JPH0451857B2 - - Google Patents

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JPH0451857B2
JPH0451857B2 JP61103652A JP10365286A JPH0451857B2 JP H0451857 B2 JPH0451857 B2 JP H0451857B2 JP 61103652 A JP61103652 A JP 61103652A JP 10365286 A JP10365286 A JP 10365286A JP H0451857 B2 JPH0451857 B2 JP H0451857B2
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JP
Japan
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data
multiplication
bits
mul
value
Prior art date
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JP61103652A
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English (en)
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JPS62260229A (ja
Inventor
Toshifumi Kunimoto
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
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Priority to US07/047,034 priority patent/US4831576A/en
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Publication of JPH0451857B2 publication Critical patent/JPH0451857B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は乗算回路に関し、例えば、乗算出力
が乗算回路の入力側にフイードバツクされて繰り
返し演算されるようなデイジタルフイルタや電子
楽器の残響効果装置等に適用し得るものである。
〔発明の概要〕
この発明は乗算回路において、入力データに乗
数データを乗算して得られた積データに、下位ビ
ツトが乱数データで上位ビツトが零の誤差補償用
データを加算し、その加算出力のうち上位ビツト
を乗算出力データとするようにすることにより、
誤差の小さい所定ビツト数の乗算出力データを得
るようにしたものである。
〔従来の技術〕
従来、例えば、2次のIIR(infinite impulse
response)フイルタ、ラテイスフイルタ等のデイ
ジタルフイルタや、電子楽器の残響効果装置等に
は、乗算回路が使用されている。
このような装置においては、乗算回路からの乗
算結果を示す積データがデータ処理回路を介して
データ処理された後、当該乗算回路の乗算入力デ
ータとしてフイードバツクされるようになされて
いる。すなわち、このような装置においては、乗
算回路を用いて繰り返し演算を実行している。そ
のため、繰り返し演算によつて積データが発散す
ることを防止するように、入力データに対して乗
算する乗数データを「1」より小さく選定してい
る。
従つて、第3図に示すように、例えば、Mビツ
トの整数データでなる入力データINTに対して
Nビツトの小数データでなる乗数データDECを
乗算回路1において乗算したとき、乗算結果とし
て、整数部がMビツトであつて全体が最大M+N
ビツトの積データMULが得られる。
ところで、上述したように積データMULを乗
算回路1に入力データINTとしてフイードバツ
クするような場合、積データMULと入力データ
INTのビツト数(桁数)が異なると、繰り返し
ごとに演算データのビツト数が異なつて乗算回路
が複雑になるか、又は、不必要にビツト数の大き
なものを用いることを要してしまう。
そこで、従来、積データMULの全ビツトのデ
ータを他の回路に与える場合、及び積データ
MULの整数部のデータ(上位Mビツト)だけを
他の回路に与える場合の両方の場合共に、乗算回
路1にフイードバツクする入力データINTを、
積データMULのうちの整数部のデータとして常
に同一ビツト数のデータとなるようにしていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、積データMUL(M+Nビツト)
のうち整数部のデータ(Mビツト)だけを入力デ
ータINTとしてフイードバツクすることは、次
の積データMULが真の値に対して小数部に相当
する分だけ誤差を有することになる。このため乗
算ごとの誤差が累積されていき、真の値から大き
く異なつた値になるおそれがある。なお、このよ
うな問題は積データMULを適宜処理した後乗算
回路1に入力データINTとしてフイードバツク
して繰り返し演算を行う場合に限らず、積データ
MULのうちの整数部のデータだけを実質的な乗
