JPH03276331A - Multiplier - Google Patents

Multiplier

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Publication number
JPH03276331A
JPH03276331A JP2078175A JP7817590A JPH03276331A JP H03276331 A JPH03276331 A JP H03276331A JP 2078175 A JP2078175 A JP 2078175A JP 7817590 A JP7817590 A JP 7817590A JP H03276331 A JPH03276331 A JP H03276331A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cells
adder
outputs
multiplier
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2078175A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Tsujihashi
良樹 辻橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2078175A priority Critical patent/JPH03276331A/en
Publication of JPH03276331A publication Critical patent/JPH03276331A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 こ産業上の利用分野〕 この発明は乗算器、特にその単位加算器セルの配置方法
の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION This invention relates to a multiplier, and particularly to an improvement in the arrangement method of its unit adder cells.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は、8ビツト×8ビツトの2次のブースアルゴリ
ズムを用いた乗算器のレイアウトパターンにおいて、単
位回路セル同志の相対的な配置関係、並びに単位回路セ
ル間の信号配線の模式図である。ただし、セル間の信号
配線は説明に必要なものを除いて省略しである。
Figure 3 is a schematic diagram of the relative arrangement of unit circuit cells and the signal wiring between unit circuit cells in the layout pattern of a multiplier using the 8-bit x 8-bit quadratic Booth algorithm. . However, signal wiring between cells is omitted except for those necessary for explanation.

図において、1は部分積生成のための制御信号を出力す
るブースデコーダ、2は9ビツトの部分積を4つ生成し
、これら部分積同志を足し合わせて中間相を出力するキ
ャリー・セーブ・アダー・アレイ(以下C3Aと呼ぶ)
、3はC3A2からの中間和を加算して、下位6ビツト
の積を出力する加算回路、4はC3A2からの中間和を
加算して、上位9ビツトの積を出力する加算回路である
In the figure, 1 is a Booth decoder that outputs a control signal for generating partial products, and 2 is a carry-save adder that generates four 9-bit partial products, adds these partial products together, and outputs an intermediate phase.・Array (hereinafter referred to as C3A)
, 3 is an adder circuit that adds the intermediate sums from C3A2 and outputs the product of the lower 6 bits, and 4 is an adder circuit that adds the intermediate sums from C3A2 and outputs the product of the upper 9 bits.

また、BSは1ビツトの部分積を出力するブースシフタ
のセル、HAはハーフアダーのセル、FAはフルアダー
のセルである。5はC3A2を構成するハーフアダーセ
ルHAまたはフルアダーセルFAの加算結果信号配線、
6はC3A2を構成するハーフアダーセルHAまたはフ
ルアダーセルFAの桁上げ信号配線、7は上記加算回路
3を構成するハーフアダーセルHAまたはフルアダーセ
ルFAの桁上げ信号配線である。
Further, BS is a Booth shifter cell that outputs a 1-bit partial product, HA is a half adder cell, and FA is a full adder cell. 5 is the addition result signal wiring of the half adder cell HA or full adder cell FA constituting C3A2;
6 is a carry signal wiring of the half adder cell HA or full adder cell FA constituting C3A2, and 7 is a carry signal wiring of the half adder cell HA or full adder cell FA constituting the adder circuit 3.

2aはC3A2の1段目の最下位ビット位置に置かれる
ブースシフタセル、2bはC3A2の1段目の2ビツト
目の位置に置かれるブースシフタセル、2cはC3A2
の2段目の最下位ビット位置に置かれるハーフアダーセ
ル、2dはC3A2の1段目の2ビツト目の位置に置か
れるハーフアダーセル、2eはC3A2の3段目の最下
位ピント位置に置かれるフルアダーセル、2fはC3A
2の3段目の2ビツト目の位置に置かれるフルアダーセ
ルである。
2a is a Booth shifter cell placed at the lowest bit position of the first stage of C3A2, 2b is a Booth shifter cell placed at the second bit position of the first stage of C3A2, and 2c is a Booth shifter cell placed at the second bit position of the first stage of C3A2.
2d is a half adder cell placed at the second bit position of the first stage of C3A2, 2e is placed at the lowest focus position of the third stage of C3A2. Full adder cell, 2f is C3A
This is a full adder cell placed at the 2nd bit position of the 3rd row of 2.

また、3aは2aの出力信号を入力とするノ\−ファダ
ーセル、3bは2bの出力信号と3aの桁上げ信号を人
力とするハーフアダーセル、3Cは2Cの加算結果信号
と3bの桁上げ信号を入力とするフルアダーセル、3d
は2dの加算結果信号と20の桁上げ信号と30の桁上
げ信号を入力とするフルアダーセル、3eは2eの加算
結果信号と3dの桁上げ信号を入力とするフルアダーセ
lし、3fは2fの加算結果信号と20の桁上げ信号と
3eの桁上げ信号を入力とするフルアダーセルである。
In addition, 3a is a no\-fader cell that inputs the output signal of 2a, 3b is a half adder cell that uses the output signal of 2b and the carry signal of 3a as input, and 3C is the addition result signal of 2C and the carry signal of 3b. Full adder cell with input, 3d
is a full adder cell that inputs the addition result signal of 2d, a carry signal of 20, and a carry signal of 30, 3e is a full adder cell that inputs the addition result signal of 2e and a carry signal of 3d, and 3f is an addition of 2f. This is a full adder cell that receives a result signal, a carry signal of 20, and a carry signal of 3e.

次に、各単位回路セルの配置方法について説明する。な
おここでは便宜上、C3Aの列方向を“縦”、行方向を
“横゛と呼ぶことにする。
Next, a method of arranging each unit circuit cell will be explained. For convenience, the column direction of C3A will be referred to as "vertical" and the row direction will be referred to as "horizontal."

2次のブースアルゴリズムを用いた乗算器の場合、積の
下位桁部を得るためにC3Aの1段当り、2ビツト分の
加算回路3が必要である。ノ\−ファダーセルとフルア
ダーセルを使用してこの加算回路3を構成するために、
“縦“1列に、ハーフアダーセル3a、3b、及びフル
アダーセル3c。
In the case of a multiplier using the second-order Booth algorithm, an adder circuit 3 for two bits is required per stage of C3A to obtain the lower digit part of the product. In order to configure this adder circuit 3 using no\-fader cells and full adder cells,
Half adder cells 3a, 3b, and full adder cells 3c in one "vertical" row.

3d、3e、3fを配置し、必要な信号配線を施しであ
る。
3d, 3e, and 3f are arranged and the necessary signal wiring is provided.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の乗算器は以上のように構成されているので、乗算
器の1辺の長さが、C3Aからの中間和を加算して積の
下位桁部を出力する加算回路の長さに律せられてしまい
、全体として素子密度が低下してしまうという問題点が
あった。この問題は、3次以上のブースアルゴリズムを
使用した場合はさらに顕著になる。これは、9次のブー
スアルゴリズムを使用した場合の積の下位桁部を出力す
る加算回路には、部分積1個当りn個の単位加算器セル
が必要となるからである。
Since the conventional multiplier is configured as described above, the length of one side of the multiplier is determined by the length of the adder circuit that adds the intermediate sum from C3A and outputs the lower digit part of the product. There was a problem in that the element density as a whole decreased. This problem becomes even more pronounced when a cubic or higher-order Booth algorithm is used. This is because when the 9th-order Booth algorithm is used, an adder circuit that outputs the lower digit part of the product requires n unit adder cells for each partial product.

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、集積化に適したアレイ構造を実現しつつ、乗
算器全体の素子密度を向上させることができる乗算器を
得ることを目的とする。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and the purpose is to obtain a multiplier that can improve the element density of the entire multiplier while realizing an array structure suitable for integration. shall be.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る乗算器は、C3Aからの中間和を加算し
て積の下位桁部を出力する加算回路において、単位加算
器セルを2次元配置して、C3Aの同一段からの出力信
号を人力とする単位加算器セルが同一行に位置するよう
にしたものである。
The multiplier according to the present invention has a two-dimensional arrangement of unit adder cells in an adder circuit that adds intermediate sums from C3A and outputs the lower digit part of the product, and outputs signals from the same stage of C3A by hand. The unit adder cells are located in the same row.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、C3Aからの中間和を加算して積
の下位桁部を出力する加算回路を、C3Aの同一段から
の出力信号を人力とする単位加算器セルが同一行になる
ように配置したから、上記単位加算器セルの高さを、上
記C3A−段当りの高さの範囲内に納めることができる
In this invention, the adder circuit that adds the intermediate sums from C3A and outputs the lower digit part of the product is arranged so that the unit adder cells that use the output signals from the same stage of C3A as input are in the same row. Therefore, the height of the unit adder cell can be kept within the range of C3A-height per stage.

〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。〔Example〕 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例による、8ビツト×8ビツト
の2次のブースアルゴリズムを用いた乗算器のレイアウ
トパターンにおいて、単位回路セル同志の相対的な配置
関係、並びに単位回路セル間の信号配線を模式的に表し
た図である。ただし、セル間の信号配線は説明に必要な
ものを除いて省略しである。
FIG. 1 shows the relative arrangement of unit circuit cells and the layout pattern of a multiplier using the 8-bit x 8-bit quadratic Booth algorithm according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram schematically showing signal wiring. However, signal wiring between cells is omitted except for those necessary for explanation.

図において、第3図と同一符号は同一または相当部分を
示し、8はC3A2からの中間相を加算して、下位6ビ
ツトの積を出力する加算回路であり、その単位回路セル
の配置方法はC3A2の同−段からの出力信号を入力と
するハーフアダーセルまたはフルアダーセルが同一行に
位置するよう縦”2列にセルを配置されたものとなって
いる。
In the figure, the same reference numerals as in Figure 3 indicate the same or equivalent parts, and 8 is an adder circuit that adds the intermediate phase from C3A2 and outputs the product of the lower 6 bits.The arrangement method of the unit circuit cell is The cells are arranged in two vertical columns such that half-adder cells or full-adder cells receiving output signals from the same stage of C3A2 are located in the same row.

また、その同一行でのセルの並びは、上位ビットのセル
がC3AZ寄りとなっている。すなわち、1行目にハー
フアダーセル3a、3b、2行目にフルアダーセル3c
、3d、3行目にフルアダーセル3e、3fを配置し、
必要な信号配線を施しである。
Further, in the arrangement of cells in the same row, the cells of the higher bits are closer to C3AZ. That is, half adder cells 3a, 3b are in the first row, and full adder cells 3c are in the second row.
, 3d, place full adder cells 3e and 3f in the third row,
Necessary signal wiring is provided.

このように本実施例によれば、C3A2からの中間和を
加算して積の下位6ビツトの積を出力する加算回路3を
、C3A2の同−段からの出力信号を入力とする単位加
算器セルが同一行になるように配置したから、上記単位
加算器セルの高さを、上記C3A2の一段当りの高さの
範囲内に納めることができ、このため乗算器全体の素子
密度を向上させることができる。
According to this embodiment, the adder circuit 3 that adds the intermediate sums from C3A2 and outputs the product of the lower 6 bits of the product is replaced by a unit adder that receives the output signal from the same stage of C3A2. Since the cells are arranged in the same row, the height of the unit adder cell can be kept within the height of one stage of C3A2, which improves the element density of the entire multiplier. be able to.

なお、上記実施例では、加算回路8の同一行のセルの並
びを、上位ビットのセルがC3A2寄りとなるようにし
たが、下位ビットのセルがC3A2寄りとなるようにし
てもよい。
In the above embodiment, the cells in the same row of the adder circuit 8 are arranged so that the higher bit cells are closer to C3A2, but the lower bit cells may be arranged closer to C3A2.

また、上記実施例では、2次のブースアルゴリズムを用
いた乗算器の例を示したが、n、(n>2)次のブース
アルゴリズムを使用した場合にも適用することができる
のは言うまでもなく、この場合、加算回路8のセル位置
は、°“縦”n列となる。
Further, in the above embodiment, an example of a multiplier using a second-order Booth algorithm was shown, but it goes without saying that the application can also be applied to a case where an n, (n>2) order Booth algorithm is used. , in this case, the cell position of the adder circuit 8 is n "vertical" columns.

さらに、上記実施例では、加算回路8.4として通常の
桁上げ加算回路を用いたものを示したが、用いることの
できる加算回路の種類はこれに限られるものではなく、
例えば、キャリー・ルック・アヘッドや、キャリー・セ
レクトのような高速化手法を用いた加算回路であっても
よい。
Further, in the above embodiment, an ordinary carry adder circuit is used as the adder circuit 8.4, but the types of adder circuits that can be used are not limited to this.
For example, it may be an adder circuit that uses a high-speed technique such as carry look ahead or carry select.

次に、この発明の他の実施例について説明する。Next, other embodiments of the invention will be described.

第2図は本発明の他の実施例における8ビツト×8ビツ
トの2次のブースアルゴリズムを用いた乗算器のレイア
ウトパターンを示す図であり、第1図と同一符号は同一
または相当部分を示し、9は加算回路であり、本実施例
では上記実施例と同様、C5A2の同−段からの出力信
号を入力とするハーフアダーセルまたはフルアダーセル
が同一行に位置するよう“°縦”2列にセルを配置した
構成となっているが、隣合う行のセルの並びが逆、すな
わち、1行目は上位ビットのセルがC3A2寄り、2行
目は下位ビットのセルがC3A2寄り、3行目は上位ビ
ットのセルがC3A2寄りとなるように、ハーフアダー
セル3a、3b、フルアダーセル3c、3d、3e、3
fを配置している。
FIG. 2 is a diagram showing a layout pattern of a multiplier using the 8-bit x 8-bit second-order Booth algorithm in another embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or equivalent parts. , 9 is an adder circuit, and in this embodiment, as in the above embodiment, the half adder cells or full adder cells receiving the output signal from the same stage of C5A2 are arranged in two vertical columns so that the half adder cells or full adder cells are located in the same row. The cells are arranged in a configuration in which the cells in adjacent rows are arranged in reverse order, that is, in the first row, the upper bit cells are closer to C3A2, in the second row, the lower bit cells are closer to C3A2, and in the third row, the cells with lower bits are closer to C3A2. are half adder cells 3a, 3b, full adder cells 3c, 3d, 3e, 3 so that the upper bit cells are closer to C3A2.
f is placed.

このようにセルを配置することにより、ハーフアダーセ
ル3b、フルアダーセル3d、3eからの桁上げ信号配
線を曲げることなく配線することができる。
By arranging the cells in this manner, carry signal wiring from the half adder cells 3b, full adder cells 3d, and 3e can be wired without bending.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明に係る乗算器によれば、キャリ
ー・セーブ・アダー・アレイ(C3A)からの中間和を
加算して積の下位桁部を出力する加算回路において、そ
の構成する単位加算器セルを2次元配置して、C3Aの
同−段からの出力信号を人力とする単位加算器セルが同
一行に位置するようにしたので、上記単位加算器セルの
高さを上記C3A−段当りの高さの範囲内に納めること
ができ、集積化に適したアレイ構造を実現するとかでき
るとともに、乗算器全体の素子密度の向上を図ることが
できる効果がある。
As described above, according to the multiplier according to the present invention, in the adder circuit that adds intermediate sums from the carry-save adder array (C3A) and outputs the lower digit part of the product, By arranging the adder cells two-dimensionally so that the unit adder cells that use the output signal from the same stage of C3A as human power are located in the same row, the height of the unit adder cell is set to the height of the above C3A-stage. This has the effect of being able to fit within a normal height range, realizing an array structure suitable for integration, and improving the element density of the entire multiplier.

