュロ３生成回路２２で互いに乗算され、その
乗算結果はオペランドのモジュロ３としてオペランドモ
ジ斗口３レジスタ２３に格納される。

また、キャリープロパゲートアダー７〜１０から出力さ
れる出力データのモジュロ３は夫々出力モジュロ３生成
回路１１〜１４で生成されて出力モジュロ３レジスタ２
４〜２７に格納される。

このとき、出力モジュロ３レジスタ２４〜２７夫々に格
納されたキャリー１０パゲートアダ−７〜１０からの出
力データのモジュロ３は、リプルトモジュロ３生成回路
３２において乗算結果のモジュロ３としてまとめられる
。

次に、各キャリープロパゲートアダー７〜１０への入力
となるキャリーセーブアダー６からのキャリーとサムと
、隣接するキャリープロパゲートアダー７〜１０間で伝
搬されるキャリーとから推測されるキャリープロパゲー
トアダー７〜１０からの出力データのモジュロ３（以下
中間結果モジュロ３とする）が中間結果モジュロ３生成
回路１５〜１８で生成されて中間結果モジュロ３レジス
タ２８〜３１に夫々格納される。

この乗算器の乗算結果における障害検出は、オペランド
モジュロ３レジスタ２３に格納されたオペランドのモジ
ュロ３と、リプルトモジュロ３生成回１％３２でまとめ
られた乗算結果のモジュロ３とを比較回路３３で比較す
ることにより行われる。

また、各キャリープロパゲートアダー７〜１０における
障害検出は、出力モジュロ３レジスタ２４〜２７に夫々
格納されたキャリープロパゲートアダー７〜１０からの
出力データのモジュロ３と、中間結果モジュロ３レジス
タ２８〜３１に夫々格納された中間結果モジュロ３とを
比較口＃１３４〜３７で比較することにより行われる。

これら比較回路３４〜３７の比較結果は夫々エラーイン
ジケータレジスタ３８〜４１に格納される。

比較回路３３〜３７での比較動作により障害が検出され
たときには、エラーインジケータレジスタ３８〜４１を
参照する。これらエラーインジケータレジスタ３８〜４
１の内容が障害検出を示していない場合には、キャリー
プロパゲートアダー７〜１０以外のモジュールで障害が
発生していることになり、またエラーインジケータレジ
スタ３８〜４１の内容が障害検出を示している場合には
、そのエラーインジケータレジスタ３８〜４１に対応す
るキャリープロパゲートアダー７〜１０に障害が発生し
ていることになる。

第２図は本発明の一実施例による演算処理の具体例を示
す図である。この第２図を用いて本発明の一実施例の演
算処理および障害検出について説明する。

いま、被乗数レジスタ１に“１．０１０１０１０１０１
０１０１０″がセットされ、乗数レジスタ２に“０．１
０１０１０″がセットされた場合には、エンコーダ３に
おいては“１．０１０１０１０１０１０１０１０”とｏ
、　ｉｏ”との部分積が行われ、その乗算結果“１．１
０１０１０１０１０１０１０１０”がキャリーセーブア
ダー６に出力される。

また、エンコーダ４においては“１．０１０１０１０１
０１０１０１０″と“０．００１０”との部分積が行わ
れ、その乗算結果”　１．１１１０１０１０１０１０１
０１０１０″がキャリーセーブアダー６に出力される。

さらに、エンコーダ５においては”　１．０１０１０１
０１０１０１０１０　”　ト”０．００（１０１０”　
トノ部分積カ行われ、その乗算結果“１．１１１１１０
１０１０１０１０１０１０１０″がキャリーセーブアダ
ー６に出力される。

キャリーセーブアダー６ではエンコーダ３からの乗算結
果″１．１０１０１０１０１０１０１０１０”と、エン
コーダ４からの乗算結果”　１．１１１０１０１０１０
１０１０１０１０″と、エンコーダ５からの乗算結果“
１．１１１１１０１０１０１０１０ｉｏｉｏ１ｏ”とを
加算し、その加算結果としてのキャリー″（１）１．１
１０１０１０１０１０１０１０１０００″とサム“１，
１０１１１０１０１０１０１０１０００１０″とをキャ
リープロパゲートアダー７〜１０に出力する。

キャリープロパゲートアダー７はキャリーセーブアダー
６からキャリー“（１）１．１１０”とサム“１゜１０
１”とキャリープロパゲートアダー８から伝搬されなキ
ャリー“１”とを入力し、それらの加算を行って“（１
）１．１００”を出力モジュロ３生成回路１１とリザル
トレジスタ１つとに出力する。

キャリープロパゲートアダー８はキャリーセーブアダー
６からキャリー″１０１０１０”とサム“１１０１０１
Ｈとを入力し、それらの加算を行って“０１１１１１”
を出力モジュロ３生成回路１２とリザルトレジスタ１９
とに出力するとともに、キャリープロパゲートアダー７
にキャリー“１”を伝搬する。

キャリープロパゲートアダー９はキャリーセーブアダー
６からキャリー”　１０１０１０”とサム°″０１０１
０１′とを入力し、それらの加算を行って“１１１１１
１”を出力モジュロ３生成回路１３とリザルトレジスタ
１９とに出力する。