算出力データとして他の回路に供給して処理する
ような場合においても問題となり、やはり切り捨
てられた小数部に相当する分だけ誤差を有するこ
とになる。
そこで、小数部のデータを切り捨てる場合に、
四捨五入して切り捨てるようにすることが考えら
れる。しかし、2進化されたデータを四捨五入し
ようとすると、その構成は非常に複雑になる。
この発明は、以上の点を考慮してなされたもの
で、乗算結果の下位ビツトを除いて残りの上位ビ
ツトを実質的な乗算出力データとして使用する場
合において、この乗算出力データが有する誤差を
小さく抑えることのできる乗算回路を提供しよう
とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
かかる問題点を解決するためこの発明において
は、入力データに乗算データを乗算する乗算手段
2と、所定ビツト数のビツトが乱数データでな
り、それより上位ビツトが零である誤差補償用デ
ータを発生する誤差補償用データ発生手段4と、
乗算手段から送出された積データに、誤差補償用
データを加算する加算手段3とを具え、加算手段
の出力のうち、所定ビツト数の下位ビツトを除去
して乗算出力データとするようにした。
〔作用〕
積データに誤差補償用データを加算すると、加
算出力は積データの下位ビツトの値に等しい確率
で桁上げを行う。
その結果、加算出力のうち上位ビツトを選択し
た乗算出力データの期待値は積データと等しくな
り、全体としてみたとき誤差を小さくすることが
できる。
〔実施例〕
以下、図面について、この発明の一実施例を詳
述する。
第1図において、整数部を表すMビツトのデー
タでなる入力データINは、乗算器2に乗算入力
データとして与えられる。乗算器2には、また、
「1」より小さい小数部を表すNビツトの乗数デ
ータCOEが与えられており、乗算器2は、入力
データINと乗数データCOEとを乗算し、M+N
ビツトでなる積データMULを加算器3に第1の
加算入力として与える。
加算器3はまた、M+Nビツトでなる誤差補償
用データCORが第2の加算入力として与えられ
る。ここで、誤差補償用データCORは、乱数デ
ータ発生回路4が発生した第2図Aに示すような
一様分布を有するNビツトの乱数データRANを、
小数を表す下位Nビツトに用いると共に、整数を
表す上位Mビツトを全て論理「0」としている。
従つて、誤差補償用データCORは、0から1ま
での間の数値R(正確には0≦R<1の値であり、
以下、乱数と呼ぶ)を均一な確立でとるものとな
る。
加算器3は、積データMULにこの誤差補償用
データCORを加算し、得られた加算出力ADDの
うち整数部を表す上位Mビツトを当該乗算回路の
乗算出力データOUTとして送出する。
以上の構成において、入力データINが到来す
ると、乗算器2において乗数データCOEと乗算
され、加算器3において、その結果得られた積デ
ータMULに誤差補償用データCORが加算され、
加算出力ADDのうち上位Mビツトが乗算出力デ
ータOUTとして送出される。
今、仮に、積データMULが表す数値Xを、次
式 X=I+F ……(1) のように、整数部Iと小数部Fとの和で表し、加
算出力ADDが表す数値をYとおくと、数値Yは
誤差補償用データCORが表す乱数(確率変数)
Rを用いて、 Y=X+R=I+F+R ……(2) と表すことができる。乱数Rが第2図Aに示すよ
うな確率分布を有する確率変数であるので、数値
Yも確率変数となる。この数値Yの整数部は、必
ずしも数値Iになるのではなく、数値Fと乱数R
との和F+Rにおいて「1」が立つ場合には、I
+1となる。
乱数Rが第2図Aに示すように0から1の間を
一様な確率でとるので、数値F+Rは、第2図B
に示すようにFから1+Fの間の値を一様な確率
でとるものとなる。ここで、数値F+Rにおいて
「1」が立つ場合は、数値F+Rが1から1+F
の間をとる場合であり、全事象の範囲が上述した
ようにFから1+Fの間であるので、「1」が立
つ場合の確率はFとなる。
例えば、乗算器2による乗算の結果得られた積
データMULの小数部Fの値が、0.2であれば、乱
数Rを加えた値F+Rは0.2から1.2の間の値を均
一な確率でとる。従つて、この場合、小数部Fに
乱数Rを加えた値F+Rが1を越えて、乗算出力
データOUTの整数部が1だけ増加する確率は0.2
となる。
このように、第1図の実施例によれば、積デー
タMULにおける小数部Fの値が小さいと、積デ
ータMULにおける整数部Iを1だけ増加させて
乗算出力データOUTとする確率(=F)は小さ
く、小数部Fの値が大きくなればなる程、積デー
タMULにおける整数部Iを1だけ増加させて乗
算出力データOUTとする確率(=F)は高くな
る。
ここで、整数部Iが1だけ増加される場合の確
率がFであり、増加されない場合の確率が1−F
であるので、積データMULにおける整数部Iに
対する乗算出力データOUTの増分ΔIの期待値E
(ΔI)は、次式 E(ΔI)=1×F+0×(1−F)=F ……(3) に示すようになる。
その結果、乗算出力データOUTの期待値は、
積データMULの整数部Iに増分ΔIの期待値Fを
加えた値I+Fとなり、積データMULの値I+
Fと一致する。
従つて、この実施例によれば、従来回路と異な
り、積データMULの小数部Fの値を単に切り捨
てて乗算出力データとするのではなく、小数部F
