JPH04227336A - 復号器 - Google Patents

復号器

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JPH04227336A
JPH04227336A JP3040893A JP4089391A JPH04227336A JP H04227336 A JPH04227336 A JP H04227336A JP 3040893 A JP3040893 A JP 3040893A JP 4089391 A JP4089391 A JP 4089391A JP H04227336 A JPH04227336 A JP H04227336A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は復号器に関する。
【0002】
【従来の技術】2つの2進数を加算しその結果を復号す
ることが必要である数のディジタル処理には複数の場合
がある。本明細書で使用される「復号」という用語は、
加算の結果に基づいて特定の事前設定出力値を選択する
ことを示す。たとえば、ディジタル式に行なう長い除算
は、剰余REMから除数Dの整数倍の値Mを減算するサ
イクルを含む。ハードウェアからみれば、その減算は、
値Mを反転させて反転値−Mを剰余REMに加算するこ
とにより加算器において実行される。その加算の結果X
は、ルック・アップ・テーブルに送られて、そのXと複
数の整数(1−100)のそれぞれを比較して「一致」
を判断することによりその結果が復号される。一致した
値に関して記憶された新しい値Mが出力されて、次の加
算ステップを実行する。その結果Xは、その後のサイク
ルのための次の剰余REMになる。この処理手順は、図
1に概略的に示してある。
【0003】他の例では、コンピュータ・プログラムが
しばしば命令を特定のレジスタにロードする必要がある
。この特定のレジスタとは、プログラムの(x+r)型
命令によりベース・レジスタに対して特定される。ここ
で、rはベース・レジスタの場所であり、xは特定のレ
ジスタの場所を決定するために加算された数である。 第1に、加算(x+r)が実行されて、その加算の結果
がルック・アップ・テーブルに送られて、その加算の結
果に関連した出力値が決定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】加算を実行した後で復
号演算をおこなうと時間がかかり、そのためコスト高に
なる。したがって、本発明の目的は、こうした演算が実
行される速度を増し、それにより上記のステップにより
処理の効率を改良することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によると、複数の
出力をもち、それぞれが特定の出力値に関連し、2つの
2進値を加算し、前記和に応じて前記出力の1つを選択
するよう構成された復号器において、第1および第2の
nビットの数のi番目とi−1番目のビット(Ai 、
Ai−1 、Bi 、Bi−1 )を受け取るよう構成
され、前記ビットの論理状態に基づくとともに、式:A
i @Bi @Qi @(Ai−1 ・Bi−1 +Q
i−1 ・(Ai−1+Bi−1 ))に応じて前記復
号器の各出力値を表す2進数RO ...RN の1の
補数である2進数のi番目のビットQi とi−1番目
のビットQi−1 の論理状態に基づいて、出力を供給
するよう構成されたn+1個の論理回路と、前記式が前
記復号器の出力値に関連する前記論理回路のすべての出
力に対して1の論理値をもつとき、すなわち、その出力
値が選択されるときを特定する論理手段と、を備えてい
ることを特徴とする復号器を提供する。前記論理手段は
、前記復号器の出力にそれぞれ接続する複数のANDゲ
ートを含み、このANDゲートはそれぞれ前記復号器の
各出力値に対応する前記N+1個の論理回路の出力を受
け取るように構成されるのが好ましい。単純に構成され
た実施例では、各論理回路は、追加する2進数のn個の
ビットのそれぞれに対して次の式、(Qi =0、Qi
−1 =0の場合はQ(0、0)と表記される)を実行
することによりQi とQi−1 の4つの可能な代替
組合せのそれぞれにたいして4つの出力を作成するよう
構成されている。適切なQの値は、出力値に基づいて各
出力値に関連するANDゲートに供給される。この実施
例では、各論理回路は、各数のi−1番目のビット(A
i−1、Bi−1 )を受け取る第1および第2入力端
をもつNANDゲート、各数のi番目のビット(Ai 
、Bi )を受け取る第1および第2入力端をもつNO
Rゲートと、各数のi番目のビット(Ai 、Bi )
を入力としてもつ第1排他的ORゲートと、前記NOR
ゲートの出力端に接続された第1入力端、及び前記第1
排他的ORゲートの出力端に接続された第2入力端をも
つ第2排他的ORゲートと、前記NANDゲートの出力
端に接続された第1入力端、及び前記第1排他的ORゲ
ートの出力端に接続された第2入力端をもつ第3排他的
ORゲートと、前記第2排他的ORゲートの出力端に接
続された第1インバータと、前記第3排他的ORゲート
の出力端に接続された第2インバータとを備えた、前記
第1および第2インバータの出力は前記4つの出力の2
つを直接供給し、前記直接供給された2つの出力を反転
させることにより前記4つの出力の残りの2つを供給す
る。この実施例は、わずかな数の単純な論理ゲートを利
用し、加算および復号結合演算が迅速に実行可能である
