JPH02115929A - 乗算器 - Google Patents
乗算器Info
- Publication number
- JPH02115929A JPH02115929A JP63269732A JP26973288A JPH02115929A JP H02115929 A JPH02115929 A JP H02115929A JP 63269732 A JP63269732 A JP 63269732A JP 26973288 A JP26973288 A JP 26973288A JP H02115929 A JPH02115929 A JP H02115929A
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- Japan
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- multiplication
- coefficient
- coefficients
- ivt
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- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、2の補数表示の乗算入力データと最小重み表
示の乗算係数を乗算して2の補数表示の乗算結果を出力
する乗算器に関するものである。
示の乗算係数を乗算して2の補数表示の乗算結果を出力
する乗算器に関するものである。
(従来の技術)
従来の2の補数の入力データと乗算係数の乗算を行う乗
算器には、Boothのアルゴリズムと桁上げ先見法(
以下CLAと記す)加算器との組合せによる乗算器が多
く用いられている。第3図に、Booth乗算器の例を
示す。第3図は、乗算入力データXが4ビツト、乗算係
数Yが2ビツトの乗算を±X、±2XのCLA加減算に
置き換えることにより高速化を図った乗算器である。第
3図の乗算器の動作について説明する。Boothのア
ルゴリズムの論理回路301により乗算係数Yから図中
A、B、Cの制御信号を発生し、前記制御信号AはXの
選択、前記制御信号Bは2xの選択を表わし、前記制御
信号A、BによってX、 2Xの選択を回路302で実
行し、前記制御信号Cにより加減算の切り替え制御を回
路303で行い、CLA加算器304でに入力と高速加
算を行い乗算出力Sを得る構成となっている。一般には
、(2X4)ビット程度の単位乗算回路を接続して、よ
り大きな乗算アレイを構成するのが普通である。
算器には、Boothのアルゴリズムと桁上げ先見法(
以下CLAと記す)加算器との組合せによる乗算器が多
く用いられている。第3図に、Booth乗算器の例を
示す。第3図は、乗算入力データXが4ビツト、乗算係
数Yが2ビツトの乗算を±X、±2XのCLA加減算に
置き換えることにより高速化を図った乗算器である。第
3図の乗算器の動作について説明する。Boothのア
ルゴリズムの論理回路301により乗算係数Yから図中
A、B、Cの制御信号を発生し、前記制御信号AはXの
選択、前記制御信号Bは2xの選択を表わし、前記制御
信号A、BによってX、 2Xの選択を回路302で実
行し、前記制御信号Cにより加減算の切り替え制御を回
路303で行い、CLA加算器304でに入力と高速加
算を行い乗算出力Sを得る構成となっている。一般には
、(2X4)ビット程度の単位乗算回路を接続して、よ
り大きな乗算アレイを構成するのが普通である。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、Boothのアルゴリズムの乗算器は、
Boothのアルゴリズムの論理回路、X、 2Xの切
り替え回路、加減算の切り替え回路などが必要で、構成
が複雑であり、特に乗算係数の数が予め限られている場
合には回路が冗長となるために回路規模が大きくなると
いう欠点がある。
Boothのアルゴリズムの論理回路、X、 2Xの切
り替え回路、加減算の切り替え回路などが必要で、構成
が複雑であり、特に乗算係数の数が予め限られている場
合には回路が冗長となるために回路規模が大きくなると
いう欠点がある。
本発明の目的は、以上のような欠点を解消し、2の補数
表示の乗算入力データと予め限られた数の乗算係数との
乗算を簡単な構成で小さな回路規模により実現できる乗
算器を提供することにある。
表示の乗算入力データと予め限られた数の乗算係数との
乗算を簡単な構成で小さな回路規模により実現できる乗
算器を提供することにある。
(問題を解決するための手段)
第1図は本発明の一般的な構成を示す図である。
本発明は、2の補数表示の乗算入力データXと2を基数
とする(n+1)ビットの最小重み表示の予め定められ
たM個の乗算係数 Y、 = (1−2y、”):E、 yiJ・21
(0≦j<M)(ys。は極性符号でyj=Qの場合に
正数を、ysi=1の場」
」 合に負数を表わす。乗算係数の項係数y、jは0,1゜