の値に応じて整数部Iの値を確率的に補正して乗
算出力データOUTを形成するようにしたので、
乗算結果の有効ビツト数より小さいビツト数の上
位ビツトを乗算出力データとする場合において
も、その誤差を小さく抑えることができる。
また、乗算出力データOUTの期待値が積デー
タMULの値と一致しているので、乗算出力デー
タOUTをデータ処理回路を介して入力データに
フイードバツクして繰り返し演算するようにして
も誤差が蓄積することはなく、発散するような事
態を有効に回避することができる。
なお、上述の実施例においては、入力データ
INのビツト数(M)と乗算出力データOUTのビ
ツト数(M)とが等しいものを示したが、乗算入
力データのビツト数と乗算出力データのビツト数
が異なる乗算回路に適用することもできる。この
場合、加算出力ADDから捨て去られる下位ビツ
ト数と等しいビツト数の乱数データRANを発生
させるようにすれば良い。
また、上述の実施例においては、この発明を繰
り返し演算を実行するデイジタルフイルタや残響
効果装置等に適用する場合について述べたが、こ
の発明はこれに限らず、必要に応じて広く適用す
ることができる。要は、乗算結果の上位ビツトを
実質的な乗算出力データとして使用するようにし
た各種回路に適用することができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、乗算出力デ
ータとして送出する場合に捨て去られる下位ビツ
トの情報を、乱数を用いて確率的に乗算出力デー
タに含めるようにしたので、乗算出力データが有
する誤差を小さくすることのできる乗算回路を容
易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による乗算回路の一実施例を
示すブロツク図、第2図はその各部のデータが有
する確率分布を示す略線図、第3図は従来回路を
示すブロツク図である。 2……乗算器、3……加算器、4……乱数デー
タ発生回路、IN……入力データ、COE……乗数
データ、COR……誤差補償用データ、OUT……
乗算出力データ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力データに乗数データを乗算する乗算手段
    と、 所定ビツト数の下位ビツトが乱数データでな
    り、それより上位ビツトが零である誤差補償用デ
    ータを発生する誤差補償用データ発生手段と、 上記乗算手段から送出された積データに、上記
    誤差補償用データを加算する加算手段とを具え、 上記加算手段の出力のうち、上記所定ビツト数
    の下位ビツトを除去して乗算出力データとするよ
    うにしたことを特徴とする乗算回路。
JP10365286A 1986-05-06 1986-05-06 乗算回路 Granted JPS62260229A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10365286A JPS62260229A (ja) 1986-05-06 1986-05-06 乗算回路
US07/047,034 US4831576A (en) 1986-05-06 1987-05-04 Multiplier circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10365286A JPS62260229A (ja) 1986-05-06 1986-05-06 乗算回路

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Publication Number Publication Date
JPS62260229A JPS62260229A (ja) 1987-11-12
JPH0451857B2 true JPH0451857B2 (ja) 1992-08-20

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JP10365286A Granted JPS62260229A (ja) 1986-05-06 1986-05-06 乗算回路

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03200294A (ja) * 1989-12-28 1991-09-02 Yamaha Corp 楽音合成装置
WO2020084692A1 (ja) * 2018-10-23 2020-04-30 富士通株式会社 演算処理装置及び演算処理装置の制御方法

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JPS5945306B2 (ja) * 1979-08-10 1984-11-05 三菱電機株式会社 デイジタル・アナログ変換装置
JPS5949640A (ja) * 1982-09-16 1984-03-22 Toshiba Corp 乗算回路

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JPS62260229A (ja) 1987-11-12

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