という大きな利点をもつ。当然のことながら、本発明は
、3つまたは4つの2進数を取ることができ、それらを
2つの2進数に削減し、それらを加算して、元の3つま
たは4つの2進数の和を形成す回路が利用できるので、
3つ以上の2進数が加算される環境を備えている。
【0006】
【実施例】本発明のより良い理解のためと本発明がいか
に実施されるかを図2乃至図4を参照して説明する。2
つの2進数AとB(2の補数)があり、それぞれの2進
数は、加算されるnビットと特定の出力値Rを選択する
よう復号された結果をもつと仮定する。本発明では、図
2の構成図に示すように、これを実行する単一回路10
が備えてある。すなわち、復号器は、2つの個別の2進
数AとBを受け取り、AとBの加算の結果に応じてその
出力端RO −RN からの出力値を選択する。2つの
特定の数AとBに対する復号器RX の正確な出力値に
対しては、次のような式が成り立つ。               A+B=RX     
                …(1)したがって
、次のようになる。               A+B−RX =0  
              …(2)各場合RX に
対して上記のように事前設定された出力値RO ないし
RN は固定値である。通常の復号器は、nビットをも
つ2進数に対してN=2n 個の出力をもつ。本復号器
は、それぞれ異なる出力値RX と共に0からN−1に
至る任意の数N≦2n をもつ。
【0007】Rの1の補数を考慮する。すなわち、Qは
、Rに対応する2進数であるが、ただし、すべてのビッ
トは反転されている。論理項では、次のようになる。           Q=−(R+1)       
                   …(3)した
がって、次のようになる。           A+B+Q=−1       
                   …(4)2の
補数の2進表記では、−1は11111......と
記載される。 (4)式の左側の0ないしn−1の各ビットiの和Si
 を考える。ここで記号+は論理和で、記号・は論理積
で、記号@は排他的論理和である。和Si は次のよう
になる。           Si =Ai @Bi @Qi 
                    …(5)各
ビットの桁上がりは次のようになる。           Ci =Ai ・Bi +Qi 
・(Ai +Bi )    …(6)最終的な結果を
獲得するために、さらに次のような加算を行なう必要が
ある。           S+C*2          
                      …(7
)ここで、C*2は左側への桁送りである。すなわち、
Si とCi−1 は同じ位である。
【0008】2つの2進数Sと2*Cが加算されると、
その結果Xは以下の式により形成される。         Xi =Si @Ci−1 @Yi−
1                     …(8
)ただし、Yは各段からの桁上がりであり、次のように
表される。         Yi =Si ・Ci−1 +Yi−
1 ・(Si +Ci−1 )  …(9)Yi−1 
=0でありXi =0であると仮定すると、上式は  
      Si @Ci−1 =1        
                      …(1
0)となる。これは、Si =0またはCi−1 =0
であると、以下のようになることを意味している。         Si ・Ci−1 =0      
                        …
(11)そうなると、Yi =0となる。Y−1=0と
定義し、上記のように誘導すると、iのすべての値に対
してYi =0となる。このことが示すのは、桁上がり
値Yi がすべてゼロであり、Yi−1 =0とすれば
、式(10)を評価するだけでよい。式(5)と式(6
)から誘導されたSi とCi−1 の値を式(1)に
代入すると、次のようになる。   Ai @Bi @Qi @(Ai−1 ・Bi−1
 +Qi−1 ・(Ai−1 +Bi−1 ))=1

0009】図3を参照すると、この方程式は、ハードウ
ェアでは、復号器の各出力RX に対して、複数の論理
回路Lを備えることにより(図3の2つの出力のそれぞ
れに5個示してある。一般的に、2つのnビット2進数
を加算するためにn+1個の論理回路がある)実施され
る。各論理回路は、入力Ai 、Bi 、Qi 、Ai
−1 、Bi−1 とQi−1 受け取り、式(10)
の左側の単純な論理機能を実行するよう構成される。復
号器の各出力端に接続される複数の論理回路の出力は、
ANDゲートGに供給される。任意の特定のANDゲー
トの出力が高レベルであると、それは、式(1)がその
出力にあてはまることを意味する。図3では、表記QX
1は、出力RX の1の補数QX のi番目のビットを
示す。たとえば、Q11とは、第2出力R1 の1の補
数の第2ビットである。
【0010】図3から理解できるように、各列では、同
じ論理値がN個の論理回路のそれぞれに供給されて、そ
れに基づいて同じ論理処理が実行される。共通列に沿っ
て行間を移動するのはQX1の論理値だけである。しか
し、これが各復号器に事前設定されるのは、通常は数列
によるものであり、たとえば、R0 =0(0000、
Q0 =1111)、R1 =1(0001、Q1 =
1110)、R2 =2(0011、Q2 =1100
)となる。 これらは、RN までつづき、4ビット数に対して15