キャリープロパゲートアダー１０はキャリーセーブアダ
ー６からキャリー“１０００”とサム“０００１０”と
を入力し、それらの加算を行って“１００１０　”を出
力モジュロ３生成回路１４とリザルトレジスタ１つとに
出力する。

リザルトレジスタ１９にはキャリープロパゲートアダー
７の演算結果“（１）１．１００”と、キャリープロパ
ゲートアダー８の演算結果“０１１１１１”と、キャリ
ー１０パゲートアダ−９の演算結果″１１１１１１”と
、キャリープロパゲートアダー１０の演算結果“１００
１０　”とが入力されて“（１）１．１０００１１１１
１１１１１１１１００１０″が格納され、この’　（１
）１．１０００１１１１１１１１１１１１００１０　”
が乗算結果として出力される。

出力モジュロ３生成回路１１ではキャリープロパゲート
アダー７の演算結果“（１）ｉ、ｉｏｏ”が入力される
と、この演算結果からモジュロ３重み「２２１２」によ
りモジ１１口３として「１」を生成して出力モジュロ３
レジスタ２４に出力する。

出力モジュロ３生成回路１２ではキャリープロパゲート
アダー８の演算結果“０１１１１１”が入力されると、
この演算結果からモジュロ３重みｒ　１２１２１２」に
よりモジュロ３として「２」を生成して出力モジュロ３
レジスタ２５に出力する。

出力モジュロ３生成回路１３ではキャリープロパゲート
アダー９の演算結果“１１１１１１”が入力されると、
この演算結果からモジュロ３重みｒ１２１２１２ノによ
りモジュロ３として「０」を生成して出力モジュロ３レ
ジスタ２６に出力する。

出力モジュロ３生成回路１４ではキャリープロパゲート
アダー１０の演算結果“１００１０　”が入力されると
、この演算結果からモジュロ３重み「１２１２１」によ
りモジュロ３として「０」を生成して出力モジュロ３レ
ジスタ２７に出力する。

中間結果モジュロ３生成回路１５はキャリーセーブアダ
ー６からキャリー“（１）１．１１０”とサム“１．１
０１”とを入力すると、これらの値からモジュロ３重み
ｒ２２１２Ｊによりキャリープロパゲートアダー７の中
間結果モジュロ３を推測し、中間結果モジュロ３として
「１」を生成して中間結果モジュロ３レジスタ２８に出
力する。ただし、キャリープロパゲートアダー８からキ
ャリープロパゲートアダー７にはキャリー“１″が伝搬
されているので、中間結果モジュロ３はこのキャリー“
１”により修正されている。

中間結果モジュロ３生成回路１６はキャリーセーブアダ
ー６からキャリー“１０１０１０”とサム”１１０１０
１”とを入力すると、これらの値からモジュロ３重みｒ
１２１２１２」によりキャリープロパゲートアダー８の
中間結果モジュロ３を推測し、中間結果モジュロ３とし
て「２ノを生成して中間結果モジュロ３レジスタ２つに
出力する。ただし、キャリープロパゲートアダー８から
キャリープロパゲートアダー７にはキャリー″１″が伝
搬されているので、中間結果モジュロ３はこのキャリー
“１”により修正されている。

中間結果モジュロ３生成回ｌＮ１７はキャリーセーブア
ダー６からキャリー“１ｏｉｏ１ｏ”とサム“０１０１
０１”とを入力すると、これらの値からモジュロ３重み
ｒ１２１２１２．によりキャリー１０パゲートアタ−９
の中間結果モジュロ３を推測し、中間結果モジュロ３と
して「０」を生成して中間結果モジュロ３レジスタ３０
に出力する。

中間結果モジュロ３生成回路１８はキャリーセーブアダ
ー６からキャリー“１０００”とサム“０００１０”と
を入力すると、これらの値からモジュロ３重みｒ１２１
２１　、によりキャリープロパゲートアダー１０の中間
結果モジュロ３を推測し、中間結果モジュロ３として「
０」を生成して中間結果モジュロ３レジスタ３１に出力
する。

比較回路３４は出力モジュロ３レジスタ２４と中間結果
モジュロ３レジスタ２８とがともに「１」を格納してい
るので、一致を検出してエラーインジケータレジスタ３
８に“０”を出力して格納する。

比較回路３５は出力モジュロ３レジスタ２５と中間結果
モジュロ３レジスタ２９とがともに「２」を格納してい
るので、一致を検出してエラーインジケータレジスタ３
９に“０”を出力して格納する。

比較回路３６は出力モジュロ３レジスタ２６と中間結果
モジュロ３レジスタ３０とがともに「０」を格納してい
るので、一致を検出してエラーインジケータレジスタ４
０に“０″を出力して格納する。

比較回路３７は出力モジュロ３レジスタ２７と中間結果
モジュロ３レジスタ３１とがともに「０」を格納してい
るので、一致を検出してエラーインジケータレジスタ４
１に“０″を出力して格納する。

