JPH0460252B2 - - Google Patents

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JPH0460252B2
JPH0460252B2 JP60216687A JP21668785A JPH0460252B2 JP H0460252 B2 JPH0460252 B2 JP H0460252B2 JP 60216687 A JP60216687 A JP 60216687A JP 21668785 A JP21668785 A JP 21668785A JP H0460252 B2 JPH0460252 B2 JP H0460252B2
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JP
Japan
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carry
signal
gate
supplied
signal line
Prior art date
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JP60216687A
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JPS6275840A (ja
Inventor
Kenji Sakagami
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6275840A publication Critical patent/JPS6275840A/ja
Publication of JPH0460252B2 publication Critical patent/JPH0460252B2/ja
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【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕 この発明は、加算器に係わるもので、特に桁上
げ選択加算器(Carry Select Adder、以下CSA
と略称する)に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来、CSAは例えば第9図ないし第12図に
示すように構成されている。第9図は4ビツトの
フルアダー4FAで、このフルアダー4FAは、第
10図に示す1ビツのフルアダーFAとマルチプ
レクサMPXとか構成されている。第10図に示
す1ビツトのフルアダーFAは、オペランドA,
Bがそれぞれ供給されるアンドゲート11および
ノアゲート12、このアンドゲート11およびノ
アゲート12の出力がそれぞれ供給されるノアゲ
ート13、このノアゲート13の出力および前段
からのキヤリー入力CIが供給され和出力Sを得
るエクスクルーシブオアゲート14、上記ノアゲ
ート13の出力が一方の入力端に供給され他方の
入力端に上記キヤリー入力CIがインバータ15
を介して供給されるアンドゲート16、および上
記ノアゲート12の出力が一方の入力端に供給さ
れるとともに上記アンドゲート16の出力が他方
の入力端に供給されるキヤリー出力COを得るノ
アゲート17とから構成される。 また、上記マルチプレクサMPXは、前段から
のキヤリー入力CIに基づいて生成されるセレク
ト信号CS,によつて制御され、2つの信号
A1,B1の中から1つを選択して選択出力C1を得
るトランスフアゲート18,19から構成され
る。 そして、上記1ビツトのフルアダーFAを4個
縦続接続して形成した4ビツトのリプル・キヤリ
ーの並列加算器SA0,SA1のキヤリー入力端CI
にそれぞれ予め“0”および”1”を入力して演
算を行ない、下位桁からの真のキヤリーに基づい
てマルチプレクサMPXにより並列加算器SA0あ
るいはSA1の一方の演算結果選択する。この特、
並列加算器SA0,SA1のキヤリー出力COもい
ずれか一方が選択される。すなわち、真のキヤリ
ーが“0”であれば並列加算器SA0の出力が選
択され、真のキヤリーが“1”であれば並列加算
器SA1の出力が選択されるようになる。 上述したような4ビツトのフルアダー4FAを、
第12図に示すように8個縦続接続すると32ビツ
トのフルアダーが構成できる。このように構成さ
