JPH061434B2 - Processor - Google Patents
ProcessorInfo
- Publication number
- JPH061434B2 JPH061434B2 JP61152452A JP15245286A JPH061434B2 JP H061434 B2 JPH061434 B2 JP H061434B2 JP 61152452 A JP61152452 A JP 61152452A JP 15245286 A JP15245286 A JP 15245286A JP H061434 B2 JPH061434 B2 JP H061434B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- digit
- quotient
- circuit
- sign
- determining means
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 51
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高速算術演算回路に係り、特にセル配列構造
を持ち、除算器の高速化およびLSI化に好適な演算処
理装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed arithmetic operation circuit, and more particularly to an operation processing device having a cell array structure, which is suitable for increasing the speed of a divider and for forming an LSI.
従来の技術 従来、高速除算器については、電子通信学会論文誌、V
ol.J67−D,No.4(1984年)第450頁か
ら第457頁において論じられているように各桁を{−
1,0,1}の要素で表す冗長2進表現を利用した減算
シフト型除算法に基く除算器をECL(Emitter-Couple
d-Logic)の4入力NOR/OR素子を用いた組合せ回
路として実現している。この除算回路は、計算時間や規
則正しい配列構造の点で他の除算器より優れているが、
素子数や面積の削減、他回路系(例えば、CMOS)で
の実現等の実用化の点については配慮されていなかっ
た。2. Description of the Related Art Conventionally, as for high-speed dividers, IEICE Transactions, V
ol. J67-D, No. 4 (1984), pages 450 to 457, with each digit being {-
A divider based on a subtractive shift type division method using a redundant binary representation represented by elements of 1,0,1} is an ECL (Emitter-Couple
It is realized as a combinational circuit using a 4-input NOR / OR element of d-Logic). This division circuit is superior to other dividers in terms of calculation time and regular array structure,
No consideration was given to reduction of the number of elements and area, and practical application such as realization with other circuit system (for example, CMOS).
また、従来実用化されている除算器は、減算器(加算
器)とシフタからなる順序回路として実現され、広く用
いられている。しかし、これらは演算数の桁数が大きく
なると、膨大な計算時間を要することがよく知られてい
る。一方、高速乗算器をもつ大型計算機などでは、乗算
の繰返しにより除算を行う乗算型除算法がよく用いられ
ている。しかし、この乗算型除算法を組合せ回路として
実現するには膨大なハードウェアが必要となり、実用化
は難しい。Further, a divider that has been put into practical use is realized as a sequential circuit including a subtracter (adder) and a shifter, and is widely used. However, it is well known that these require a huge amount of calculation time when the number of digits of the number of operations increases. On the other hand, in a large-scale computer having a high-speed multiplier, a multiplication-type division method of performing division by repeating multiplication is often used. However, a huge amount of hardware is required to realize this multiplication type division method as a combinational circuit, and it is difficult to put it into practical use.
発明が解決しようとする問題点 上記従来技術では、高速除算器に関し、NORとORが
同時にとれるECL論理素子の特徴を活かして減算シフ
ト型除算器を組合せ回路として実現する方法が提案され
ているが、素子数の削減、MOS回路等による実現等の
実用化の点についてはあまり配慮されておらず、 (1)演算数の桁数が大きくなると素子数が膨大となり、
1つのVLSIチップで実現することが難しい。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the above-mentioned conventional technique, a method for realizing a subtraction shift type divider as a combinational circuit is proposed by taking advantage of the characteristics of an ECL logic element capable of simultaneously taking NOR and OR. However, much attention has not been paid to practical use such as reduction of the number of elements and realization with a MOS circuit, etc. (1) The number of elements becomes enormous when the number of digits in the number of operations increases,
It is difficult to realize with one VLSI chip.
(2)NORとORを同時にとることができないMOS回
路等で実現する場合、ORをNORとインバータの2段
の素子で構成する必要があり、その分除算回路の段数が
多くなるため、高速性が低下する。(2) When realizing with a MOS circuit that cannot take NOR and OR at the same time, it is necessary to configure OR with two elements of NOR and inverter, and the number of stages of the division circuit increases, so high speed is achieved. Is reduced.
等の問題があつた。There was a problem such as.
本発明の目的は、このような従来の問題点を改善し、除
算器を配列構造で、かつ素子数の少ない組合せ回路とし
て実現し、桁上げ値の伝播を最小にすると共に回路構成
を簡単化することによつてLSIに実装が容易である高
速な除算回路を提供することにある。An object of the present invention is to improve such conventional problems, to realize a divider with an array structure and as a combinational circuit with a small number of elements, minimize propagation of a carry value, and simplify the circuit configuration. The purpose of this is to provide a high-speed division circuit that is easy to mount on an LSI.
問題点を解決するための手段 上記目的は、除算における商の1桁を決定する商決定手
段と、前記商決定手段によって求められた商に対する剰
余を求め、符号付ディジット表現の部分剰余として出力
する部分剰余決定手段とを備えた演算処理装置におい
て、前記部分剰余決定手段が、符号付ディジット表現の
部分剰余の角桁毎に、(a)符号付ディジット数の加算
(減算)における中間桁上げ(中間桁借り)を決定する
中間桁上げ(中間桁借り)決定手段と、(b)前記加算
(減算)における中間和(中間差)を決定する中間和
(中間差)決定手段と、(c)前記中間和(中間差)決
定手段で求めた中間和(中間差)と一桁下位桁に設けら
れた前記中間桁上げ(中間桁借り)決定手段で求めた下
位桁からの中間桁上げ(中間桁借り)とから加算(減
算)の結果を決定し、符号付ディジット数として出力す
る最終和(最終差)決定手段と、(d)制御信号と符号
付ディジット数または2進数とを入力して、その制御信
号の値によりその符号付ディジット数または2進数の符
号を反転する符号反転手段としを有し、前記中間桁上げ
(中間桁借り)決定手段および前記中間和(中間差)決
定手段が共に前記符号反転手段の出力を少なくとも一つ
の共通の入力とすることによって達成される。Means for Solving Problems The above-mentioned object is to obtain a quotient determining means for determining one digit of a quotient in division and a remainder for the quotient obtained by the quotient determining means, and output it as a partial remainder of a signed digit representation. In the arithmetic processing device provided with the partial remainder determining means, the partial remainder determining means includes (a) an intermediate carry in addition (subtraction) of the number of signed digits for each angular digit of the partial remainder of the signed digit representation ( Intermediate carry (intermediate carry) determining means for determining intermediate carry, (b) intermediate sum (intermediate difference) determining means for determining intermediate sum (intermediate difference) in the addition (subtraction), and (c) The intermediate sum (intermediate difference) obtained by the intermediate sum (intermediate difference) determining means and the intermediate carry (intermediate carry) from the lower digit obtained by the intermediate carry (borrowing) determining means provided in the one-digit lower digit (intermediate carry). Borrow) and add from The final sum (final difference) determining means for determining the result of (subtraction) and outputting it as a signed digit number, and (d) the control signal and the signed digit number or binary number are input, and the value of the control signal By means of a sign inverting means for inverting the sign of the signed digit number or binary number, and the intermediate carry (intermediate carry borrow) determining means and the intermediate sum (intermediate difference) determining means both serve as the sign inverting means. This is accomplished by having the output be at least one common input.
さらに、前記部分剰余決定手段が、(e)制御信号と除
数を入力して、その制御信号の値によりその除数を定数
に入れ替えて出力する定数設定手段を有し、中間桁上げ
(中間桁借り)決定手段および中間和(中間差)決定手
段が共に定数設定手段の出力を少なくとも一つの共通の
入力とすることによって達成される。Further, the partial remainder determination means has (e) a constant signal setting means for inputting a control signal and a divisor, replacing the divisor with a constant according to the value of the control signal, and outputting the constant. ) Both the determining means and the intermediate sum (intermediate difference) determining means are achieved by making the output of the constant setting means at least one common input.
作用 減算シフト型除算法は一般に次の漸化式で表わされる。Operation The subtraction shift type division method is generally expressed by the following recurrence formula.
R(j+1)=r+R(j)-qj×D ここで、jは漸化式の指数、rは基数、Dは除数、qj
は商の小数点以下j桁目、R(j)はqjを決定する前の部
分被除数、R(j+1)はqjを決定した後の部分剰余であ
る。したがって、漸化式の各指数j毎に、商qjを決定
する商決定用セルとqjの値に従ってr×R(j)からDを
減じたり、減じなかったりする部分剰余決定回路を設
け、組合せ回路として実現できる。さらに、内部演算に
おいて、各桁を0、正整数またはその正整数に対応する
負整数のいずれかの要素で表す符号付ディジット(拡張
SD(Signed Digit))表現を用いて内部演算数を表
す。つまり、各桁を{−0,0,1},{−2,−1,
0,1,2}あるいは{−N,…,−1,0,1,…,
N}等のいずれかの要素で表し、1つの数をいくとおり
かに表せるように冗長性をもたせる。それによって、減
(加)算において桁借り(桁上げ)の伝搬を防止するこ
とができ、組合せ回路による並列減(加)算が演算数の
桁数に関係なく一定時間で行える。例えば、各桁を{−
1,0,1}の要素で表す拡張SD表現では、加(減)
算において桁上げ(桁借り)が高々1桁しか伝搬しない
ようにすることができる。このことに関しては、電子通
信学会論文誌、Vol,J67−D,No.4(1984
年)第450頁から第457などに説明がある。 R (j + 1) = r + R (j) -q j × D where, j is the index of the recurrence formula, r is the radix, D is the divisor, q j
Is the jth digit after the decimal point of the quotient, R (j) is the partial dividend before determining q j , and R (j + 1) is the partial remainder after determining q j . Therefore, it provided for each index j recurrence formula, or subtracting D from r × R (j) according to the value of the quotient q quotient determined cell for determining j and q j, the partial remainder decision circuit or not reduce Can be realized as a combinational circuit. Further, in the internal calculation, the internal calculation number is expressed by using a signed digit (extended SD (Signed Digit)) representation in which each digit is represented by 0, a positive integer, or a negative integer corresponding to the positive integer. That is, each digit is {-0, 0, 1}, {-2, -1,
0,1,2} or {-N, ...,-1,0,1, ...,
It is represented by any element such as N} and has redundancy so that one number can be expressed in any number. Thereby, propagation of carry (carry) can be prevented in subtraction (addition), and parallel subtraction (addition) by the combination circuit can be performed in a constant time regardless of the number of digits of the operation number. For example, replace each digit with {-
Addition (decrease) in the extended SD expression represented by the elements of 1,0,1}
In arithmetic, carry (carry) can be set to propagate at most one digit. Regarding this, the Institute of Electronics and Communication Engineers, Journal, Vol. J67-D, No. 4 (1984).