また、リプルトモジュロ３生成回路３２は出力モジュロ
３レジスタ２４に格納されたキャリープロパゲートアダ
ー７からの出力データのモジュロ３としての「１」と、
出力モジュロ３レジスタ２５に格納されたキャリープロ
パゲートアダー８からの出力データのモジュロ３として
の「２」と、出カモシュ０３レジスタ２６に格納された
キャリープロパゲートアダー９からの出力データのモジ
ュロ３としての「０」と、出力モジュロ３レジスタ２７
に格納されたキャリープロパゲートアダ−１０からの出
力データのモジュロ３としてのｒ□。

とをまとめて乗算結果のモジュロ３として「ｏ」を比較
回路３３に出力する。

一方、被乗数モジュロ３生成回路２０は被乗数レジスタ
１にセットされた被乗数“１．０１０１０１０１０１０
１０１０″からモジュロ３重みｒ　１１２１２１２１２
１２１２１２１　。

により被乗数のモジュｏ３として「０」を生成してオペ
ランドモジュロ３生成回ＦＩ＠２２に出力する。

乗数モジュロ３生成回路２１は乗数レジスタ２にセット
された乗数“０．１０１０１０”からモジュロ重みｒ　
２２１２１２１　Ｊにより乗数のモジュロ３として「０
」を生成してオペランドモジュロ３生成回路２２に出力
する。

オペランドモジュロ３生成回路２２はこれら被乗数のモ
ジュロ３　（”ＯＪ　）と乗数のモジュロ３（「ＯＪ　
）とを互いに乗算し、その乗算結果「Ｏ」をオペランド
のモジュロ３としてオペランドモジュロ３レジスタ２３
に出力する。

比較回路３３はオペランドモジュロ３レジスタ２３に格
納されたオペランドのモジュロ３と、リプルトモジュロ
３生成回路３２で生成された乗算結果のモジュロ３とが
ともにｒＱＪなので、一致を検出して比較結果として“
０”を出力する。

もし、この比較結果が不一致を示す“１”となった場合
には、エラーインジケータ３８〜４１の内容を調べ、キ
ャリープロパゲートアダー７〜１０に障害が生じている
かどうかチエツクすることになる。

このように、出力モジュロ３生成回路１１〜１４で生成
されたキャリープロパゲートアダー７〜１０夫々の出力
データのモジュロ３と、中間結果モジュロ３生成回路１
５〜１８でキャリープロパゲートアダー７〜１０夫々に
入力されるキャリーセーブアダー６からのキャリーとサ
ムと、キャリープロパゲートアダー７〜１０間で伝搬さ
れるキャリーとから生成された中間結果モジュロ３とを
比較し、その比較結果に応じて障害が発生したキャリー
プロパゲートアダー７〜１０を特定するようにすること
によって、乗算器を構成するキャリープロパゲートアダ
ー７〜１０（モジュール）に対する故障分解能を向上さ
せることができる。

九肌立憇】 以上説明したように本発明によれば、乗数と被乗数とか
ら生成された所要数の部分積を加算して乗数と被乗数と
の積を算出する複数のモジュール各々に、このモジュー
ルに入力されるデータからこのモジュールから出力され
るデータのモジュロｎ（ｎは正の整数）の予測値を生成
し、その予測値とこのモジュールから出力されるデータ
のモジュロｎとを比較して、その比較結果に応じて複数
のモジュールのうち障害が生じたモジュールを特定する
ようにすることによって、乗算器を構成するモジュール
に対する故障分解能を向上させることができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は本発明の一実施例による演算処理の具体例を示す
図、第３図は従来例の構成を示すブロック図である。 主要部分の符号の説明 ６・・・・・・キャリーセーブアダー （Ｃ８Ａ） ７〜１０・・・・・・キャリー１０パゲートアダー（Ｃ
ＰＡ） １１〜１４・・・・・・キャリープロパゲートアダ一出
力モジュロ３生成回路 １５〜１８・・・・・・中間結果モジュロ３生成回路２
０・・・・・・被乗数モジュロ３生成回路２１・・・・
・・乗数モジュロ３生成回路２２・・・・・・オペラン
ドモジュロ３生成回路３２・・・・・・リプルトモジュ
ロ３生成回路３３〜３７・・・・・・比較回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のモジュールにより構成され、乗数と被乗数
   とから所要数の部分積を生成し、前記部分積を前記複数
   のモジュールで加算することにより前記乗数と前記被乗
   数との積を得る乗算器の障害検出方式であって、前記モ
   ジュールに入力されるデータから前記モジュールから出
   力されるデータのモジュロｎ（ｎは正の整数）の予測値
   を生成する予測値生成手段と、前記モジュールから出力
   されるデータの前記モジュロｎを生成するモジュロｎ生
   成手段と、前記予測値生成手段により生成された前記予
   測値と、前記モジュロｎ生成手段により生成された前記
   モジュロｎとを比較する比較手段とを前記複数のモジュ
   ール各々に設け、前記比較手段の比較結果に応じて前記
   複数のモジュールのうち障害が生じたモジュールを特定
   するようにしたことを特徴とする障害検出方式。