れたCSAでは、前段からのキヤリー入力CIを待
たずにキヤリー入力Iが“0”の場合と“1”の
場合の演算の予め行なうのでリプル加算器に比べ
て高速動作が可能である。これにつては、例えば
「コンピユータの高速演算方式」Kai Hwang、
近代科学社、p.82〜85に記載されている。 しかし、CSAは高速動作が可能である反面、
ハードウエア量がリプル加算器の2倍以上となる
欠点がある。例えば前記第9図ないし第12図に
示した回路をCMOS回路構成で形成したとする
と、1ビツトのフルアダーFAのトランジスタ数
は28、マルチプレクサMPXのトランジスタ数は
4であり、4ビツトのフルアダー4FAには248の
トランジスタが必要となる。このフルアダー4FA
を8個用いて形成した32ビツトのフルアダーには
1984個のトランジスタが必要となる。32ビツトの
リプル加算器のトランジスタ数は986であるので、
約2.2倍である。このためCSAのパターン占有面
積が大きくなり、ハードウエア量の制約が大きく
なるためマイクロ・コンピユータ・システム等に
はほとんど使用されていない。 〔発明の目的〕 この発明は上記のような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、動作速度を低
下させることなく素子数を削減できるマンチエス
タ形桁上げ連鎖を用いた桁上げ選択加算器を提供
することである。 [発明の概要] すなわち、この発明においては、上記の目的を
達成するために、一端から前段の第1のキヤリー
信号が入力され、他端から当該桁の第1のキヤリ
ー信号を出力する第1の信号線と、一端から前段
の第2のキヤリー信号が入力され、他端から当該
桁の第2のキヤリー信号を出力する第2の信号線
と、上記第1の信号線上に設けられる第1のトラ
ンスフアゲートと、上記第2の信号線上に設けら
れる第1のトランスフアゲートと、上記第1の信
号線と第1の電位供給源間に設けられる第1導電
型の第1MOSトランジスタと、上記第1の信号線
と第2の電位供給源間に設けられる第2導電型の
第2MOSトランジスタと、上記第2の信号線と上
記第1の電位供給源間に設けられる第1導電型の
第3MOSトランジスタと、上記第2の信号線と上
記第2の電位供給源間に設けられる第2導電型の
第4MOSトランジスタと、互いに逆相の関係にあ
る選択信号によつて制御され、上記前段から第
1、第2のキヤリー信号を一方を選択するマルチ
プレクサと、一方の入力端に上記マルチプレクサ
により選択されたキヤリー信号が供給され、当該
桁の和出力を得るエクスクルーシブオアゲート
と、第1のオペランドと第2のオペランドが供給
され、上記第1、第2オペランドの否定論理積信
号を上記第1、第3MOSトランジスタのゲートに
供給し、上記第1、第2オペランドの否定論理和
信号を上記第2、第4MOSトランジスタのゲート
に供給し、上記第1、第2オペランドの排他的論
理和信号を上記エクスクルーシブオアゲートの他
方の入力端に供給するとともに、この排他的論理
和信号に基づいて上記第1、第2のトランスフア
ゲートをオン/オフ制御する制御手段とでマンチ
エスタ形桁上げ連鎖を用いた桁上げ選択加算器を
構成し、上記第1、第2オペランドに基づいて、
上記制御手段で上記第1乃至第4MOSトランジス
タ及び上記第1、第2トランスフアゲートを選択
的にオン/オフ制御することにより、上記第1、
第2信号線の他端から当該桁の第1、第2のキヤ
リー信号を出力するように構成している。 [発明の実施例] まず、この発明に至る前段階の桁上げ選択加算
器について第1図乃至第5図を参照しつつ説明す
る。第1図は概略構成を示すブロツク図、第2図
は上記第1図の具体的な構成例を示す回路図、第
3図は上記第1図のマルチプレクサMPXの構成
例を示す図、第4図は上記第1図のアンドノアゲ
ートANR0、ANR1の構成例を示す図、第5図
は上記第1図のエクスクルーシブオアゲート
EOR0の構成例を示す図である。第1図におけ
るエクスクルーシブオアゲートEOR0には、オ
ペランドA,Bが供給される。このエクスクルー
シブオアゲートEOR0は、第5図に示すように
オペランドA,Bがそれぞれ供給されるアンドゲ
ート20およびノアゲート21と、これらアンド
ゲート20およびノアゲート21の出力が供給さ
れるノアゲート22から成り、ノアゲート22の
出力端からオペランドA,Bの排他的論理和C、
ノアゲート21の出力端からオペランドA,Bの
否定論理和Dを得るように構成されている。上記
エクスクルーシブオアゲートEOR0から出力さ
れるオペランドA,Bの排他的論理和Cおよび否
定論理和Dはそれぞれ、第1、第2のアンノドア
ゲートANR0,ANR1に供給される。これらア
ンドノアゲートANR0,ANR1はそれぞれ、第
4図に示すように排他的論理和Cおよび前段から
のキヤリーCIが供給されるアンドゲート23、
およびこのアンドゲート23の出力と否定論理和
Cが供給されるノアゲート24とから成る。そし
て、上記アンドノアゲートANR0,ANR1から
それぞれキヤリー出力CO0,CO1を得る。ま
た、前段からのキヤリー入力CI0,CI1はそれ
ぞれ、マルチプレクサMPXに供給される。この
マルチプレクサMPXは、第3図に示すようにセ
レクト信号CS,によつて制御されるトランス
フアゲート25,26から構成される。そして、
このマルチプレクサMPXの出力および前記エク
スクルーシブオアゲートEOR0の排他的論理和
Cが第2のエクスクルーシブオアゲートEOR1
に供給され、このエクスクルーシブオアゲート
EOR1から和出力Sを得る。 このように構成では、従来のように加算器を独
立に2個設け、その演算結果をマルチプレクサに
より選択するのではなく、キヤリーを生成するパ
スの回路(アンドオアゲートANR0,ANR1)
のみ2個設けているので、この分の素子数を削減
できる。なお、動作は従来のCSAと全く同じで
ある。 第6図は、前記第1図に示したフルアダー
FASを4段縦続接続して構成した4ビツトの
CSAを示しており、第7図はこの4ビツトの
CSAを8段縦続接続して構成した32ビツトの
CSAを示している。 上記第1図のフルアダーFASを構成するトラ
ンジスタ数(CMOS回路の場合)は36、4ビツ
トの場合は152、32ビツトの場合は1216であり、
従来に比べて大幅に削減できている。従つてパタ
ーン占有面積を小さくでき、ハードウエアの負担
を軽減できる。なお、動作速度は従来とほぼ同じ
である。 第8図は、この発明の一実施例に係わる桁上げ
選択加算器を示すもので、上述した説明ではリプ
ル加算を用いたCSAについて説明したが、この
実施例では上記リプル加算を用いたCSAの考え
方をマンチエスタ形桁上げ連鎖を用いたCSAに
拡張している。すなわち、オペランドA,Bはそ
れぞれ、ナンドゲート27およびノアゲート28
に供給される。上記ナンドゲート27の出力は、
インバータ29を介してノアゲート30の一方の
入力端に供給される。このノアゲート30の他方
の入力端には上記ノアゲート28の出力が供給さ
れ、その出力がトランスフアゲートTG0,TG
1のを構成するNチヤネル形MOSトランジスタ
の各ゲートおよびエクスクルーシブオアゲート3
1の一方の入力端に供給される。また、上記ノア
ゲート30の出力は、インバータ32を介して上
記トランスフアゲートTG0,TG1を構成する
Pチヤネル形MOSトランジスタの各ゲートに供
給される。上記トランスフアゲートTG0,TG
1の一端には、キヤリー入力CI0,CI1が供給
され、他端からキヤリー出力CO0,CO1を得る
ようになつている。トランスフアゲートTG0,
TG1の他端と電源V間にはそれぞれ、Pチヤネ
ル形のMOSトランジスタP0,P1が接続され、
これらのMOSトランジスタP0,P1のゲート
には上記ナンドゲート27の出力が供給されて導
通制御される。また上記トランスフアゲートTG
0,TG1の他端と接地点間にはそれぞれ、Nチ
ヤネル形のMOSトランジスタN0,N1が接続
され、これらのMOSトランジスタN0,N1の
ゲートには上記ノアゲート28の出力が供給され
る。そして、上記キヤリー入力CI0,CI1が選
択信号CS,によつて制御されるマルチプレク
サMPXに供給され、マルチプレクサMPXによつ
て選択されたキヤリー入力が上記エクスクルーシ
ブオアゲート31の他方の入力端に供給されるこ
とにより、このエクスクルーシブオアゲート31
から和出力Sが出力されるようにして成る。 上記のような構成において概略的な動作を説明
する。オペランドA,Bが“1”、“1”の時は、
ナンドゲート27の出力が“0”レベル、ノアゲ
ート28の出力は“0”レベルであり、ノアゲー
ト30の出力が“0”レベルとなつてトランスフ
アゲートTG0,TG1はオフする。この時、ナ
ンドゲート27の出力によりPチヤネル形MOS