Year) Explain from page 450 to page 457.
上記のような内部演算に拡張SD表現を用いることによ
つて高速な除算器の実現が可能である。そのとき、例え
ば、基数2の拡張SD表現を用いて、整数部1ビット、
小数部nビットの符号なし2進数Xを、 X=〔x0.x1…xn〕SD2 で表現すると、 という値を表わす。ただし、各桁xiは{−1,0,
1}の要素である。この場合、上記漸化式において、除
数Dおよび各部分剰余R(j)を基数2の拡張SD表現で
表わすと、qjの値に応じて、qj=−1のときはR(j)
を左へ1桁シフトした後、Dを加算し、qj=0のとき
はR(j)を左で1桁だけシフトし、qj=1のときはR
(j)を左へ1桁シフトした後、Dを減算する必要があ
る。A high-speed divider can be realized by using the extended SD expression for the above-mentioned internal operation. At that time, for example, using the extended SD representation of radix 2, 1 bit of the integer part,
An unsigned binary number X having a decimal part of n bits is represented by X = [x 0 . Expressed in x 1 ... x n] SD2, Represents the value. However, each digit x i is {-1, 0,
1} is an element. In this case, in the above recurrence formula, when representing the divisor D and the partial remainder R (j) in the extended SD representation of radix-2, depending on the value of q j, when the q j = -1 R (j)
Is shifted to the left by one digit, D is added, R (j) is shifted by one digit to the left when q j = 0, and R (j) is shifted to R when q j = 1.
After shifting (j) to the left by one digit, it is necessary to subtract D.
本発明では、特に、商の小数点以下j桁目qjの値に応
じて、拡張SD表現の内部演算数の正負の反転をする手
段(回路)および内部演算数に0を割り当てる手段によ
り、qjを決定した後の部分剰余R(j+1)は、 R(j+1)=P(j)(P(j)(r×R(j))+D(j)) のように拡張SD表現の加算のみで決定することができ
る。ここで、P(j)は正負の反転を行う関数であり、D
(j),P(j)には幾種かのとり方がある。In the present invention, in particular, q is provided by means (circuit) for inverting the positive / negative of the internal operation number of the extended SD expression and means for assigning 0 to the internal operation number according to the value of the jth digit q j below the decimal point of the quotient. The partial remainder R (j + 1) after determining j is an extended SD like R (j + 1) = P (j) (P (j) (r x R (j) ) + D (j) ). It can be determined only by adding expressions. Here, P (j) is a function that performs positive / negative inversion, and D (j)
(j) and P (j) have several methods.
以下にその例を示す。An example is shown below.
ただし、,は、それぞれ拡張SD表現数D,Xの正
負の反転を行った数である。この拡張SD表現における
正負の反転は各桁でその桁が1ならば−1に、−1なら
ば1にし、0はそのままにする。しかし、のように、
Dが各桁が非負の拡張SD表現の場合には2の補数表示
によつて正負の反転を行うことが可能である。 However, is the number obtained by inverting the positive and negative numbers of the expanded SD representation numbers D and X, respectively. The positive / negative inversion in this extended SD expression is set to -1 if the digit is 1, and 1 if it is -1, and 0 is left unchanged. But, like,
When D is an extended SD expression in which each digit is non-negative, it is possible to perform positive / negative inversion by the two's complement display.
したがって、上記(II)の場合にはD(j)は各桁が常に非
負であり、また(I)の場合にはを2の補数表示するこ
とにより、先頭桁を除いた大部分の桁を非負にすること
が可能であるので、部分剰余の決定に一方(加算数)が
非負である1桁の拡張SD表現における冗長加算回路
(セル)の列を用い、これによって各j毎に部分剰余決
定回路を構成する。それによつて各々の冗長加算回路
(セル)の素子数を少なくでき、かつ、これらの回路
(セル)の規則正しい配列として高速除算回路を構成で
きるので、高速除算器のVLSI化が実現できる。Therefore, in the case of (II) above, each digit of D (j) is always non-negative, and in the case of (I), by displaying 2's complement, most digits except the leading digit are Since it is possible to make it non-negative, a column of redundant adder circuits (cells) in the one-digit extended SD representation, where one (addition number) is non-negative, is used to determine the partial remainder. Configure the decision circuit. As a result, the number of elements of each redundant adder circuit (cell) can be reduced, and the high-speed divider circuit can be configured as a regular array of these circuits (cells), so that the high-speed divider can be realized as VLSI.
実施例 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。第1図
は、本発明の一実施例の構成を示すブロツク図である。
特に、本実施例では、n桁の符号なしr進小数の除算器
について説明する。なお、第1図は、n=8,r=2の
場合のブロツク図である。図中、被除数20は、小数点
以下第1桁,第2桁,…,第n桁の値x1,x2,…,x
nにそれぞれ対応する信号の形で初期部分剰余決定回路
100に入力される。除数40も、同様に小数点以下第
1桁、第2桁…、第n桁の値y1,y2,…,ynを表わ
す信号の形で初期部分剰余決定回路100および部分剰
余決定回路101,102,103,104,105,
…に入力される。商60は、整数第1桁z0、小数点以
下第1桁z1,小数点以下第2桁z2,…,小数点以下第
n桁znのr進数としてr進への変換回路10より出力
される。初期部分剰余決定回路100は、被除数〔0.
x1x2…xn〕r20および除数〔0.y1y2…yn〕r4
0を入力として、商の整数第1桁を決定した後の部分剰
余あるいは部分剰余の符号を反転したものを出力する回
路である。特に、被除数および除数を正規化している
と、x1=y1=1となり、q0=1と簡単に求まる。た
だし、q0はr進数への変換回路10の入力となる基数
rのSD表現数における商[q0.q1.q2……qn]
SDrの整数第1桁である。以下、被除数および除数の正
規化されたものに対して説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
Particularly, in this embodiment, an n-digit unsigned r-adic fractional divider will be described. Incidentally, FIG. 1 is a block diagram in the case of n = 8 and r = 2. In the figure, the dividend 20 is the value x 1 , x 2 , ..., X of the first digit, second digit, ..., Nth digit below the decimal point.
The signals are input to the initial partial remainder determination circuit 100 in the form of signals corresponding to n . Similarly, the divisor 40 also has the initial partial remainder determining circuit 100 and the partial remainder determining circuit 101 in the form of a signal representing the values y 1 , y 2 , ..., Y n of the first digit, the second digit, ... , 102, 103, 104, 105,
It is input to ... The quotient 60 is output from the conversion circuit 10 to the r-ary as an r-ary number having an integer first digit z 0 , a decimal point first digit z 1 , a decimal point second digit z 2 , ..., And a decimal point n-th digit z n. It The initial partial remainder determination circuit 100 uses the dividend [0.
x 1 x 2 ... X n ] r 20 and divisor [0. y 1 y 2 ... y n] r 4
It is a circuit which inputs 0 and outputs the partial remainder after deciding the integer first digit of the quotient or the one obtained by inverting the sign of the partial remainder. Particularly, when the dividend and the divisor are normalized, x 1 = y 1 = 1 and q 0 = 1 can be easily obtained. However, q 0 is a quotient [q 0 . q 1 . q 2 …… q n ]
It is the first digit of the integer in SDr . The normalized divisor and divisor will be described below.
また、部分剰余決定回路101.102,103,10
4,105…は、それぞれ図中の上段の部分剰余決定回
路(あるいは初期部分剰余決定回路100)の出力およ
び除数40およびそれぞれ同じ段に対応する商決定用セ
ル201,202,203,204,205…の出力で
ある制御信号251,252,253,254,255
…を入力として、次段(つまり下段)の部分剰余決定回
路への入力となる部分剰余あるいは部分剰余の符号の反
転したものを出力する回路である。Also, the partial remainder determination circuits 101.102, 103, 10
4 and 105 are the output of the partial remainder determination circuit (or the initial partial remainder determination circuit 100) in the upper stage of the figure and the divisor 40, and quotient determination cells 201, 202, 203, 204, 205 respectively corresponding to the same stage. Control signals 251, 252, 253, 254, 255 which are outputs of ...
It is a circuit that receives ... as an input and outputs a partial remainder or an inverted version of the sign of the partial remainder that is an input to the partial remainder determination circuit of the next stage (that is, the lower stage).
商決定用セル201,202,203,204,205
…は、それぞれ上段(例えば、j−1段)の部分剰余決
定回路の出力である部分剰余あるいは部分剰余の符号の
反転したものの上位3桁および上段(つまり、j−1
段)の商決定用セルで既に決定された拡張SD表現で表
わされた商の小数点以下第j−1桁目の値を入力とし、
商の小数点以下第j桁目の値および、それぞれ同段(つ
まり、j段)の部分剰余決定回路に対する制御信号25
1,252,253,254,255…を出力する回路
である。Quotient decision cells 201, 202, 203, 204, 205
... are the upper three digits and the upper stage (that is, j-1) of the partial remainder or the inversion of the sign of the partial remainder output from the partial remainder determination circuit of the upper stage (for example, j-1 stage), respectively.
(Stage) with the value of the j-th digit below the decimal point of the quotient represented in the extended SD expression already determined in the quotient determination cell as input,
The value of the j-th digit below the decimal point of the quotient and the control signal 25 for the partial remainder determination circuits of the same stage (that is, j stages), respectively.
It is a circuit for outputting 1, 252, 253, 254, 255, ....
r進への変換回路10は、商決定用セル201,20
2,203,204,205…において、それぞれ決定
された拡張SD表現で表わされた商の各桁を入力とし、
各桁が非負の通常のr進数の商〔z0.z1z2…zn〕r
60を出力する回路である。The r-adic conversion circuit 10 includes quotient decision cells 201 and 20.
2, 203, 204, 205, ... Inputting each digit of the quotient expressed in the extended SD expression determined respectively,
Ordinary r-adic quotient [z 0 . z 1 z 2 … z n ] r
This circuit outputs 60.
次に、これらのブロツクを用いた除算法について、前記
のR(j+1)の決定法2ケースに対して数式を用いて簡単
に説明する。Next, the division method using these blocks will be briefly described by using mathematical formulas for the above two cases of the method of determining R (j + 1) .