個ある。したがって、QXiの値は、式(10)により
任意の特定の復号器を設計する前に獲得できる。これら
のQXiの値は、Qi 、Qi−1 の4つの特定の場
合には式(10)の左側を決定する論理回路を作成する
のに使用できる(ただし、Qi =0、Qi−1 =0
の場合はQ(0、0)と表記される)。前記の4つの特
定の場合とは次の通りである。
【0011】この回路構成の実施は、図4に部分的に示
してある。この図では、8個の出力は2つの4ビット・
ワードの和を復号するために示してある。図4の回路は
、回路構成全体の一部を示すのみである。その中で論理
回路は入力A1 、B1 およびA2 、B2 に対し
てのみ完全な形で示してある。入力A1 とB1 は、
排他的ORゲート2、NANDゲート4およびNORゲ
ート6のそれぞれに供給される。入力A2 とB2 は
同様な構成のゲート2′、4′、6′に供給され、入力
A0 、B0 とA3 、B3 も同様である、ただし
、これらの入力のゲートの完全な構成は図4には示して
ない。排他的ORゲートは、NANDゲート4と排他的
ORゲート2′の出力を受け取る。これに対して、排他
的ORゲート10はNORゲート6と排他的ORゲート
2′の出力を受け取る。 これらの排他的ORゲート8、10の出力は直接使用さ
れるとともに反転されて場合i=2、i−1=1に対し
てQ項Q(0、0)、Q(0、1)、Q(1、0)、Q
(1、1)を形成する。これらの出力は異なる組合せ(
適切な出力値に応じて)で供給されて、NANDゲート
Gに出力される。
【図面の簡単な説明】
【図1】長い除算を実行する従来の回路を示した構成図
である。
【図2】本発明の原理を示した構成図である。
【図3】本発明の実施例を示した構成図である。
【図4】本発明の実施例を示した回路図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の出力をもち、それぞれが特定の出力
    値に関連し、2つの2進値を加算し、前記和に応じて前
    記出力の1つを選択するよう構成された復号器において
    、第1および第2のnビットの数のi番目とi−1番目
    のビット(Ai 、Ai−1 、Bi 、Bi−1 )
    を受け取るよう構成され、前記ビットの論理状態に基づ
    くとともに、式:Ai @Bi @Qi @(Ai−1
     ・Bi−1 +Qi−1 ・(Ai−1 +Bi−1
     ))(ここで、記号@は排他的論理和を意味する)に
    応じて前記復号器の各出力値を表す2進数RO ...
    RN の1の補数である2進数のi番目のビットQi 
    とi−1番目のビットQi−1 の論理状態に基づいて
    、出力を供給するよう構成されたn+1個の論理回路と
    、前記式が前記復号器の出力値に関連する前記論理回路
    のすべての出力に対して1の論理値をもつとき、すなわ
    ち、その出力値が選択されるときを特定する論理手段と
    、を備えていることを特徴とする復号器。
  2. 【請求項2】前記論理手段が、前記復号器の出力端にそ
    れぞれ接続する複数のANDゲートを含み、このAND
    ゲートはそれぞれ前記復号器の各出力値に対応する前記
    N+1個の論理回路の出力を受け取ることを特徴とする
    請求項1の復号器。
  3. 【請求項3】  各論理回路は、追加する2進数のn個
    のビットのそれぞれに対して次の式、 (ここで、Qi =0、Qi−1 =0の場合はQ(0
    、0)と表記される)を実行することによりQi とQ
    i−1 の4つの可能な代替組合せのそれぞれにたいし
    て4つの出力を作成するよう構成されていることを特徴
    とする請求項1又は2のいずれかに記載の復号器。
  4. 【請求項4】各論理回路は、各数のi−1番目のビット
    (Ai−1 、Bi−1 )を受け取る第1および第2
    入力端をもつNANDゲートと、各数のi番目のビット
    (Ai 、Bi )を受け取る第1および第2入力端を
    もつNORゲートと、各数のi番目のビット(Ai 、
    Bi )を入力としてもつ第1排他的ORゲートと、前
    記NORゲートの出力端に接続された第1入力端、及び
    前記第1排他的ORゲートの出力端に接続された第2入
    力端をもつ第2排他的ORゲートと、前記NANDゲー
    トの出力端に接続された第1入力端、及び前記第1排他
    的ORゲートの出力端に接続された第2入力端をもつ第
    3排他的ORゲートと、前記第2排他的ORゲートの出
    力端に接続された第1インバータと、前記第3排他的O
    Rゲートの出力端に接続された第2インバータとを備え
    、前記第1および第2インバータの出力は前記4つの出
    力の2つを直接供給し、前記直接供給された2つの出力
    を反転させることにより前記4つの出力の残りの2つを
    供給することを特徴とする請求項3記載の復号器。
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EP0442220B1 (en) 1997-10-22
US5148480A (en) 1992-09-15
EP0442220A3 (en) 1992-12-09
GB9003322D0 (en) 1990-04-11
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