トランジスタP0,P1がオン、ノアゲート28
の出力によりNチヤネル形MOSトランジスタN
0,N1がオフする。従つて、キヤリー出力CO
0,CO1はともに“1”レベルとなる。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、動作速
度を低下させることなく素子数を削減できるマン
チエスタ形桁上げ連鎖を用いた桁上げ選択加算器
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第7図はこの発明に至る前段階の
桁上げ選択加算器について説明するための図、第
8図はこの発明の一実施例に係わる桁上げ選択加
算器について説明するための図、第9図ないし第
12図はそれぞれ従来の桁上げ選択加算器につい
て説明するための図である。 A,B……第1、第2のオペランド、EOR0
……第1のエクスクルーシブオアゲート、CI0,
CI1……第1、第2のキヤリー入力、ANR0,
ANR1……アンドノアゲート(第1、第2のキ
ヤリー生成手段)、CS,CS……セレクト信号
(選択信号)、MPX……マルチプレクサ(選択手
段)、EOR1……第2のエクスクルーシブオアゲ
ート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一端から前段の第1のキヤリー信号が入力さ
    れ、他端から当該桁の第1のキヤリー信号を出力
    する第1の信号線と、 一端から前段の第2のキヤリー信号が入力さ
    れ、他端から当該桁の第2のキヤリー信号を出力
    する第2の信号線と、 上記第1の信号線上に設けられる第1のトラン
    スフアゲートと、 上記第2の信号線上に設けられる第2のトラン
    スフアゲートと、 上記第1の信号線と第1の電位供給源間に設け
    られる第1導電型の第1MOSトランジスタと、 上記第1の信号線と第2の電位供給源間に設け
    られる第2導電型の第2MOSトランジスタと、 上記第2の信号線と上記第1の電位供給源間に
    設けられる第1導電型の第3MOSトランジスタ
    と、 上記第2の信号線と上記第2の電位供給源間に
    設けられる第2導電型の第4MOSトランジスタ
    と、 互いに逆相の関係にある選択信号によつて制御
    され、上記前段からの第1、第2のキヤリー信号
    の一方を選択するマルチプレクサと、 一方の入力端に上記マルチプレクサにより選択
    されたキヤリー信号が供給され、当該桁の和出力
    を得るエクスクルーシブオアゲートと、 第1のオペランドと第2のオペランドが供給さ
    れ、上記第1、第2オペランドの否定論理積信号
    を上記第1、第3MOSトランジスタのゲートに供
    給し、上記第1、第2オペランドの否定論理和信
    号を上記第2、第4MOSトランジスタのゲートに
    供給し、上記第1、第2オペランドの排他的論理
    和信号を上記エクスクルーシブオアゲートの他方
    の入力端に供給するとともに、この排他的論理和
    信号に基づいて上記第1、第2のトランスフアゲ
    ートをオン/オフ制御する制御手段と を具備し、 上記第1、第2オペランドに基づいて、上記制
    御手段で上記第1乃至第4MOSトランジスタ及び
    上記第1、第2トランスフアゲートを選択的にオ
    ン/オフ制御することにより、上記第1、第2信
    号線の他端から当該桁の第1、第2のキヤリー信
    号を出力するように構成したことを特徴とするマ
    ンチエスタ形桁上げ連鎖を用いた桁上げ選択加算
    器。
JP21668785A 1985-09-30 1985-09-30 桁上げ選択加算器 Granted JPS6275840A (ja)

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JPS6275840A JPS6275840A (ja) 1987-04-07
JPH0460252B2 true JPH0460252B2 (ja) 1992-09-25

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JPS6275840A (ja) 1987-04-07

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