(I)加数(つまり除数)の反転の場合: まず、初期部分剰余決定回路100いおいて、 R(1)=〔0.x1x2…xn〕SD2−〔〔0,y1y2…yn〕SD2 の計算を行い、部分剰余R(1)を決定する。ただし、上
式は冗長2進(つまり、基数2の拡張SD)で計数を行
い、R(1)は冗長2進数である。また、x1=1,y1=
1であるので商の整数第1桁はq0=1となる。さらに
x1,x2,……xn,y1,y2,……ynは非負であるか
ら、初期部分剰余決定回路100は、各桁が非負の冗長
2進数同士の減算回路あるいは通常の減算回路で容易に
実現できる。また上記部分剰余R(1)の決定式は、 R(1)=〔0.x1x2…xn〕SD2+〔0.▲1▼▲2▼…▲n▼〕SD2 のように各桁が非負の冗長2進数と冗長2進数の加算と
することが可能である。ただし▲1▼はyiの正負の反
転を意味する。つまり、y1=1のとき▲ ̄O▼i=−
1,▲ ̄O▼i=0のときyi=0となる。ここで、i
は1からnまでの整数である。したがって、初期部分剰
余決定回路100は冗長2進数と各桁が非負の冗長2進
数の加算回路としても実現できる。(I) Inversion of addend (that is, divisor): First, in the initial partial remainder determination circuit 100, R (1) = [0. x 1 x 2 ... x n] SD2 - performs the computation of [[0, y 1 y 2 ... y n ] SD2, determining the partial remainder R (1). However, in the above equation, counting is performed in redundant binary (that is, extended SD of radix 2), and R (1) is a redundant binary number. Also, x 1 = 1, y 1 =
Since it is 1, the first digit of the integer of the quotient is q 0 = 1. Further, since x 1 , x 2 , ... X n , y 1 , y 2 , ... Y n are non-negative, the initial partial remainder determination circuit 100 is a subtraction circuit for redundant binary numbers whose digits are non-negative or a normal one. Can be easily realized by the subtraction circuit of. Further, the determinant of the partial remainder R (1) is R (1) = [0. x 1 x 2 ... x n] SD2 + [0. ▲ 1 ▼ ▲ 2 ▼ ... ▲ n ▼] It is possible to add a redundant binary number with non-negative digits and a redundant binary number like SD2 . However, ▲ 1 ▼ means the inversion of y i . In other words, when y 1 = 1 ▲  ̄ O ▼ i =-
1, ▲  ̄ O ▼ When i = 0, y i = 0. Where i
Is an integer from 1 to n. Therefore, the initial partial remainder determination circuit 100 can also be implemented as a redundant binary number and a redundant binary number addition circuit in which each digit is non-negative.
次に、今、部分剰余R(j)=〔r0 j、r1 jr2 j…rn j〕
SD2および商の小数点以下第j−1桁qj-1が既に決定さ
れており、商の小数点以下第j桁qjおよび部分剰余R
(j+1)の決定について説明する。ただし、jは1からn
までの整数とする。商の小数点以下第j桁qjは部分剰
余R(j)の上位3桁〔r0 j.r1 jr2 j〕SD2の値によって
決定できる。つまり、R(j)の上位3桁の値が正ならqj
=1,0ならqj=0、負ならqj=−1と決定する。こ
の商の小数点以下第j桁qjの決定を、商決定用セル2
01,202,203,204,205,…のうちの上
位からj段目のセルで行う。Next, now, the partial remainder R (j) = [r 0 j , r 1 j r 2 j ... r n j ]
SD2 and the j-th digit q j-1 below the decimal point of the quotient have already been determined, and the j-th digit q j below the decimal point of the quotient and the partial remainder R
The determination of (j + 1) will be described. However, j is 1 to n
Up to an integer. The jth digit after the decimal point q j of the quotient is the upper 3 digits of the partial remainder R (j) [r 0 j . r 1 j r 2 j ] SD2 . That is, if the upper 3 digits of R (j) are positive, then q j
If = 1 and 0, q j = 0, and if negative, q j = −1. The determination of the j-th digit q j below the decimal point of this quotient is made by the quotient determination cell 2
Of the cells 01, 202, 203, 204, 205, ...
また、部分剰余決定回路101,102,103,10
4,105,…のうちの上位からj段目の回路におい
て、 (i)qj=−1のとき、 R(j+1)=〔r0 jr1 j.r2 j…rn j0〕SD2 +〔0、y1y2…yn〕SD2 (ii)qj=1のとき、 R(j+1)=〔v0 jv1 j.r2 j…rn j1〕SD2 +〔0.u1u2…un〕SD2 ただし、i=1,…,nに対して、ui=1−yiであ
り、v0 jおよびv1 jの値はr1 j=1のとき vj 0=r0 j,v1 j=0,r1 j=0のときv0 j=v0 j,v
1=−1,v1 j=−1のときv0=0,v0=0である。
ここで、D=〔0.y1y2…yn〕SD2の正負の反転は
2の補数表示によつて、 =〔(-1).00…1〕SD2+〔0,u1u2…un〕SD2 と表わせることを利用している。Further, the partial remainder decision circuits 101, 102, 103, 10
In the j -th circuit from the higher order of 4, 105, ..., When (i) q j = -1, R (j + 1) = [r 0 j r 1 j . r 2 j ... r n j 0] SD2 + [0, y 1 y 2 ... y n ] SD2 (ii) when q j = 1, R (j + 1) = [v 0 j v 1 j .r 2 j ... r n j 1] SD2 + [0. u 1 u 2 ... u n] SD2 However, i = 1, ..., with respect to n, a u i = 1-y i, v 0 j and v 1 the value of j when the r 1 j = 1 v When j 0 = r 0 j , v 1 j = 0, r 1 j = 0, v 0 j = v 0 j , v
1 = -1, v 0 = 0, v 0 = 0 when v 1 j = -1.
Here, D = [0. y 1 y 2 ... Y n ] SD2 is represented by the two's complement notation: = [(-1). 00 ... 1] SD2 + [0, u 1 u 2 ... is based on the fact u n] SD2 and expressed.
(iii)qj=0のとき R(j+1)=〔r0 jr1 j.r2 j…rn j0〕SD2 +〔0.00…0〕SD2 の計算を行い、部分剰余R(j+1)を決定する。上記(i),
(ii),(iii)の部分剰余R(j+1)の決定式において、いず
れの場合にも第2項は各桁が非負であるので、部分剰余
決定回路101,102,103,104,105,…
は、冗長2進数と各桁が非負の冗長2進数の加算回路お
よび加算数を決定する回路などによって実現できる。(iii) When q j = 0, R (j + 1) = [r 0 j r 1 j . r 2 j ... R n j 0] SD2 + [0.00 ... 0] SD2 is calculated to determine the partial remainder R (j + 1) . Above (i),
In the formulas for determining the partial remainder R (j + 1) in (ii) and (iii), in each case, since the second term is non-negative in each digit, the partial remainder determining circuits 101, 102, 103, 104, 105, ...
Can be realized by a redundant binary number and a redundant binary number addition circuit in which each digit is non-negative, a circuit for determining the addition number, and the like.
この場合、制御信号251,252,253,254,
255,…はそれぞれ対応する段のqjである。In this case, the control signals 251, 252, 253, 254,
255, ... Are q j of the corresponding stages.
最後に、j=1からnまで上記のように商の各桁qjを
決定し、商Q=〔q0・q1q2…qn〕SD2が求まると、
r進への変換回路10によって拡張SD表現された商Q
を通常のr(つまり2)進表現z=〔z0・z1z2…
zn〕r60に変換する。r進への変換回路10は、冗長
2進表現の商Qで1になっている桁だけを1にした符号
なし2進数Q+から、商Qで−1になっている桁だけを
1にした符号なし2進数Q-の通常の減算Q+−Q-を行
い、順次桁上げ加算回路あるいは桁上げ先見加算回路な
どによって実現できる。Finally, when each digit q j of the quotient is determined as described above from j = 1 to n and the quotient Q = [q 0 · q 1 q 2 ... q n ] SD2 is obtained,
quotient Q expressed in extended SD by the conversion circuit 10 to r-ary
Is a normal r (that is, binary) representation z = [z 0 · z 1 z 2 ...
z n ] r 60. The r-adic conversion circuit 10 changes the unsigned binary number Q + in which only the digit that is 1 in the quotient Q of the redundant binary representation is set to 1 to the digit that is −1 in the quotient Q. The normal subtraction Q + −Q − of the unsigned binary number Q − is performed and can be realized by a carry adder circuit or a carry lookahead adder circuit.
(II)被加数(つまり部分剰余)の反転の場合: 今、部分剰余R(j)の代りに部分剰余R(j)と符号だけ異
なる値A(j)を考える。以下、この値も部分剰余と呼
ぶ。A(j+1)は、 A(j+1)=P(j)(r×R(j))+D(j) と定義する。ただし、P(j)は前記qjの値に応じて正負
の反転を行う関数である。(II) When augend inversion (i.e. partial remainder): Now, consider the partial remainder R (j) and only the sign value different A (j) in place of the partial remainder R (j). Hereinafter, this value is also called a partial remainder. A (j + 1) is defined as A (j + 1) = P (j) (r × R (j) ) + D (j) . However, P (j) is a function that performs positive / negative inversion according to the value of q j .
まず、初期部分剰余決定回路100において、 A(1)=〔0.x1x2…xn〕SD2+〔0.y1y2…yn〕
SD2 の計算を行い、部分剰余A(1)を決定する。ただし、i
=1,…,nに対して、x1はx1の符号に反転した数で
ある。さらに、i=1,…,nに対して、yiは常に非
負であるので、初期部分剰余回路100は冗長2進数と
各桁が非負の冗長2進数の加算回路により実現できる。
また(I)の場合と同様に、各桁が非負の冗長2進数同士
の減算回路を用いても実現できる。なお、冗長2進表現
の商の整数第1桁は、(I)の場合と同じく、q0=1であ
る。First, in the initial partial remainder determination circuit 100, A (1) = [0. x 1 x 2 ... x n] SD2 + [0. y 1 y 2 ... y n]
SD2 is calculated to determine the partial remainder A (1) . However, i
= 1, ..., N, x 1 is the number inverted to the sign of x 1 . Further, since y i is always non-negative for i = 1, ..., N, the initial partial remainder circuit 100 can be realized by a redundant binary number and a redundant binary number addition circuit in which each digit is non-negative.
Further, as in the case of (I), it can also be realized by using a subtraction circuit for redundant binary numbers in which each digit is non-negative. The first digit of the integer in the redundant binary representation is q 0 = 1 as in the case of (I).