」 −1のいずれか、ただし最上位の乗算係数の非零の項係
数の値は1とする。乗算係数の非零の項係数の数はm≦
((n/2) + 1)である)の乗算を行い、2の補
数表示の乗算結果 P、 = X−Y、 = (1−2y3S)・Σyij
−X・2I (0≦j<M)J 1冨O を出力する乗算器において、前記乗算係数の非零の項係
数がiビットの位置にある場合に前記乗算入力データを
iビット左シフトしたシフトデータな前記乗算係数の非
零の各項係数について用意し前記M個の各乗算係数の項
係数の最上位の非零の項係数に対する前記シフトデータ
を入力とし乗算係数選択信号(SEL)により1個を選
択し出力する第1のセレクタと、前記乗算係数の最上位
以下にある非零の項係数についても同様にしてM個の各
乗算係数の項係数の最上位以下の非零の項係数に対する
前記シフトデータを入力とし前記乗算係数選択信号によ
り1個を選択し出力する第2.第3.・・・、第mのセ
レクタと、前記第2.第3.・・・、第mのセレクタに
1個ずつ接続され後記(m−1)個のスイッチ制御イン
バータに対してそれぞれに入力される(m−1)個の2
の補数演算制御信号IVT(1)、 IVT(2)、
・、 IVT(m−1)が11111の場合ビット反転
を行い+101)の場合ビット反転を行わない第1.第
2.・・・、第(m−1)個のスイッチ制御インバータ
と、前記2の補数制御信号IVT(1)、 IVT(2
)、 ・・・IVT(m−1)がキャリー入力(CI)
され前記第1.第2.−・・第(m−1)のスイッチ制
御インバータの出力データと第」のセレクタの出力デー
タの計m個のデータを加算する加算回路と、該加算回路
の出力データを入力とし2の補数演算制御信号IVT(
m)が““1”の場合にビット反転を行い((011の
場合ビット反転を行わないスイッチ制御インバータmと
、前記2の補数演算制御信号IVT(m)がキャリー入
力(CI)に接続され前記スイッチ制御インバータmの
出力データとの加算を行い出力データを乗算結果とする
加算器から構成される乗算器である。
とする(n+1)ビットの最小重み表示の予め定められ
たM個の乗算係数 Y、 = (1−2y、”):E、 yiJ・21
(0≦j<M)(ys。は極性符号でyj=Qの場合に
正数を、ysi=1の場」
」 合に負数を表わす。乗算係数の項係数y、jは0,1゜
」 −1のいずれか、ただし最上位の乗算係数の非零の項係
数の値は1とする。乗算係数の非零の項係数の数はm≦
((n/2) + 1)である)の乗算を行い、2の補
数表示の乗算結果 P、 = X−Y、 = (1−2y3S)・Σyij
−X・2I (0≦j<M)J 1冨O を出力する乗算器において、前記乗算係数の非零の項係
数がiビットの位置にある場合に前記乗算入力データを
iビット左シフトしたシフトデータな前記乗算係数の非
零の各項係数について用意し前記M個の各乗算係数の項
係数の最上位の非零の項係数に対する前記シフトデータ
を入力とし乗算係数選択信号(SEL)により1個を選
択し出力する第1のセレクタと、前記乗算係数の最上位
以下にある非零の項係数についても同様にしてM個の各
乗算係数の項係数の最上位以下の非零の項係数に対する
前記シフトデータを入力とし前記乗算係数選択信号によ
り1個を選択し出力する第2.第3.・・・、第mのセ
レクタと、前記第2.第3.・・・、第mのセレクタに
1個ずつ接続され後記(m−1)個のスイッチ制御イン
バータに対してそれぞれに入力される(m−1)個の2
の補数演算制御信号IVT(1)、 IVT(2)、
・、 IVT(m−1)が11111の場合ビット反転
を行い+101)の場合ビット反転を行わない第1.第
2.・・・、第(m−1)個のスイッチ制御インバータ
と、前記2の補数制御信号IVT(1)、 IVT(2
)、 ・・・IVT(m−1)がキャリー入力(CI)
され前記第1.第2.−・・第(m−1)のスイッチ制
御インバータの出力データと第」のセレクタの出力デー
タの計m個のデータを加算する加算回路と、該加算回路
の出力データを入力とし2の補数演算制御信号IVT(
m)が““1”の場合にビット反転を行い((011の
場合ビット反転を行わないスイッチ制御インバータmと
、前記2の補数演算制御信号IVT(m)がキャリー入
力(CI)に接続され前記スイッチ制御インバータmの
出力データとの加算を行い出力データを乗算結果とする
加算器から構成される乗算器である。
(作用)
本発明の詳細な説明するために、最小重み表示について
簡単に説明する。詳細は文献:嵩、都倉、岩垂、稲垣著
「符号理論J p426〜p433(コロナ社刊)を参
照されたい。
簡単に説明する。詳細は文献:嵩、都倉、岩垂、稲垣著
「符号理論J p426〜p433(コロナ社刊)を参
照されたい。
整数N(< 2n)は、基数を2にとり各項の項係数凧
に0、 +1.−1を許せば N=bo20+b121+b222+・・・bn−12
n−1<1)b、((−1,0,+1)、 i=0.
1,2.−、(n−1)のように表示することができ、
式(1)の表示の中で非零の項係数の数が最小であるも
のを最小重み表示という。式(1)が整数Nの最小重み
表示であるためには、式(1)において隣合う非零の項
係数が存在しない、すなわち、 bibi+1”0(t==0,1,2.−・、n 2
) (2>という条件が成立すればよく
、逆に式(2)の成立する表示は最小重み表示であり、
かつ、式(2)の条件を満たす最小重み表示は−通りで
ある。さらに最小重み表示では、nビットの2進数Nの
式(2)の条件を満たす最小重み表示のビット数はなか
だが(n+1)であり、非零の項係数の数は((n/2
)+1)を越えないことが知られている。本発明におい
ては、絶対値を前述の最小重み表示で表わし、これに極
性符号を付加して前記極性符号が0ならば正整数を1な
らば負整数を表わすとして、正負の整数を表現する。
に0、 +1.−1を許せば N=bo20+b121+b222+・・・bn−12
n−1<1)b、((−1,0,+1)、 i=0.
1,2.−、(n−1)のように表示することができ、
式(1)の表示の中で非零の項係数の数が最小であるも
のを最小重み表示という。式(1)が整数Nの最小重み
表示であるためには、式(1)において隣合う非零の項
係数が存在しない、すなわち、 bibi+1”0(t==0,1,2.−・、n 2
) (2>という条件が成立すればよく
、逆に式(2)の成立する表示は最小重み表示であり、
かつ、式(2)の条件を満たす最小重み表示は−通りで
ある。さらに最小重み表示では、nビットの2進数Nの
式(2)の条件を満たす最小重み表示のビット数はなか
だが(n+1)であり、非零の項係数の数は((n/2
)+1)を越えないことが知られている。本発明におい
ては、絶対値を前述の最小重み表示で表わし、これに極
性符号を付加して前記極性符号が0ならば正整数を1な
らば負整数を表わすとして、正負の整数を表現する。
次に乗算器の構成方法について説明する。
最小重み表示された乗数係数Y、の絶対値IY、1は式
1式% 乗算入力データXと前記IYIの積Qは、式(4)で表
される。
1式% 乗算入力データXと前記IYIの積Qは、式(4)で表
される。
Q7シ”°2” (OSj<M)
式(4)より、y、iの値が1ならば乗算入力データX
の」 iビット左シルトしたデータを、y、iの値が−1なら
ば乗算入力データXのiビット左シフトしたデータに2
の補数演算を行ったデータを、iが0からnまでについ
て得て、これらのデータの総和を計算すると、前記Xと
前記閑の積Qが求まる。次に、前記Yの極性符号が1な
らば前記Qの2の補数演算を行い前記Xと前記Yの乗算
結果Pを得る。複数の乗算係数を実現するには、セレク
タにより乗算入力データの左シフトデータを切り換えれ
ばよい。本構成は、2の補数演算回路をスイッチ制御イ
ンバータと加算器のキャリー入力で実現すると、前記乗
算係数の非零となる項係数の最大数はm =((n/2
)+1)であるから、m個のセレクタのm個のスイッチ
制御インバータ、m個のキャリー入力付き(m−1)入
力加算回路と、1個のキャリー入力付き加算器で実現で
き、従来の技術で説明したBoothの乗算器に比べて
、Boothのアルゴリズムの論理回路、X、 2Xの
切り替え回路が必要なくなるので、簡単な構成で小型化
が図れる。
の」 iビット左シルトしたデータを、y、iの値が−1なら
ば乗算入力データXのiビット左シフトしたデータに2
の補数演算を行ったデータを、iが0からnまでについ
て得て、これらのデータの総和を計算すると、前記Xと
前記閑の積Qが求まる。次に、前記Yの極性符号が1な
らば前記Qの2の補数演算を行い前記Xと前記Yの乗算
結果Pを得る。複数の乗算係数を実現するには、セレク
タにより乗算入力データの左シフトデータを切り換えれ
ばよい。本構成は、2の補数演算回路をスイッチ制御イ
ンバータと加算器のキャリー入力で実現すると、前記乗
算係数の非零となる項係数の最大数はm =((n/2
)+1)であるから、m個のセレクタのm個のスイッチ
制御インバータ、m個のキャリー入力付き(m−1)入
力加算回路と、1個のキャリー入力付き加算器で実現で
き、従来の技術で説明したBoothの乗算器に比べて
、Boothのアルゴリズムの論理回路、X、 2Xの
切り替え回路が必要なくなるので、簡単な構成で小型化
が図れる。
(実施例)
次に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。第
2図は本発明の乗算器の実施例である。本実施例は、2
個の乗算係数をとり、乗算係数の非零となる項係数が最
大3個の場合の乗算器の例である。
2図は本発明の乗算器の実施例である。本実施例は、2
個の乗算係数をとり、乗算係数の非零となる項係数が最
大3個の場合の乗算器の例である。
セレクタ200は乗算係数の最上位の非零となる項係数
に対応する乗算入力の左シフトデータを、セレクタ20
1.202は残りの乗算係数の非零となる項係数に対応
し各々乗算入力データの左シフトデータを係数選択信号
SELによって選択する。但し、各セレクタの対応する
乗算係数の項係数がOとなる場合は0を選択する。イン
バータ203.204は、セレクタ201、202が対
応する乗算係数の項係数が−1のとき2の補数制御信号
IVT(1)、IVT(2)が“1”となりデータのビ
ット反転を実行し、同時に、2の補数制御信号IVT(
1)、 IVT(2)&:より加算器205.206ノ
キヤ’)−入力(CI)に““1”が入力されて、2の
補数演算を行い、同時に、加算器205.206はセレ
クタ200とインバータ203.204の出力データを
加算して、乗算入力データXと乗算係数の絶対値IYI
の乗算を実行する。乗算係数が負の場合は、2の補数制
御信号IVT(3)が““1”となりインバータ207
でビット反転を行い、同時に2の補数制御信号IVT(
3)により加算器208のキャリー入力(cr)に““
1”が入力され2の補数演算を実行する。加算器208
は外部からの加算入力にと乗算結果との加算に用いるこ
とも可能である。
に対応する乗算入力の左シフトデータを、セレクタ20
1.202は残りの乗算係数の非零となる項係数に対応
し各々乗算入力データの左シフトデータを係数選択信号
SELによって選択する。但し、各セレクタの対応する
乗算係数の項係数がOとなる場合は0を選択する。イン
バータ203.204は、セレクタ201、202が対
応する乗算係数の項係数が−1のとき2の補数制御信号
IVT(1)、IVT(2)が“1”となりデータのビ
ット反転を実行し、同時に、2の補数制御信号IVT(
1)、 IVT(2)&:より加算器205.206ノ
キヤ’)−入力(CI)に““1”が入力されて、2の
補数演算を行い、同時に、加算器205.206はセレ
クタ200とインバータ203.204の出力データを
加算して、乗算入力データXと乗算係数の絶対値IYI
の乗算を実行する。乗算係数が負の場合は、2の補数制
御信号IVT(3)が““1”となりインバータ207
でビット反転を行い、同時に2の補数制御信号IVT(
3)により加算器208のキャリー入力(cr)に““
1”が入力され2の補数演算を実行する。加算器208
は外部からの加算入力にと乗算結果との加算に用いるこ
とも可能である。
(発明の効果)
本発明によると、セレクタ、インバータおよび加算器の
キャリー入力を制御することにより予め定められた複数
の最小重み表示された乗算係数と入力データの乗算が簡
単に実現でき、乗算係数が限定されている乗算器を簡単
化、小型化できる。
キャリー入力を制御することにより予め定められた複数
の最小重み表示された乗算係数と入力データの乗算が簡
単に実現でき、乗算係数が限定されている乗算器を簡単
化、小型化できる。
第1図は本発明の乗算器の構成を示す図、第2図は本発
明の実施例を示す図、第3図は従来の乗算器の例を表す
図である。 図において、100−1.100−2. =・、 10
0−mはセレクタ、101−1.101−2.・・・、
101−mはスイッチ制御インバータ、102は加算
回路、103は加算器、200.201.202はセレ
クタ、203.204.207はスイッチ制御インバー
タ、205、206.208はキャリー入力付き加算器
、301はBoothのアルゴリズムの論理回路、30
2はX、 2Xの切り替え回路、303は加減算切り替
え回路、304は桁上げ先見法(CLA)加算回路、3
05は最上位ビット(MSB)処理回路である。
明の実施例を示す図、第3図は従来の乗算器の例を表す
図である。 図において、100−1.100−2. =・、 10
0−mはセレクタ、101−1.101−2.・・・、
101−mはスイッチ制御インバータ、102は加算
回路、103は加算器、200.201.202はセレ
クタ、203.204.207はスイッチ制御インバー
タ、205、206.208はキャリー入力付き加算器
、301はBoothのアルゴリズムの論理回路、30
2はX、 2Xの切り替え回路、303は加減算切り替
え回路、304は桁上げ先見法(CLA)加算回路、3
05は最上位ビット(MSB)処理回路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 2の補数表示の乗算入力データXと2を基数とする(n
+1)ビットの最小重み表示の予め定められたM個の乗
算係数 ▲数式、化学式、表等があります▼(0≦j<M) (y^s_jは極性符号でy^s_j=0の場合に正数
を、y^s_j=1の場合に負数を表わす。乗算係数の
項係数y_j^iは0、1、−1のいずれか、ただし最
上位の乗算係数の非零の項係数の値は1とする。乗算係
数の非零の項係数の数はm≦((n/2)+1)である
)の乗算を行い、2の補数表示の乗算結果 ▲数式、化学式、表等があります▼(0≦j<M) を出力する乗算器において、前記乗算係数の非零の項係
数がiビットの位置にある場合に前記乗算入力データを
iビット左シフトしたシフトデータを前記乗算係数の非
零の各項係数について用意し前記M個の各乗算係数の項
係数の最上位の非零の項係数に対する前記シフトデータ
を入力とし乗算係数選択信号(SEL)により1個を選
択し出力する第1のセレクタと、前記乗算係数の最上位
以下にある非零の項係数についても同様にしてM個の各
乗算係数の項係数の最上位以下の非零の項係数に対する
前記シフトデータを入力とし前記乗算係数選択信号によ
り1個を選択し出力する第2、第3、・・・、第mのセ
レクタと、前記第2、第3、・・・、第mのセレクタに
1個ずつ接続され後記(m−1)個のスイッチ制御イン
バータに対してそれぞれに入力される、(m−1)個の
2の補数演算制御信号IVT(1)、IVT(2)、・
・・、IVT(m−1)が“1”の場合ビット反転を行
い“0”の場合ビット反転を行わない第1、第2、・・
・、第(m−1)のスイッチ制御インバータと、前記2
の補数制御信号IVT(1)、IVT(2)、・・・、
IVT(m−1)がキャリー入力(CI)され前記第1
、第2、・・・、第(m−1)のスイッチ制御インバー
タの出力データと第1のセレクタの出力データの計m個
のデータを加算する加算回路と、該加算回路の出力デー
タを入力とし2の補数演算制御信号IVT(m)が“1
”の場合にビット反転を行い“0”の場合ビット反転行
わない第mのスイッチ制御インバータと、前記2の補数
演算制御信号IVT(m)がキャリー入力(CI)に接
続され前記第mのスイッチ制御インバータの出力データ
との加算を行い出力データを乗算結果とする加算器から
構成されることを特徴とする乗算器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269732A JP2606326B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 乗算器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269732A JP2606326B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 乗算器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02115929A true JPH02115929A (ja) | 1990-04-27 |
| JP2606326B2 JP2606326B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=17476396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63269732A Expired - Lifetime JP2606326B2 (ja) | 1988-10-25 | 1988-10-25 | 乗算器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2606326B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2008242594A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Nec Electronics Corp | フィルタ演算器及び動き補償装置 |
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Citations (3)
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| JPS63216132A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | カウンタ回路 |
-
1988
- 1988-10-25 JP JP63269732A patent/JP2606326B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
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