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

第1図はこの発明の一実施例による乗算器における単位
回路セル同志の相対的な配置関係、並びに単位回路セル
間の信号配線を示す模式図、第2図はこの発明の他の実
施例による乗算器の単位回路セル同志の相対的な配置関
係、並びに単位回路セル間の信号配線を示す模式図、第
3図は従来の乗算器における単位回路セル同志の相対的
な配置関係、並びに単位回路セル間の信号配線を示す模
式図である。 図中、1はブースデコーダ、2はキャリー・セーブ・ア
ダー・アレイ(C3A) 、8は積の下位桁部を出力す
る加算回路(第1の加算ブロック)、4は積の上位桁部
を出力する加算回路(第2の加算ブロック)、BSはブ
ースシフタのセル、HAはハーフアダーのセル、FAフ
ルアダーのセル、5は加算結果信号配線、6,7は桁上
げ信号配線である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the relative arrangement of unit circuit cells and signal wiring between unit circuit cells in a multiplier according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram according to another embodiment of the present invention. A schematic diagram showing the relative arrangement of unit circuit cells in a multiplier and signal wiring between unit circuit cells. Figure 3 shows the relative arrangement of unit circuit cells in a conventional multiplier and the unit circuit. FIG. 3 is a schematic diagram showing signal wiring between cells. In the figure, 1 is a Booth decoder, 2 is a carry-save adder array (C3A), 8 is an adder circuit (first addition block) that outputs the lower digit part of the product, and 4 is the output unit that outputs the higher digit part of the product. BS is a Booth shifter cell, HA is a half adder cell, FA is a full adder cell, 5 is an addition result signal wiring, and 6 and 7 are carry signal wirings. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも2次以上ブースアルゴリズムを用いた
乗算器において、部分積生成のための制御信号を出力す
る回路ブロックと、該制御信号に従って複数の部分積を
生成し、該複数の部分積を加算してその中間相を出力す
る単位回路セルをアレイ状に配列してなるアレイブロッ
クと、上記部分積の中間和を加算して積の下位桁部分を
出力する第1の加算ブロックと、上記部分積の中間和を
加算して積の上位桁部分を出力する第2の加算ブロック
を備え、上記第1の加算ブロックを構成する単位加算器
セルが2次元に配置されていることを特徴とする乗算器
(1) In a multiplier that uses at least a second-order or higher-order Booth algorithm, a circuit block that outputs a control signal for generating partial products, generates a plurality of partial products according to the control signal, and adds the plurality of partial products. an array block formed by arranging unit circuit cells in an array that outputs the intermediate phase of the partial products; a first addition block that adds the intermediate sum of the partial products and outputs the lower digit part of the product; It is characterized by comprising a second addition block that adds intermediate sums of products and outputs a high-order digit part of the product, and that unit adder cells forming the first addition block are arranged two-dimensionally. Multiplier.
(2)上記第1の加算ブロックのセル配置において、上
記アレイブロックの同一行に位置する該単位回路セルか
らの出力信号を入力とする単位加算器セルが同一行に位
置するよう配置されていることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の乗算器。
(2) In the cell arrangement of the first addition block, unit adder cells that receive output signals from the unit circuit cells located in the same row of the array block are arranged in the same row. A multiplier according to claim 1, characterized in that:
JP2078175A 1990-03-26 1990-03-26 Multiplier Pending JPH03276331A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05127875A (en) * 1991-11-06 1993-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Multiplication circuit
JPH06314186A (en) * 1992-05-27 1994-11-08 Sgs Thomson Microelettronica Spa Adder chain and addition method

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JPH05127875A (en) * 1991-11-06 1993-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Multiplication circuit
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