次に、部分剰余A(j)=〔a0.a1a2…an〕SD2および
商の小数点以下第j−1桁qj-1が既に決定されている
場合の小数点以下第j桁qjおよび部分剰余A(j+1)の決
定について説明する。Next, the partial remainder A (j) = [a 0 . a 1 a 2 ... a n ] SD2 and the determination of the j-th digit after the decimal point q j and the partial remainder A (j + 1) when the j-1 th digit after the decimal point q j-1 of the quotient is already determined explain.
商の小数点以下第j桁qjは、j段目の商決定用セル2
01,202,203,204,205,…において、
部分剰余A(j)の上位3桁 〔a0 j.a1 ja2 j〕SD2の値および商の小数点以下第j
−1桁qj-1によって決定される。つまり、A(j)の上位
3桁の値が正ならqj=sign(−qj-1),0ならqj=
0,負ならqj=-sign(−qj-1)と決定する。たたしs
ign(−qj-1)は、 と定義する。The jth digit after the decimal point q j of the quotient is the quotient determination cell 2 of the jth stage.
01, 202, 203, 204, 205, ...
Upper 3 digits of partial remainder A (j) [a 0 j . a 1 j a 2 j ] The value of SD2 and the decimal point j of the quotient
-1 determined by the digit qj -1 . That is, if the upper three digits of the value is a positive A (j) q j = sign (-q j-1), 0 if q j =
If 0 or negative, q j = -sign (-q j-1 ) is determined. Tatashi s
ign (-q j-1 ) is It is defined as
また、部分剰余決定回路101,102,103,10
4,105,…のうちj段目の回路において、 A(j+1)=P(j)(2×P(j-1)(A(j)))+D(j) の計算を行い、部分剰余A(j+1)を決定する。ただし、
上式の第1項は、 (i)sign(−qj-1)×sign(−qj)=1のとき、 P(j)(2×P(j-1)(A(j)))=〔a0 ja1 j.a2 j…
an j0〕SD2 (ii)sign(−qj-1)×sign(−qj)=−1のとき、 P(j)(2×P(j-1)(A(j)))=〔a0 ja1 j .a2 j …
an j 〕SD2 であり、第2項は、 (i)qj≠0のとき、 D(j)=〔0.y1y2…yn〕SD2 (ii)qj=0のとき、 D(j)=〔0.00…0〕SD2 であり、各桁が非負の冗長2進数である。したがって部
分剰余決定回路101,102,103,104,10
5,…は、冗長2進数と各桁が非負の冗長2進数の加算
回路、冗長2進数の反転回路および加算数を決定する回
路によって実現できる。この場合、部分剰余決定回路へ
の各制御信号251,252,243,254,25
5,…は、それぞれ商の対応する桁qjの大きさ、およ
び−qjと−qj-1の符号の相違の有無から構成される。Further, the partial remainder decision circuits 101, 102, 103, 10
In the j-th stage circuit among 4, 105, ..., A (j + 1) = P (j) (2 × P (j-1) (A (j) )) + D (j) is calculated, Determine the partial remainder A (j + 1) . However,
The first term of the above equation is: (i) sign (-q j-1 ) × sign (-q j ) = 1, P (j) (2 × P (j-1) (A (j) ) ) = [A 0 j a 1 j . a 2 j …
a n j 0] SD2 (ii) sign (-q j-1 ) × sign (-q j ) =-1, P (j) (2 x P (j-1) (A (j) )) = [ a 0 j a 1 j . a 2 j …
a n j ] SD2 , and the second term is (i) q j ≠ 0, D (j) = [0. y 1 y 2 ... Y n ] SD2 (ii) When q j = 0, D (j) = [0.00 ... 0] SD2 , and each digit is a non-negative redundant binary number. Therefore, the partial remainder determination circuits 101, 102, 103, 104, 10
5, ... Can be realized by a redundant binary number and a redundant binary number addition circuit in which each digit is non-negative, a redundant binary number inversion circuit, and a circuit for determining the additional number. In this case, each control signal 251, 252, 243, 254, 25 to the partial remainder determination circuit
5, ... Are respectively composed of the size of the corresponding digit q j of the quotient and the presence / absence of the difference in the signs of -q j and -q j-1 .
最後に、商の冗長2進表現Q=〔q0.q1q2…qn〕
SD2から通常の2進表現z=〔z0.z1z2…zn〕2への
変換を、r進への変換回路10において、(I)の場合と
同様にして行う。Finally, the redundant binary representation of the quotient Q = [q 0 . q 1 q 2 ... q n]
From SD2 the usual binary representation z = [z 0 . The conversion into z 1 z 2 ... Z n ] 2 is performed in the r-adic conversion circuit 10 in the same manner as in the case of (I).
以上が第1図に示した除算器を構成する個々のブロック
を用いた除算法の説明であるが、(I)の場合には、第1
図における各商決定用セル202,203,204,2
05,206,…への上位の商決定用セルからの入力信
号線271,272,273,274,…は、未使用で
あるでの、省略してもよい。The above is the description of the division method using the individual blocks constituting the divider shown in FIG. 1. In the case of (I), the first division
Each quotient determination cell 202, 203, 204, 2 in the figure
The input signal lines 271, 272, 273, 274, ... from the upper quotient decision cells to 05, 206, ... Are unused and may be omitted.
次に、部分剰余決定回路101,102,103,10
4,105,…について説明する。Next, the partial remainder determination circuits 101, 102, 103, 10
4, 105, ... Will be described.
第2図は、第1図における各部分剰余決定回路101,
102,103,104,105,…の一構成例を示し
たブロック図である。部分剰余決定回路300(10
1,102,…)は、n+1個の冗長加算用セル31
0,311,312,313,…,329,330のア
レイである。今、仮に部分剰余決定回路300が第1図
におけるj段目の部分剰余決定回路とすると、被加算数
に対応する入力340,341,342,343,…,
359は、それぞれ前段(つまり、j−1段)で決定さ
れた部分剰余の各桁r1 j,r2 j,…,rn j,あるいは、
a1 j,a2 j,…,an jの値を表わす。加算数に対応する
入力361,362,363,…,379,380は、
それぞれ除数の各桁y1,y2,…,ynを表す。制御信
号390は、第1図における制御信号251,252,
…のいずれかであり、同じ段(つまりj段)の商決定用
セルにおいて、商の既に決定された桁qjあるいはqj-1
から決まる信号である。下位の冗長加算用セルから上位
の冗長加算用セルの入力441,442,443,…,
450は、それぞれ下位桁からの中間桁上げ表す。ま
た、各冗長加算セル310,311,312,…,33
0の出力410,411,412,…,430は、それ
ぞれ部分剰余の各桁rj+1 0,rj+1 1,rj+1 2,…,r
j+1 n,あるいは、aj+1 0,aj+1 1,aj+1 2,…,aj+1 n
の値を表す。なお、r=2、つまり2進表現の場合、除
数の小数点以下第1桁は、y1=1と固定しているか
ら、入力361を省略してよい。また、(II)の場合に
は、最終桁の桁上げ450を省略することも可能であ
る。FIG. 2 is a partial remainder determination circuit 101, shown in FIG.
It is a block diagram showing an example of 1 composition of 102,103,104,105, .... Partial remainder determination circuit 300 (10
1, 102, ...) are n + 1 redundant addition cells 31.
An array of 0, 311, 312, 313, ..., 329, 330. Now, assuming that the partial remainder determination circuit 300 is the j-th partial remainder determination circuit in FIG. 1, the inputs 340, 341, 342, 343, ...
Reference numeral 359 denotes each digit r 1 j , r 2 j , ..., R n j of the partial remainder determined in the previous stage (that is, j−1 stage), or
Represents the values of a 1 j , a 2 j , ..., An j . The inputs 361, 362, 363, ..., 379, 380 corresponding to the number of additions are
Represents each digit y 1 , y 2 , ..., Y n of the divisor. The control signal 390 corresponds to the control signals 251, 252,
, Which is one of the ..., And in the quotient determination cell of the same row (that is, j row), the already determined digit q j or q j-1 of the quotient
It is a signal determined from. Inputs 441, 442, 443, ... Of lower redundant addition cells to higher redundant addition cells
Each 450 indicates an intermediate carry from the lower digit. Further, each redundant addition cell 310, 311, 312, ..., 33
The outputs 410 of 0, 410, 411, 412, ..., 430 are respectively the digits r j + 1 0 , r j + 1 1 , r j + 1 2 , ..., R of the partial remainder.
j + 1 n , or a j + 1 0 , a j + 1 1 , a j + 1 2 , ..., a j + 1 n
Represents the value of. In the case of r = 2, that is, in the case of binary representation, the first digit after the decimal point of the divisor is fixed as y 1 = 1 and thus the input 361 may be omitted. Further, in the case of (II), the carry 450 of the last digit can be omitted.
冗長加算用セル310,311,312,313,…,
329,330は、部分剰余R(j+1)あるいはA(j+1)の
整数第1桁、小数点以下第1桁、小数点以下第2桁,
…,小数点以下第n桁をそれぞれ決定するセルである。
これらの冗長加算用セルのうち、素子数削減のため、小
数点以下第2桁から小数点以下第n−1桁の冗長加算用
セル312,313,…,329を基本セルで構成し、
上記2桁の冗長加算用セル310,311および最下位
桁(つまり、小数点以下第n桁)の冗長加算用セル33
0を例外的なセルとしてもよい。また、上位2桁の冗長
加算用セル310,311を同段(つまり、j段)の商
決定用セルをまとめて1つのセルとすることも可能であ
り、あるいは、j段の最下位桁の冗長加算用セル330
とj+1段の小数点以下第n−1桁の冗長加算用セル3
29を1つのセルにまとめて、素子数を削減することも
可能である。また、n/2<j≦n-1の範囲の整数jに対し
て、j段目の部分剰余決定回路において、小数点以下第
2×(n-j+1)桁以降の冗長加算用セルを省略してもよ
い。第1図は、特に、この部分を省略した例を示してい
る。Redundant addition cells 310, 311, 312, 313, ...
329 and 330 are the first digit of the integer of the partial remainder R (j + 1) or A (j + 1) , the first digit after the decimal point, the second digit after the decimal point,
The cell that determines the nth digit below the decimal point.
Of these redundant addition cells, in order to reduce the number of elements, the redundant addition cells 312, 313, ..., 329 from the second digit after the decimal point to the (n-1) th digit after the decimal point are configured by basic cells,
The two-digit redundant addition cells 310 and 311 and the least significant digit (that is, the nth digit after the decimal point) redundant addition cell 33.
0 may be an exceptional cell. Further, the redundant addition cells 310 and 311 in the upper two digits can be combined into one cell for the quotient determination cells in the same stage (that is, j stages), or the cells in the lowest digit of the j stage can be combined. Redundant addition cell 330
And the cell 3 for redundancy addition of the (n + 1) th digit after the decimal point of j + 1 stages
It is also possible to combine 29 into one cell and reduce the number of elements. In addition, for the integer j in the range of n / 2 <j ≦ n−1, in the partial remainder determination circuit of the jth stage, the redundant addition cells after the 2 × (n−j + 1) th digit after the decimal point are added. It may be omitted. FIG. 1 particularly shows an example in which this part is omitted.
次に、前記(I)と(II)のそれぞれの場合について冗長加
算用セルにおける基本セルの説明を行う。Next, the basic cell in the redundant addition cell will be described for each of the cases (I) and (II).
第3図は、(I)、つまり加算数の反転の場合の第2図に
おける各冗長加算用セル312,313,…,329を
構成する基本セルの一構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the basic cell constituting (I), that is, the redundant addition cells 312, 313, ..., 329 in FIG. 2 in the case of inverting the number of additions.
基本セル470(312,313,…,)は、加算数決
定回路472、中間和決定回路473、中間桁上げ決定
回路474、および最終和決定回路475から構成され
る。また、入力481は、部分剰余R(j)の小数点以下
第i+1桁rj i+1の値を表す信号であり、rj i+1は冗長
2進であるので2ビットの信号が必要である。入力48
2は、除数の小数点以下第i桁の値yiを表す信号diで
あり、diは2進数であるので1ビットの信号でよい。
また、制御信号483は、商の小数点以下第j桁qjを
表す信号であり、qjは1,0,−1の値をとり得るの
で2ビットの信号でなければならない。加算数485
は、0,1の値をとる2進数であるので1ビット信号で
ある。信号486は、小数点以下第i桁の中間和▲rj i
▼を表す1ビット信号であり、信号487は小数点以下
第i桁の中間桁上げの有無を表す1ビット信号であり、
信号488は小数点以下第i+1桁からの中間桁上げの
有無を表す1ビット信号である。さらに、最終和決定回
路475の出力489は部分剰余R(j+1)の小数点以下
第i桁rj+1 iの値を表す2ビット信号である。The basic cell 470 (312, 313, ...) Is composed of an addition number determination circuit 472, an intermediate sum determination circuit 473, an intermediate carry determination circuit 474, and a final sum determination circuit 475. The input 481 is a signal representing the value of the i + 1th digit r j i + 1 below the decimal point of the partial remainder R (j) . Since r j i + 1 is redundant binary, a 2-bit signal is required. is there. Input 48
2 is a signal d i representing the value i i of the i-th digit after the decimal point of the divisor, and since d i is a binary number, it may be a 1-bit signal.
Further, the control signal 483 is a signal representing the j-th digit q j below the decimal point of the quotient, and since q j can take values of 1, 0 and -1, it must be a 2-bit signal. Addition number 485
Is a 1-bit signal because it is a binary number that takes the values 0 and 1. The signal 486 is the intermediate sum ▲ r j i of the i-th digit after the decimal point.
The signal 487 is a 1-bit signal indicating ▼, and the signal 487 is a 1-bit signal indicating whether or not there is an intermediate carry of the i-th digit below the decimal point.
The signal 488 is a 1-bit signal indicating the presence / absence of an intermediate carry from the (i + 1) th digit after the decimal point. Further, the output 489 of the final sum determination circuit 475 is a 2-bit signal representing the value of the i-th digit r j + 1 i below the decimal point of the partial remainder R (j + 1) .
加算数決定回路472は、商の小数点以下第j桁qjの
値に応じて、加算数の小数点以下第i桁dj iを決定する
回路である。つまり、qj=-1のとき、dj i,qj=0の
とき、dj i=0,qj=1のとき、dj i▼=1-dと、反転
あるいは0の割り当てにより加算数を決定する。The addition number determination circuit 472 is a circuit that determines the i- th digit after the decimal point d j i of the addition number according to the value of the j-th digit after the decimal point q j of the quotient. That is, when q j = -1, d j i , q j = 0, d j i = 0, and q j = 1 d j i ▼ = 1-d Determine the number of additions.
中間和決定回路473は、冗長2進の被加算数▲rj i+1
▼と通常の2進の加算数▲dj i▼の冗長加算により中間
和を決定する回路である。つまり、表1に示すように中
間和を決定する。The intermediate sum determination circuit 473 uses the redundant binary augend ▲ r j i + 1
This is a circuit for determining an intermediate sum by performing redundant addition of ▼ and a normal binary addition number ▲ d j i ▼. That is, the intermediate sum is determined as shown in Table 1.
中間桁上げ決定回路474は、被加算数▲rj i+1▼を加
算数▲dj i▼の冗長加算により中間桁上げ値を決定する
回路である。つまり、表2に示すように中間桁上げ値を
決定する。 The intermediate carry determination circuit 474 is a circuit that determines an intermediate carry value by performing redundant addition of the augend ▲ r j i + 1 ▼ and the addition number ▲ d j i ▼. That is, the intermediate carry value is determined as shown in Table 2.
最終和決定回路475は、小数点以下第i桁の中間和と
小数点以下第i+1桁の中間桁上げ値の和を求め、部分
剰余R(j+1)の小数点以下第i桁▲rj+1 i▼を決定する
回路である。 The final sum determination circuit 475 obtains the sum of the intermediate sum of the i-th digit after the decimal point and the intermediate carry value of the i + 1-th digit after the decimal point, and the i-th digit after the decimal point ▲ r j + 1 of the partial remainder R (j + 1). This is a circuit that determines i ▼.
次に(II)の場合について同様の説明をする。Next, a similar explanation will be given for the case of (II).
第4図は、(II)、つまり被加算数の反転の場合の第2図
における各冗長加算用セル312,313,…,329
を構成する基本セルの一構成例を示すブロック図であ
る。FIG. 4 shows (II), that is, each redundant addition cell 312, 313, ..., 329 in FIG. 2 in the case of inversion of the augend.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a basic cell configuring
基本セル510(312,313…)は、正負反転回路
511、除数変換回路512、中間和決定回路513、
中間桁上げ決定回路514および最終和決定回路515
から構成される。入力521は、部分剰余A(j)の小数
点以下第i+1桁▲aj i+1▼の値を表す2ビット信号で
あり、制御信号523は、商の小数点以下第j桁qjの
大きさ、および−qj-1と−qjとの符号装相違の有無を
表す2ビットの信号である。正負反転回路511の出力
524は、冗長2進の被加算数▲ej i▼を表す2ビット
信号である。また、除数変換回路512の出力525
は、2進の加算数▲dj i▼を表す1ビット信号である。
また信号526,527および528はそれぞれ第3図
における信号486,487および488と同じであ
る。出力529は部分剰余A(j+1)の小数点以下第i桁
▲aj+1 i▼の値を表す2ビット信号である。The basic cell 510 (312, 313 ...) has a positive / negative inversion circuit 511, a divisor conversion circuit 512, an intermediate sum determination circuit 513,
Intermediate carry determination circuit 514 and final sum determination circuit 515
Composed of. The input 521 is a 2-bit signal representing the value of the i + 1th digit ▲ a j i + 1 ▼ below the decimal point of the partial remainder A (j) , and the control signal 523 is the magnitude of the jth digit q j below the decimal point of the quotient. , And -q j-1 and -q j are 2-bit signals indicating whether or not there is a difference in encoding. The output 524 of the positive / negative inverting circuit 511 is a 2-bit signal representing a redundant binary augend ∑e j i ∘. Further, the output 525 of the divisor conversion circuit 512
Is a 1-bit signal representing a binary addition number ▲ d j i ▼.
Signals 526, 527 and 528 are the same as signals 486, 487 and 488 in FIG. 3, respectively. The output 529 is a 2-bit signal representing the value of the i-th digit ▲ a j + 1 i ▼ after the decimal point of the partial remainder A (j + 1) .
正負反転回路511は、商の小数点以下第j,j−1桁
qj,qj-1の符号の相違に応じて、部分剰余の小数点以
下第i+1桁▲aj i+1▼を決定する回路である。つま
り、sign(−qj-1)×sign(−qj)=1のとき、▲e
j i▼=▲aj i+1▼,sign(−qj-1)×sign(−qj)=
−1のとき、▲ej i▼=▲j i+1▼と正負の反転を行
い、被加算数を決定する。ただし、▲aj i+1▲=−1な
らば 除数変換回路512は、商の小数点以下第j桁qjの大
きさに応じて、加算数の小数点以下第i桁▲dj i▼を決
定する回路である。つまり、q≠0のとき、▲dj i=d
i,qj=0のき、▲dj i▼=0となるように0の割り当
てにより加算数を決定する。ただしdiは除数の小数点
以下第i桁yiの値を表す。The positive / negative inverting circuit 511 determines the i + 1th digit ▲ a j i + 1 ▼ below the decimal point of the partial remainder according to the difference in the signs of the jth and j−1th digits q j and q j−1 below the quotient of the quotient. Circuit. That is, when sign (-q j-1 ) × sign (-q j ) = 1, ▲ e
j i ▼ = ▲ a j i + 1 ▼, sign (-q j-1 ) × sign (-q j ) =
In the case of -1, positive and negative inversion is performed with ▲ e j i ▼ = ▲ j i + 1 ▼ to determine the augend. However, if ▲ a j i + 1 ▲ = -1, The divisor conversion circuit 512 is a circuit that determines the i- th decimal place ▲ d j i ▼ of the addition number according to the j-th decimal place q j of the quotient. That is, when q ≠ 0, ▲ d j i = d
When i and q j = 0, the number of additions is determined by assigning 0 so that ▲ d j i ▼ = 0. However, d i represents the value of the i-th digit y i after the decimal point of the divisor.
中間和決定回路513、中間桁上げ決定回路514、お
よび最終和決定回路515は、それぞえ、第3図におけ
る473,474、および475と同様の回路である。Intermediate sum decision circuit 513, intermediate carry decision circuit 514, and final sum decision circuit 515 are the same circuits as 473, 474, and 475 in FIG. 3, respectively.
以上が第1図に示した部分剰余決定回路101,10
2,103,104,105,…の構成法についての説
明である。The above is the partial remainder determination circuits 101 and 10 shown in FIG.
2, 103, 104, 105, ... will be described.
また、初期部分剰余決定回路100は、基本的には、部
分剰余決定回路101,102,…と同様に、基本セル
470あるいは510においてq0=1の場合のセルの
アレイとして構成することができる。なお、初期部分剰
余決定回路100は、通常の2進数同士の冗長減算ある
いは、通常の2進数と各桁が非正の冗長2進数の冗長加
算であるため、各桁の中間桁上げを常に0とすることが
でき、各セルを簡単化することが可能である。Further, the initial partial remainder determination circuit 100 can basically be configured as an array of cells in the case of q 0 = 1 in the basic cell 470 or 510, similarly to the partial remainder determination circuits 101, 102, .... . Since the initial partial remainder determination circuit 100 is a redundant subtraction between normal binary numbers or a redundant addition of a normal binary number and a non-positive redundant binary number, the intermediate carry of each digit is always 0. And each cell can be simplified.
次に商決定用セル201,202,203,204,2
05,…の構成法について簡単に説明する。Next, quotient decision cells 201, 202, 203, 204, 2
The method of configuring 05, ... Will be briefly described.
第5図は、第1図における各商決定用セル201,20
2,203,204,205,…の構成例を示すブロッ
ク図である。FIG. 5 shows each quotient determination cell 201, 20 in FIG.
It is a block diagram which shows the structural example of 2,203,204,205 ,.
商決定用セル550(201,202…)は、商決定回
路551、正負反転回路552および制御信号決定回路
553から構成される。入力560,561および56
2は、それぞれ部分剰余の上位3桁▲rj 0▼,▲rj 1▼
および▲rj 2▼、あるいは▲aj 0▼,▼aj 1▼および▲
aj 2▼の値を表す2ビット信号であり、入力563は商
の小数点以下第j−1桁qj-1から決定される1ビット
信号である。信号564は、商の小数点以下第j桁qj
と符号の違いがある仮の値を表す2ビット信号である。
また、出力565は商の小数点以下第j桁qjの値を表
す2ビット信号であり、出力566は部分剰余決定回路
101,102,…を制御する2ビット信号である。The quotient decision cell 550 (201, 202 ...) Is composed of a quotient decision circuit 551, a positive / negative inversion circuit 552 and a control signal decision circuit 553. Inputs 560, 561 and 56
2 is the upper 3 digits of the partial remainder ▲ r j 0 ▼, ▲ r j 1 ▼
And ▲ r j 2 ▼, or ▲ a j 0 ▼, ▼ a j 1 ▼ and ▲
The input 563 is a 2-bit signal representing the value of a j 2 ▼, and the input 563 is a 1-bit signal determined from the j-1 th digit q j-1 below the quotient. The signal 564 is the jth digit q j below the decimal point of the quotient.
Is a 2-bit signal representing a temporary value having a sign difference.
The output 565 is a 2-bit signal that represents the value of the j-th digit q j below the decimal point of the quotient, and the output 566 is a 2-bit signal that controls the partial remainder determination circuits 101, 102 ,.
商決定回路551は、部分剰余の上位3桁560,56
1および562の値〔r0 j.r1 j 1r2 j〕SD2あるいは
〔a0 j.a1 ja2 j〕SD2によって商の小数点以下第j桁
qjの仮の値564を決定する回路である。つまり、部
分剰余の上位3桁の値が正なら仮の値は1,0なら仮の
値は0、負なら仮の値は−1である。The quotient decision circuit 551 uses the upper three digits 560, 56 of the partial remainder.
The values of 1 and 562 [r 0 j . r 1 j 1 r 2 j ] SD2 or [a 0 j . a 1 j a 2 j ] SD2 is a circuit for determining a provisional value 564 of the j-th digit q j below the decimal point of the quotient. That is, if the value of the upper 3 digits of the partial remainder is positive, the temporary value is 1, 0 if the temporary value is 0, and if negative, the temporary value is -1.
正負反転回路552は、前記の(I)の場合には省略で
き、(II)の場合には、商の小数点以下第j−1桁qj-1
の値に応じて正負の反転を行い、商の小数点以下第j桁
qjを決定する回路である。つまり、qj-1=1のとき、
1を−1に、−1を1に置き換える正負の反転を行い。
qj-1=−1,0のときは、そのままの値を出力する。The positive / negative inverting circuit 552 can be omitted in the case of the above (I), and in the case of the above (II), the j-1th digit q j-1 after the decimal point of the quotient.
It is a circuit that performs positive / negative inversion according to the value of and determines the j-th digit q j below the decimal point of the quotient. That is, when q j-1 = 1
Positive / negative inversion is performed by replacing 1 with -1 and -1 with 1.
When q j-1 = -1,0, the value is output as it is.
制御信号決定回路553は、前記(I)の場合には、商の
第j桁qjをそのまま制御信号に使用できるため、省略
でき、(II)の場合には、qjの大きさ、および−qjと−
qj-1の符号の相違の有無を決定する回路である。な
お、本回路553は商決定回路551と共通する部分が
多く、通常は素子数削減のため、これらの2回路をまと
めて共通する部分を共有化する。In the case of (I), the control signal determination circuit 553 can use the j-th digit q j of the quotient as it is as a control signal, and thus can be omitted. In the case of (II), the magnitude of q j , and −q j and −
This is a circuit that determines whether or not there is a difference in the sign of q j-1 . Note that the present circuit 553 has many parts in common with the quotient determination circuit 551, and normally, in order to reduce the number of elements, these two circuits are put together and the common part is shared.
以上が商決定用セルの構成法の説明である。The above is the description of the configuration method of the quotient determination cell.
次に、上記の構成法に従って実現した具体的な回路を上
記(II)の場合について説明する。Next, a specific circuit realized according to the above configuration method will be described in the case of (II).
まず、各信号に対し2値符号化の一例を次に示す。First, an example of binary coding for each signal is shown below.
冗長2進表現の1桁▲aj i▼あるいはqjを2ビット▲
aj i+▼ ▲aj i-▼,あるいはqj+qj-でそれぞれ表
し、−1を11,0を10,1を01と2値符号化す
る。このとき、商の小数点以下第j桁qjの大きさおよ
び符号は、それぞれqj-およびqj+で表わせる。また、
商の小数点以下第j桁qjとj-1桁qj-1との符号の相違
の有無の信号をtjとする。つまり、符号の相違があれ
ば(sign(−qj)×sign(−qj-1)=-1のとき)、t
j=0、なければ(sign(−qj)×sign(−qj-1)=
1のとき)、tj=1とする。したがって、tjは、制御
信号決定回路553において、 tj=a0+ j+.(▲aj 0-▼+▲aj 1+▼).(▲aj 0-▼+▲aj 1-▼+▲aj 2+
▼).(▲aj 0-▼+▲aj 1-▼+▲aj 2-▼+qj-1+) で決定できる。また、qj-,qj+は、それぞれ の式で決定できる。ただし、・は論理積(AND)を、
+は倫理和(OR)を、は排他的論理和(EX−O
R)を、 ▲aj i-▼+▲aj k+▼およびqj-の倫理否定を表す演算
子である。Redundant binary representation of 1 digit ▲ a j i ▼ or q j is 2 bits ▲
a j i + ▼ ▲ a j i- ▼ or q j + q j- , respectively, and -1 is 11, 11 is 0, and 1 is 01. At this time, the magnitude and sign of the j-th digit q j below the decimal point of the quotient can be represented by q j- and q j + , respectively. Also,
A signal indicating whether or not there is a sign difference between the j-th digit q j and the j-1 th digit q j-1 below the decimal point of the quotient is defined as t j . That is, if there is a difference in sign (sign (-q j) × sign (-q j-1) = - when 1), t
j = 0, otherwise (sign (−q j ) × sign (−q j-1 ) =
1), t j = 1. Therefore, t j is t j = a 0+ j +. (▲ a j 0- ▼ + ▲ a j 1+ ▼). (▲ a j 0- ▼ + ▲ a j 1- ▼ + ▲ a j 2+
▼). (▲ a j 0- ▼ + ▲ a j 1- ▼ + ▲ a j 2- ▼ + q j-1 + ). Also, q j- and q j + are respectively Can be determined by the formula. However, · is the logical product (AND),
+ Is ethical sum (OR), and is exclusive OR (EX-O
R) It is an operator representing the ethical negation of ▲ a j i- ▼ + ▲ a j k + ▼ and q j- .
さらに、第4図における加算数▲dj i▼525、中間和
▲Sj i▼526および中間桁上げ▲Cj i▼527は、そ
れぞれ、 ▲aj+1 i-▼=▲Sj i▼▲Cj i+1▼ の式で決定できる。Further, the addition number ▲ d j i ▼ 525, the intermediate sum ▲ S j i ▼ 526 and the intermediate carry ▲ C j i ▼ 527 in FIG. It can be determined by the formula : ▲ a j + 1 i- ▼ = ▲ S j i ▼ ▲ C j i + 1 ▼.
第6図は、上記の2値符号化により第4図の基本セル5
10をCMOS回路で実現した回路図の一例を示す。ゲ
ート611,625はEX−OR、ゲート612はイン
バータ、ゲート613は2入力NOR、ゲート631は
2入力NAND、ゲート632はEX−NORゲートで
ある。また、pチャンネル・トランジスタ621とnチ
ャンネル・トランジスタ622、およびpチャンネル・
トランジスタ623とnチャンネル・トランジスタ62
4は、それぞれトランスファー・ゲートを構成してい
る。FIG. 6 shows the basic cell 5 of FIG. 4 obtained by the above binary coding.
An example of a circuit diagram in which 10 is realized by a CMOS circuit is shown. The gates 611 and 625 are EX-ORs, the gate 612 is an inverter, the gate 613 is a 2-input NOR, the gate 631 is a 2-input NAND, and the gate 632 is an EX-NOR gate. Also, the p-channel transistor 621 and the n-channel transistor 622, and the p-channel transistor 621
Transistor 623 and n-channel transistor 62
Reference numerals 4 respectively constitute transfer gates.
また、▲aj i+1+▼601および▲aj i+1-▼602は第
4図における2ビットの入力521であり、除数の小数
点以下第i桁yiの論理否定yi603は第4図における
入力522である。qj-604およびtj605は第4
図における2ビットの制御信号を構成する。また、▲d
j i▼614は第4図における加算数525であり、信号
615および602が被加算数524に相当する情報を
与える。さらに、中間和を示す信号▲j i▼626ある
いは中間桁上げの有無を表す信号▲Cj i▼627,▲C
j i+1▼628は、それぞれ第4図における1ビット信号
526あるいは527,528に対応する。出力▲a
j+1 i+▼633および▲aj+1 i-▼634は第4図におけ
る部分剰余の小数点以下第i桁を表す2ビット信号52
9である。Further, ▲ a j i + 1 + ▼ 601 and ▲ a j i + 1- ▼ 602 are 2-bit inputs 521 in FIG. 4, and the logical negation y i 603 of the i-th digit y i below the decimal point of the divisor is This is the input 522 in FIG. q j- 604 and t j 605 are the fourth
A 2-bit control signal in the figure is configured. Also, ▲ d
j i ▼ 614 is the addition number 525 in FIG. 4, and signals 615 and 602 give information corresponding to the augend 524. Further, a signal ▲ j i ▼ 626 indicating an intermediate sum or a signal ▲ C j i 627, ▲ C indicating the presence or absence of an intermediate carry.
j i + 1 ▼ 628 corresponds to the 1-bit signal 526 or 527, 528 in FIG. 4, respectively. Output ▲ a
j + 1 i + ▼ 633 and ▲ a j + 1 i- ▼ 634 are 2-bit signals 52 representing the i-th digit after the decimal point of the partial remainder in FIG.
It is 9.
また、第4図における除数変換回路512はNORゲー
ト613で、正負反転回路511はEX−ORゲート6
11およびトランスファー・ゲート621,622によ
って、中間和決定回路513の核はEX−OR625
で、中間桁上げ決定回路514はインバータ612,ト
ランスファー・ゲート621,622およびトランスフ
ァー・ゲート623,624によって、最終和決定回路
515はNANDゲート631およびEX−NORゲー
ト632によって、それぞれ構成されている。The divisor conversion circuit 512 in FIG. 4 is a NOR gate 613, and the positive / negative inversion circuit 511 is an EX-OR gate 6.
11 and the transfer gates 621 and 622, the kernel of the intermediate sum decision circuit 513 is EX-OR625.
The intermediate carry decision circuit 514 is composed of an inverter 612, transfer gates 621 and 622 and transfer gates 623 and 624, and the final sum decision circuit 515 is composed of a NAND gate 631 and an EX-NOR gate 632.
なお、本例ではトランスファー・ゲートを用いている
が、通常のゲートを用いて実現することも可能である。Although the transfer gate is used in this example, it can be realized by using a normal gate.
第7図は、第6図においてトランスファー・ゲートを使
用した部分回路700をNORゲートによって構成した
一例である。ゲート701,702,703は共に2入
力ゲートであり、この場合、ゲート701および612
は第4図における正負反転回路511の一部分を、ゲー
ト702および703は中間桁上げ決定回路527を構
成する。ただし、第7図のようにすると回路の段数およ
び素子数が増えるので、複合ゲートを用いた構成も可能
である。FIG. 7 is an example in which the partial circuit 700 using the transfer gate in FIG. 6 is configured by a NOR gate. Gates 701, 702 and 703 are both 2-input gates, in this case gates 701 and 612.
Represents a part of the positive / negative inverting circuit 511 in FIG. 4, and the gates 702 and 703 form an intermediate carry determining circuit 527. However, as shown in FIG. 7, since the number of stages and the number of elements of the circuit increase, a configuration using a composite gate is also possible.
次に、第5図の商決定用セル550のCMOS回路での
実現について説明する。Next, the implementation of the quotient decision cell 550 of FIG. 5 in a CMOS circuit will be described.
第8図は、前記の2値符号化による商決定用セル550
の一実施例を示すCMOS回路図である。図中、ゲート
811はインバータ、ゲート813および823は2入
力のNOR、ゲート814,815および822は3入
力のNOR、ゲート812および821は4入力NO
R、ゲート831はEX−NORゲートである。FIG. 8 shows a quotient determination cell 550 by the above-mentioned binary encoding.
FIG. 3 is a CMOS circuit diagram showing one example. In the figure, a gate 811 is an inverter, gates 813 and 823 are 2-input NORs, gates 814, 815 and 822 are 3-input NORs, and gates 812 and 821 are 4-input NOs.
The R gate 831 is an EX-NOR gate.
また、▲aj 0+▼801および▲aj 0-▼802は第5図
における2ビット入力560であり、▲aj 1+▼803
および▲aj 1-▼804は2ビット入力561であり、
▲aj 2+▼805および▲aj 2-▼806は2ビット入力
562である。入力qj-1+807は第5図における上位
の商決定用セルからの入力信号563である。また、出
力qj+832およびqj-833は商の小数点以下第j桁
を表す2ビット信号565であり、出力qj-833およ
びtj834はj段にある各基本セル510を制御する
2ビット信号である。Further, ▲ a j 0+ ▼ 801 and ▲ a j 0- ▼ 802 are 2-bit inputs 560 in FIG. 5, and ▲ a j 1+ ▼ 803
And ▲ a j 1- 804 are 2-bit inputs 561,
▲ a j 2+ ▼ 805 and ▲ a j 2- ▼ 806 are 2-bit inputs 562. Input q j-1 + 807 is the input signal 563 from the upper quotient decision cell in FIG. Further, the outputs q j + 832 and q j− 833 are 2-bit signals 565 representing the j-th place after the decimal point of the quotient, and the outputs q j− 833 and t j 834 control the basic cells 510 in the j-th stage. It is a bit signal.
また、第5図おける商決定回路551はインバータ81
1、NORゲート813,814、および815によっ
て構成され、正負反転回路552なNORゲート823
およびEX−NORゲート831によって構成される。
また、制御信号決定回路553はインバータ811、N
ORゲート812,813,814,821,および8
15によって構成される。なお、インバータ811、N
ORゲート813,814、および815は、商決定回
路551と制御信号決定回路553で共通に使用されて
いる。Further, the quotient decision circuit 551 in FIG.
1 and NOR gates 813, 814, and 815, and a NOR gate 823 which is a positive / negative inverting circuit 552.
And an EX-NOR gate 831.
In addition, the control signal determination circuit 553 includes inverters 811 and N.
OR gates 812, 813, 814, 821, and 8
It is composed of 15. Inverters 811, N
The OR gates 813, 814, and 815 are commonly used by the quotient decision circuit 551 and the control signal decision circuit 553.
以上に本実施例における(II)の場合のCMOS回路によ
る実現の一例を説明した。上記例では、2値符号化にお
いて、部分剰余▲aj i▼と商qjとを同じ符号割当てに
したが、それぞれ異なる2値符号化を行ってもよい。ま
た、(II)の場合も同様にCMOS回路で容易に実現でき
る。なお、本実施例では冗長2進数と通常の2進数の加
算についてのみ説明したが、減算についても同様にして
実施例を作成することが可能である。An example of implementation by the CMOS circuit in the case of (II) in this embodiment has been described above. In the above example, in the binary encoding, the partial remainders a j i and the quotients q j are assigned the same code, but different binary encodings may be performed. Further, also in the case of (II), it can be easily realized by the CMOS circuit. Although only the addition of the redundant binary number and the normal binary number has been described in the present embodiment, the embodiment can be similarly created for the subtraction.
なお、第6図の基本セルは、6トランジスタのEX−O
R,EX−NORを使用すると32トランジスタであ
り、クリティカル・パスのゲート数は3ゲートとなる。
また、第8図の商決定用セルでは、トランジスタ数が5
0トランジスタであり、クリティカル・パスのゲート数
が2段となる。The basic cell shown in FIG. 6 is a 6-transistor EX-O.
When R and EX-NOR are used, there are 32 transistors, and the number of gates in the critical path is 3.
In addition, in the quotient determination cell of FIG.
It is a 0 transistor, and the number of gates in the critical path is two stages.
また、本実施例では、特に除算器をCMOS回路の2値
論理で実現しらが、本発明は他のテクノロジ(例えば、
NMOS,ECL,TTL等)あるいは多値論理を用い
ても容易に実現できる。さらに、乗算器に対しても同様
にして本発明を実施することができる。Further, in the present embodiment, the divider is realized by the binary logic of the CMOS circuit, but the present invention is not limited to other technologies (for example,
It can be easily realized by using NMOS, ECL, TTL, etc.) or multi-valued logic. Further, the present invention can be similarly implemented for the multiplier.
本実施例によれば、除算器CMOS回路によって、商1
桁当りの演算に要する遅延が5ゲート程度であり、かつ
30トランジスタ程度の素子から構成される基本セルお
よび50トランジスタ程度の商決定用セルの規則正しい
配列構造の組合せ回路として実現できるため、順次桁上
げ加算器を用いた従来の減算シフト形除算器に比べ、ト
ランジスタ数でほぼ半分程度、計算時間(ゲートの段
数)において32ビットの除算で約12分の1、64ビ
ットで約24分の1程度になり、さらに、冗長2進加減
算器を用いた従来の減算シフト形除算器に比べ、トラン
ジスタ数でほぼ半分程度になる。According to this embodiment, the quotient 1 is obtained by the divider CMOS circuit.
Since the delay required for calculation per digit is about 5 gates, and it can be realized as a combinational circuit of a regular array structure of a basic cell composed of elements of about 30 transistors and a quotient decision cell of about 50 transistors, the carry is carried sequentially. Compared with the conventional subtraction shift type divider using an adder, the number of transistors is about half, about 1/12 in 32-bit division in calculation time (number of stages of gates), and about 1/24 in 64-bit. Furthermore, the number of transistors is about half that of the conventional subtractive shift type divider using the redundant binary adder / subtractor.
したがって、除算器の回路素子の削減、VLSI化の容
易性、および高速化等に効果がある。Therefore, it is effective in reducing the number of circuit elements of the divider, facilitating VLSI implementation, and speeding up.
発明の効果 本発明によれば、除算の内部演算にあらわれる加減算
を、各桁に負値を許す拡張SD表現数と各桁が非負の通
常のr進数との冗長加算回路、あるいは冗長減算回路の
どちらか一方のみで組合せ回路として実現でき、加減算
の各桁の桁上げあるいは桁借りが高々1桁した伝播しな
いようにすることができるので、(1)演算処理装置の素
子数が削減でき、(2)加減算が桁数によらず一定時間で
高速処理できるため、演算処理装置の高速化が図れ、さ
らに、(3)演算処理装置のLSI化が容易かつ経済的に
行える等の効果がある。Effects of the Invention According to the present invention, the addition or subtraction that appears in the internal operation of division is performed by the redundant addition circuit or the redundant subtraction circuit of the extended SD expression number that allows a negative value in each digit and the normal r-adic number in which each digit is nonnegative. Only one of them can be realized as a combinational circuit, and it is possible to prevent the carry or borrow of each digit of addition and subtraction from propagating at most one digit. Therefore, (1) the number of elements of the arithmetic processing unit can be reduced, 2) Since the addition and subtraction can be processed at high speed in a fixed time regardless of the number of digits, the operation processing device can be speeded up, and further, (3) the operation processing device can be easily and economically integrated into an LSI.
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図は第1図の部分剰余決定回路の一構成例を示すブロ
ック図、第3図、第4図は第2図の冗長加算用セルにお
ける基本セルの構造を示すブロック図、第5図は第1図
における商決定用セルの構造を示すブロック図、第6図
は第4図の基本セルのCMOS回路図、第7図は第6図
のトランスファー・ゲートの説明のための図、第8図は
第5図の商決定用セルのCMOS回路図である。 100……初期部分剰余決定回路、101,102,1
03,104,105……部分剰余決定回路、201,
202,203,204,205……商決定用セル、1
0……r進への変換回路、20……被除数、40……除
数、60……商、310,311,312,313……
冗長加算用セル、470,510……基本セル、472
……加算数決定回路、511……正負反転回路、512
……除数変換回路、474,514……中間桁上げ決定
回路、473,513……中間和決定回路、475,5
15……最終和決定回路、551……商決定回路、55
2……正負反転回路、553……制御信号決定回路。1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the partial remainder determination circuit of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are of FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the basic cell in the redundant addition cell, FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the quotient determination cell in FIG. 1, and FIG. 6 is a CMOS circuit diagram of the basic cell in FIG. 6 is a diagram for explaining the transfer gate of FIG. 6, and FIG. 8 is a CMOS circuit diagram of the quotient determination cell of FIG. 100 ... Initial partial remainder determination circuit, 101, 102, 1
03, 104, 105 ... Partial remainder determination circuit, 201,
202, 203, 204, 205 ... quotient decision cell, 1
0 ... R-adic conversion circuit, 20 ... dividend, 40 ... divisor, 60 ... quotient, 310, 311, 312, 313 ...
Redundant addition cell, 470, 510 ... Basic cell, 472
...... Addition number determination circuit, 511 ... Positive / negative inversion circuit, 512
…… Divisor conversion circuit, 474,514 …… Intermediate carry determination circuit, 473,513 …… Intermediate sum determination circuit, 475,5
15 ... Final sum decision circuit, 551 ... Quotation decision circuit, 55
2 ... Positive / negative inverting circuit, 553 ... Control signal determining circuit.
Claims (9)
段と、前記商決定手段によって求められた商に対する剰
余を求め、符号付ディジット表現の部分剰余として出力
する部分剰余決定手段とを備えた演算処理装置であっ
て、 前記部分剰余決定手段が、符号付ディジット表現の部分
剰余の各桁毎に、 (a)符号付ディジット数の加算(減算)における中間
桁上げ(中間桁借り)を決定する中間桁上げ(中間桁借
り)決定手段と、 (b)前記加算(減算)における中間和(中間差)を決
定する中間和(中間差)決定手段と、 (c)前記中間和(中間差)決定手段で求めた中間和
(中間差)と一桁下位桁に設けられた前記中間桁上げ
(中間桁借り)決定手段で求めた下位からの中間桁上げ
(中間桁借り)とから加算(減算)の結果を決定し、符
号付ディジット数として出力する最終和(最終差)決定
手段と、 (d)制御信号と符号付ディジット数または2進数とを
入力して、その制御信号の値によりその符号付ディジッ
ト数または2進数の符号を反転する符号反転手段とを有
し、 前記中間桁上げ(中間桁借り)決定手段および前記中間
和(中間差)決定手段が共に前記符号反転手段の出力を
少なくとも一つの共通の入力とすることを特徴とする演
算処理装置。1. A quotient determining means for determining one digit of a quotient in division, and a partial remainder determining means for obtaining a remainder for the quotient obtained by the quotient determining means and outputting it as a partial remainder of a signed digit representation. In the arithmetic processing unit, the partial remainder determining means performs (a) intermediate carry (intermediate carry) in addition (subtraction) of the number of signed digits for each digit of the partial remainder of the signed digit representation. Intermediate carry (intermediate carry) determining means for determining, (b) intermediate sum (intermediate difference) determining means for determining intermediate sum (intermediate difference) in the addition (subtraction), and (c) intermediate sum (intermediate sum) Addition from the intermediate sum (intermediate difference) obtained by the difference determining means and the intermediate carry (intermediate borrowing) from the lower order obtained by the intermediate carry (intermediate borrowing) determining means provided in the one-digit lower digit Determine the result of (subtraction) and mark A final sum (final difference) determining means for outputting as a number of digits with a sign, and (d) a control signal and a number of digits with a sign or a binary number are input, and the number of digits with a sign or a binary number is input according to the value of the control signal. And an intermediate carry (borrow) determination means and an intermediate sum (intermediate difference) determination means that both output the sign inversion means to at least one common input. An arithmetic processing unit characterized by:
よりその除数を定数に入れ替えて出力する定数設定手段
を有し、 中間桁上げ(中間桁借り)決定手段および中間和(中間
差)決定手段が共に前記定数設定手段の出力を少なくと
も一つの共通の入力とすることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の演算処理装置。2. The method further comprises (e) a constant setting means for inputting a control signal and a divisor, and replacing the divisor with a constant according to the value of the control signal and outputting the constant, and an intermediate carry (borrow) determining means. The arithmetic processing device according to claim 1, wherein the intermediate sum (intermediate difference) determining means both use the output of the constant setting means as at least one common input.
付ディジット数と2進数との加算(減算)における中間
桁上げ(中間桁借り)を決定し、 中間和(中間差)決定手段が前記加算(減算)における
中間和(中間差)を決定することを特徴とする特許請求
の範囲第1項または第2項記載の演算処理装置。3. An intermediate carry (intermediate borrow) determining means determines an intermediate carry (intermediate borrow) in addition (subtraction) of a signed digit number and a binary number, and an intermediate sum (intermediate difference) determining means. Determines the intermediate sum (intermediate difference) in the addition (subtraction). 4. The arithmetic processing unit according to claim 1, wherein
とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の演算処理装
置。4. The arithmetic processing unit according to claim 3, wherein the sign inverting means sign-inverts the binary divisor according to the value of the control signal.
まま、または0に置き換えて出力することを特徴とする
特許請求の範囲第3項または第4項記載の演算処理装
置。5. The constant setting means outputs the binary divisor inputted as it is or after replacing it with 0 according to the value of the control signal, and outputs the divisor. Processing unit.
ディジット数をそのまま、または前記符号付ディジット
数の各桁毎に正負の符号を反転した符号付ディジット数
を出力することを特徴とする特許請求の範囲第1項、第
2項または第3項のいずれかに記載の演算処理装置。6. A sign inversion means, as the number of signed digits representing a partial remainder, is changed by a value of a 1-bit control signal, or a number of signed digits obtained by inverting a positive / negative sign for each digit of the number of signed digits. The arithmetic processing unit according to any one of claims 1, 2, and 3, which outputs the following.
信号の値によりその符号付ディジット数の符号を反転す
る符号反転手段を有することを特徴とする特許請求の範
囲第6項記載の演算処理装置。7. A quotient determining means has a sign reversing means for inputting a control signal and a number of signed digits and inverting the sign of the number of signed digits according to the value of the control signal. The arithmetic processing unit according to claim 6.
和(中間差)決定手段と最終和(最終差)決定手段と符
号反転手段と定数設定手段とをそれぞれ内部演算の1桁
分の演算に対応するセルによって構成し、複数の前記セ
ルの配列構造を有することを特徴とする特許請求の範囲
第2項記載の演算処理装置。8. An intermediate carry (intermediate carry) deciding means, an intermediate sum (intermediate difference) deciding means, a final sum (final difference) deciding means, a sign inverting means and a constant setting means respectively for one digit of internal calculation. The arithmetic processing device according to claim 2, wherein the arithmetic processing device is configured by cells corresponding to the operation of (3) and has an array structure of a plurality of the cells.
テージから構成される配列構造を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項または第2項記載の演算処理装
置。9. An arithmetic processing unit according to claim 1, wherein the quotient determining means and the partial remainder determining means have an array structure composed of a plurality of stages.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152452A JPH061434B2 (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Processor |
| US07/066,817 US4873660A (en) | 1986-06-27 | 1987-06-25 | Arithmetic processor using redundant signed digit arithmetic |
| US03/239,243 US5031136A (en) | 1986-06-27 | 1990-05-07 | Signed-digit arithmetic processing units with binary operands |
| US07/599,275 US5153847A (en) | 1986-06-27 | 1990-10-16 | Arithmetic processor using signed digit representation of internal operands |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61152452A JPH061434B2 (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Processor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638825A JPS638825A (en) | 1988-01-14 |
| JPH061434B2 true JPH061434B2 (en) | 1994-01-05 |
Family
ID=15540828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61152452A Expired - Lifetime JPH061434B2 (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061434B2 (en) |
-
1986
- 1986-06-27 JP JP61152452A patent/JPH061434B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS638825A (en) | 1988-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lu | Arithmetic and logic in computer systems | |
| JPS6055438A (en) | 2 input adder | |
| US4878192A (en) | Arithmetic processor and divider using redundant signed digit arithmetic | |
| JP3436994B2 (en) | Shift device | |
| US5251164A (en) | Low-power area-efficient absolute value arithmetic unit | |
| JPS584369B2 (en) | Digit Validity Tracker | |
| US4873660A (en) | Arithmetic processor using redundant signed digit arithmetic | |
| US4866655A (en) | Arithmetic processor and divider using redundant signed digit | |
| JPH08161152A (en) | Floating point arithmetic unit | |
| US4935892A (en) | Divider and arithmetic processing units using signed digit operands | |
| Kuninobu et al. | High speed MOS multiplier and divider using redundant binary representation and their implementation in a microprocessor | |
| US5206825A (en) | Arithmetic processor using signed-digit representation of external operands | |
| US5153847A (en) | Arithmetic processor using signed digit representation of internal operands | |
| JPH061433B2 (en) | Processor | |
| JPH061434B2 (en) | Processor | |
| JPH061435B2 (en) | Processor | |
| JPH061437B2 (en) | Processor | |
| JPH0667852A (en) | Divider | |
| JPH0614318B2 (en) | Processor | |
| Quach | Reducing the latency of floating-point arithmetic operations | |
| Latha et al. | Residue-to-Binary converters for the seven moduli set {2 n-5-1, 2 n-3-1, 2 n-2+ 1, 2 n-1-1, 2 n-1+ 1, 2n, 2 n+ 1} for n even | |
| JPH0528407B2 (en) | ||
| JP2681968B2 (en) | Arithmetic processing unit | |
| JPH0614317B2 (en) | Processor | |
| JPH083788B2 (en) | Processor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |