JPH06187124A - 非同期演算器とディジタルデータを交換する方法、この方法を実現するディジタルレジスタ、及びこのレジスタを有する計算ユニット - Google Patents
非同期演算器とディジタルデータを交換する方法、この方法を実現するディジタルレジスタ、及びこのレジスタを有する計算ユニットInfo
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- JPH06187124A JPH06187124A JP5168896A JP16889693A JPH06187124A JP H06187124 A JPH06187124 A JP H06187124A JP 5168896 A JP5168896 A JP 5168896A JP 16889693 A JP16889693 A JP 16889693A JP H06187124 A JPH06187124 A JP H06187124A
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
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- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/41—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一定周波数のクロックにより駆動されるユニ
ットの計算割合を増加する使用を目的とする。 【構成】 ディジタルレジスタは、ディジタルデータの
各ビットについて、並行に取り付けられた一対のフリッ
プフロップ(2、12)を具備する。各フリップフロッ
プそれぞれメモリセル(3、13)と、メモリセルにビ
ット値を書き込むロード手段(4、14)と、メモリセ
ルに書き込まれたビット値を供給する読み出し手段
(5、15)とを有する。二つのフリップフロップのロ
ード手段及び読み出し手段は周期的に同一クロック周波
数(F)で使用許可にされる。二つのフリップフロップ
の各読み出し手段は実質的に交互に使用許可にされる。
各フリップフロップの読み出し手段はこのフリップフロ
ップのロード手段が使用許可にされている間に使用禁止
にされる。
ットの計算割合を増加する使用を目的とする。 【構成】 ディジタルレジスタは、ディジタルデータの
各ビットについて、並行に取り付けられた一対のフリッ
プフロップ(2、12)を具備する。各フリップフロッ
プそれぞれメモリセル(3、13)と、メモリセルにビ
ット値を書き込むロード手段(4、14)と、メモリセ
ルに書き込まれたビット値を供給する読み出し手段
(5、15)とを有する。二つのフリップフロップのロ
ード手段及び読み出し手段は周期的に同一クロック周波
数(F)で使用許可にされる。二つのフリップフロップ
の各読み出し手段は実質的に交互に使用許可にされる。
各フリップフロップの読み出し手段はこのフリップフロ
ップのロード手段が使用許可にされている間に使用禁止
にされる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非同期演算器とディジタ
ルデータを交換する方法に関する。本発明はまたこの方
法を実現するためのディジタルレジスタに関し、同様に
このレジスタを具備する計算ユニットに関する。
ルデータを交換する方法に関する。本発明はまたこの方
法を実現するためのディジタルレジスタに関し、同様に
このレジスタを具備する計算ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路に使用される技術の進歩の主と
する目的は処理速度を向上することである。これらの回
路はクオーツクロックであってその周波数が実際には制
限されるものによってしばしば駆動されている。今日、
25MHzにより大きな自然周波数のクオーツで集積回
路を駆動することはコストの理由のため現実的な解決で
はない。
する目的は処理速度を向上することである。これらの回
路はクオーツクロックであってその周波数が実際には制
限されるものによってしばしば駆動されている。今日、
25MHzにより大きな自然周波数のクオーツで集積回
路を駆動することはコストの理由のため現実的な解決で
はない。
【0003】このクロック周波数は処理割合に関して回
路の性能を制限するファクタとなり得る。かくして、回
路は非同期演算器、演算器又は論理演算器であって、こ
れらを駆動するのに使用されるクオーツクロックの周波
数より大きい、入力及び出力でのデータ交換割合に到達
し得るものを具備し得る。これらの演算器の可能性はそ
のため利用されるには不足している。
路の性能を制限するファクタとなり得る。かくして、回
路は非同期演算器、演算器又は論理演算器であって、こ
れらを駆動するのに使用されるクオーツクロックの周波
数より大きい、入力及び出力でのデータ交換割合に到達
し得るものを具備し得る。これらの演算器の可能性はそ
のため利用されるには不足している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上の点に鑑み、本発
明の目的は計算ユニット、演算装置であって、一又はそ
れ以上の非同期演算器を有しさらに一定周波数のクロッ
ク信号により駆動されるものの処理割合を向上するこ
と、換言すれば、低周波のクロックを使用することによ
り一定の割合で計算ユニットを動作する方法を提案する
ことである。
明の目的は計算ユニット、演算装置であって、一又はそ
れ以上の非同期演算器を有しさらに一定周波数のクロッ
ク信号により駆動されるものの処理割合を向上するこ
と、換言すれば、低周波のクロックを使用することによ
り一定の割合で計算ユニットを動作する方法を提案する
ことである。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、この目的は少なくとも一ビットを有するディジタル
データをディジタルレジスタの手段により非同期演算器
と交換する方法により達成され、この方法ではこのディ
ジタルレジスタは、各ビットについて、並行に取り付け
られる一対のフリップーフロップであって、これらのそ
れぞれがメモリセルをそれぞれに有するものと、メモリ
セルにビットの値を書き込むロード手段と、メモリセル
に書き込まれたビットの値を供給する読み出し手段とを
具備し、さらにこの方法ではロード手段及び二つのフリ
ップフロップの読み出し手段は同一のクロック周波数で
周期的に使用許可にされまた使用禁止にされ、さらにこ
の方法では二つのフリップフロップの各読み出し手段は
実質的に交互に使用許可にされ、さらに各フリップフロ
ップの読み出し手段はこのフリップフロップのロード手
段が使用許可にされる間に使用禁止にされる。
ば、この目的は少なくとも一ビットを有するディジタル
データをディジタルレジスタの手段により非同期演算器
と交換する方法により達成され、この方法ではこのディ
ジタルレジスタは、各ビットについて、並行に取り付け
られる一対のフリップーフロップであって、これらのそ
れぞれがメモリセルをそれぞれに有するものと、メモリ
セルにビットの値を書き込むロード手段と、メモリセル
に書き込まれたビットの値を供給する読み出し手段とを
具備し、さらにこの方法ではロード手段及び二つのフリ
ップフロップの読み出し手段は同一のクロック周波数で
周期的に使用許可にされまた使用禁止にされ、さらにこ
の方法では二つのフリップフロップの各読み出し手段は
実質的に交互に使用許可にされ、さらに各フリップフロ
ップの読み出し手段はこのフリップフロップのロード手
段が使用許可にされる間に使用禁止にされる。
【0006】メモリセルを有するフリップフロップの並
行構成はクロック周波数の二倍である割合で演算器とデ
ィジタルデータを交換することを可能にする。クロック
の各周期中に、二つの連続値は二つの並行取付メモリセ
ルにそれぞれ書き込まれる。これらの二つの値は半周期
のタイムシフトでさらにクロック周波数の二倍に等しい
割合でレジスタの出力に供給される。
行構成はクロック周波数の二倍である割合で演算器とデ
ィジタルデータを交換することを可能にする。クロック
の各周期中に、二つの連続値は二つの並行取付メモリセ
ルにそれぞれ書き込まれる。これらの二つの値は半周期
のタイムシフトでさらにクロック周波数の二倍に等しい
割合でレジスタの出力に供給される。
【0007】本発明の第2の特徴は上記方法を実現する
ためのディジタルレジスタに関する。非同期の演算器と
少なくとも一つのビットを含むディジタルデータを交換
するため、このディジタルレジスタは、各ビットについ
て、並行に取り付けられた一対のフリップフロップであ
ってこれらのフリップフロップそれぞれがメモリセルを
それぞれに有するものと、メモリセルにビットの値を書
き込むロード手段と、メモリセルに書き込まれたビット
の値を供給する読み出し手段とを具備し、このディジタ
ルレジスタにおいて二つのフリップフロップのロード手
段序及び読み出し手段は周期的に同一のクロック周波数
で使用許可にされさらに使用禁止にされるように構成さ
れ、このようにして二つのフリップフロップの各読み出
し手段が実質的に交互に使用許可にされ、さらにこのデ
ィジタルレジスタにおいて各フリップフロップはこのフ
リップフロップのロード手段が使用許可にされる間に使
用禁止にされる。
ためのディジタルレジスタに関する。非同期の演算器と
少なくとも一つのビットを含むディジタルデータを交換
するため、このディジタルレジスタは、各ビットについ
て、並行に取り付けられた一対のフリップフロップであ
ってこれらのフリップフロップそれぞれがメモリセルを
それぞれに有するものと、メモリセルにビットの値を書
き込むロード手段と、メモリセルに書き込まれたビット
の値を供給する読み出し手段とを具備し、このディジタ
ルレジスタにおいて二つのフリップフロップのロード手
段序及び読み出し手段は周期的に同一のクロック周波数
で使用許可にされさらに使用禁止にされるように構成さ
れ、このようにして二つのフリップフロップの各読み出
し手段が実質的に交互に使用許可にされ、さらにこのデ
ィジタルレジスタにおいて各フリップフロップはこのフ
リップフロップのロード手段が使用許可にされる間に使
用禁止にされる。
【0008】このディジタルレジスタは非同期演算器の
入力又は出力のいずれかに配設される。本発明の第3の
特徴は、同期演算器、少なくとも一つのレジスタ及び出
力レジスタを具備する計算ユニットに関し、これにおい
て各入力レジスタ及び出力レジスタが上記した形のディ
ジタルレジスタである。
入力又は出力のいずれかに配設される。本発明の第3の
特徴は、同期演算器、少なくとも一つのレジスタ及び出
力レジスタを具備する計算ユニットに関し、これにおい
て各入力レジスタ及び出力レジスタが上記した形のディ
ジタルレジスタである。
【0009】
【実施例】本発明の他の特徴及び利益は好ましく非限定
説明用の実施例の下記記載で判明し添付図面と結合して
読んで理解されるであろう。図1を説明する。本発明に
係る計算ユニット1は非同期演算器OPを具備する。演
算器OPは演算又は論理演算器であり得る。計算ユニッ
ト1は二つの入力バスBE1、BE2を介してさらに出
力バスBSを介して出力側と接続される。表された例で
は、計算ユニット1はそれぞれぞれ入力バスBE1、B
E2に接続され、さらに二つのバスBS1、BS2を介
して演算器OPに供給する二つのレジスタE1、E2を
具備する。計算ユニット1はさらに出力バスBSに接続
されまたバスBRを介して演算器OPからデータを受け
る出力レジスタSを具備する。
説明用の実施例の下記記載で判明し添付図面と結合して
読んで理解されるであろう。図1を説明する。本発明に
係る計算ユニット1は非同期演算器OPを具備する。演
算器OPは演算又は論理演算器であり得る。計算ユニッ
ト1は二つの入力バスBE1、BE2を介してさらに出
力バスBSを介して出力側と接続される。表された例で
は、計算ユニット1はそれぞれぞれ入力バスBE1、B
E2に接続され、さらに二つのバスBS1、BS2を介
して演算器OPに供給する二つのレジスタE1、E2を
具備する。計算ユニット1はさらに出力バスBSに接続
されまたバスBRを介して演算器OPからデータを受け
る出力レジスタSを具備する。
【0010】演算器OPは入力レジスタE1、E2を介
して二つの二つのオペランドを受け、さらに出力レジス
タSを介して結果を送出する。二つのオペランド及びそ
の結果はディジタルデータでありそれぞれはある数のビ
ットを有する。レジスタE1、E2、Sは図2に表され
る型のレジスタ要素の並行構成からなり、一つのレジス
タ要素が各ビットに対応する。
して二つの二つのオペランドを受け、さらに出力レジス
タSを介して結果を送出する。二つのオペランド及びそ
の結果はディジタルデータでありそれぞれはある数のビ
ットを有する。レジスタE1、E2、Sは図2に表され
る型のレジスタ要素の並行構成からなり、一つのレジス
タ要素が各ビットに対応する。
【0011】図2を説明する。本発明に係る各レジスタ
要素は並行でレジスタ要素の入力IN及び出力OUT間
に取り付けられる一対のフリップフロップ2、12を具
備する。これらの二つのフリップフロップ2、12のそ
れぞれはメモリセル3、13と、メモリセル3、13に
ビットの値を書き込むロード手段4、14と、メモリセ
ル3、13に書き込まれたビット値を供給するために読
み出す手段5、15とをそれぞれ具備する。メモリセル
3、13のそれぞれは、知られているように、インバー
タ6、16と;抵抗インバータ7、17であってその入
力がインバータ6、16の出力に接続され、かつその出
力がインバータ6、16の入力に接続されるものとを具
備する。
要素は並行でレジスタ要素の入力IN及び出力OUT間
に取り付けられる一対のフリップフロップ2、12を具
備する。これらの二つのフリップフロップ2、12のそ
れぞれはメモリセル3、13と、メモリセル3、13に
ビットの値を書き込むロード手段4、14と、メモリセ
ル3、13に書き込まれたビット値を供給するために読
み出す手段5、15とをそれぞれ具備する。メモリセル
3、13のそれぞれは、知られているように、インバー
タ6、16と;抵抗インバータ7、17であってその入
力がインバータ6、16の出力に接続され、かつその出
力がインバータ6、16の入力に接続されるものとを具
備する。
【0012】知られているように、各フリップフロップ
2、12のロード手段4、14はn−チャンネル電界効
果トランジスタ及びp−チャンネル電界効果トランジス
タであってそのソース/ドレン回路がn−チャンネル電
界効果トランジスタのそれと並行に取り付けられている
ものを具備する。各フリップフロップ2、12の読み出
し手段5、15はロード手段4、14のそれに同一の構
造を有する。
2、12のロード手段4、14はn−チャンネル電界効
果トランジスタ及びp−チャンネル電界効果トランジス
タであってそのソース/ドレン回路がn−チャンネル電
界効果トランジスタのそれと並行に取り付けられている
ものを具備する。各フリップフロップ2、12の読み出
し手段5、15はロード手段4、14のそれに同一の構
造を有する。
【0013】メモリセル3、13が逆転すると、二つの
フリップフロップ2、12はインバータ20を介してレ
ジスタ要素の出力OUTに接続される。二つのフリップ
フロップ2、2のロード手段4、14及び読み出し手段
5、15は周期的に同一のクロック周波数F=1/Tで
使用許可にされさらに使用禁止にされる。クオーツ(表
されていない)は周波数Fで直通信号方式のインバータ
ゲートを介してデューティサイクル0.5.のクロック
信号H0を送出し、さらに第1のクロック信号H0に相
補形である第2のクロック信号NH0が得られうる。第
1のクロック信号H0は第1のフリップフロップ2のロ
ード手段4のn−チャンネル電界効果トランジスタのゲ
ートに、第1のフリップフロップ2のロード手段5のp
−チャンネル電界効果トランジスタのゲートに、第2の
フリップフロップ12のロード手段14のp−チャンネ
ル電界効果トランジスタのゲートに、さらに第2のフリ
ップフロップ12の読み出し手段15のn−チャンネル
電界効果トランジスタのゲートにアドレス指定される。
相補形クロック信号NH0は第1のフリップフロップ2
のロード手段4のp−チャンネル電界効果トランジスタ
のゲートに、第1のフリップフロップ2の読み出し手段
5のn−チャンネル電界効果トランジスタのゲートに、
第2のフリップフロップ12のロード手段14のn−チ
ャンネル電界効果トランジスタのゲートに、第2のフリ
ップフロップ12の読み出し手段15のp−チャンネル
電界効果トランジスタのゲートにアドレス指定される。
かくして、第1のフリップフロップ2のロード手段4及
び第2のフリップフロップ12の読み出し手段15は第
1のクロック信号H0が高状態にあるとき使用許可にさ
れる。第1のフリップフロップ2の読み出し手段5及び
第2のフリップフロップ12のロード手段14は第2の
クロック信号NH0が高状態にあるとき使用許可にされ
る。
フリップフロップ2、12はインバータ20を介してレ
ジスタ要素の出力OUTに接続される。二つのフリップ
フロップ2、2のロード手段4、14及び読み出し手段
5、15は周期的に同一のクロック周波数F=1/Tで
使用許可にされさらに使用禁止にされる。クオーツ(表
されていない)は周波数Fで直通信号方式のインバータ
ゲートを介してデューティサイクル0.5.のクロック
信号H0を送出し、さらに第1のクロック信号H0に相
補形である第2のクロック信号NH0が得られうる。第
1のクロック信号H0は第1のフリップフロップ2のロ
ード手段4のn−チャンネル電界効果トランジスタのゲ
ートに、第1のフリップフロップ2のロード手段5のp
−チャンネル電界効果トランジスタのゲートに、第2の
フリップフロップ12のロード手段14のp−チャンネ
ル電界効果トランジスタのゲートに、さらに第2のフリ
ップフロップ12の読み出し手段15のn−チャンネル
電界効果トランジスタのゲートにアドレス指定される。
相補形クロック信号NH0は第1のフリップフロップ2
のロード手段4のp−チャンネル電界効果トランジスタ
のゲートに、第1のフリップフロップ2の読み出し手段
5のn−チャンネル電界効果トランジスタのゲートに、
第2のフリップフロップ12のロード手段14のn−チ
ャンネル電界効果トランジスタのゲートに、第2のフリ
ップフロップ12の読み出し手段15のp−チャンネル
電界効果トランジスタのゲートにアドレス指定される。
かくして、第1のフリップフロップ2のロード手段4及
び第2のフリップフロップ12の読み出し手段15は第
1のクロック信号H0が高状態にあるとき使用許可にさ
れる。第1のフリップフロップ2の読み出し手段5及び
第2のフリップフロップ12のロード手段14は第2の
クロック信号NH0が高状態にあるとき使用許可にされ
る。
【0014】クロック信号H0、NH0が相互に相補形
であるので、二つのフリップフロップ2、12の各読み
出し手段5、15は交互に使用許可にされ、さらに各フ
リップフロップ2、12の読み出し手段5、15はこの
フリップフロップのロード手段4、4が使用許可にされ
ている間に使用禁止にされる。図3のタイミング図はオ
ペランドが入力バスBE1、BE2にクロック周波数F
の二倍に等しい割合で供給されるとき図1の計算ユニッ
トの動作を説明する。図3の第1の二つのラインは相補
形のクロック信号H0、NH0を表し、さらに第3のラ
インは入力バスBE1、BE2に連続的に受信されるオ
ペランドの値E1(i)、E2(i)を表す。クロック
信号H0の各立ち下がりエッジで、オペランドの値は半
周期T/2の間に第1のフリップフロップ2のメモリセ
ル3で記憶される。この半周期中に(低状態でのH0、
高状態でのNH0)、第1のフリップフロップ2の読み
出し手段5は使用許可にされるので、オペランドのこれ
らの値S1(i)、S2(i)はバスBS1、バスBS
2を介して演算器OPに供給される。この半周期の終端
に(信号H0の立ち上がりエッジ)、オペランドの値は
次の半周期に第2のフリップフロップ12のメモリセル
13に記憶される。次の半周期中に第2のフリップフロ
ップ12の読み出し手段15は使用許可にされ(高状態
でのH0、低状態でのNH0)さらにオペランドの値は
バスBS1、BS2を介して演算器OPに供給される。
オペランドの値S1(i)、S2(i)はそのため図3
の第4のラインにより示されるバスBS1、BS2のバ
スに供給される。半周期以下のある遅延で、演算器OP
は図3の第5のラインに示すように、バスBRに結果R
(i)を送出する。これらの結果は入力レジスタE1、
E2のように動作する出力レジスタSを通過した後に出
力バスBS(図3の最終ライン)にアドレス指定され
る。本発明はそのためクロック周波数Fの二倍である入
力及び出力でのデータ交換割合で演算器OPを動作する
ことを可能にする。一定の処理割合を有する演算器は自
然周波数がこの割合の半分に等しいクオーツをクロック
として使用することが可能になる。
であるので、二つのフリップフロップ2、12の各読み
出し手段5、15は交互に使用許可にされ、さらに各フ
リップフロップ2、12の読み出し手段5、15はこの
フリップフロップのロード手段4、4が使用許可にされ
ている間に使用禁止にされる。図3のタイミング図はオ
ペランドが入力バスBE1、BE2にクロック周波数F
の二倍に等しい割合で供給されるとき図1の計算ユニッ
トの動作を説明する。図3の第1の二つのラインは相補
形のクロック信号H0、NH0を表し、さらに第3のラ
インは入力バスBE1、BE2に連続的に受信されるオ
ペランドの値E1(i)、E2(i)を表す。クロック
信号H0の各立ち下がりエッジで、オペランドの値は半
周期T/2の間に第1のフリップフロップ2のメモリセ
ル3で記憶される。この半周期中に(低状態でのH0、
高状態でのNH0)、第1のフリップフロップ2の読み
出し手段5は使用許可にされるので、オペランドのこれ
らの値S1(i)、S2(i)はバスBS1、バスBS
2を介して演算器OPに供給される。この半周期の終端
に(信号H0の立ち上がりエッジ)、オペランドの値は
次の半周期に第2のフリップフロップ12のメモリセル
13に記憶される。次の半周期中に第2のフリップフロ
ップ12の読み出し手段15は使用許可にされ(高状態
でのH0、低状態でのNH0)さらにオペランドの値は
バスBS1、BS2を介して演算器OPに供給される。
オペランドの値S1(i)、S2(i)はそのため図3
の第4のラインにより示されるバスBS1、BS2のバ
スに供給される。半周期以下のある遅延で、演算器OP
は図3の第5のラインに示すように、バスBRに結果R
(i)を送出する。これらの結果は入力レジスタE1、
E2のように動作する出力レジスタSを通過した後に出
力バスBS(図3の最終ライン)にアドレス指定され
る。本発明はそのためクロック周波数Fの二倍である入
力及び出力でのデータ交換割合で演算器OPを動作する
ことを可能にする。一定の処理割合を有する演算器は自
然周波数がこの割合の半分に等しいクオーツをクロック
として使用することが可能になる。
【0015】本発明の別の典型的な実施例が図4に説明
される。この例では、計算手段21は、半クロック周期
毎に、二つのオペランドA、Bを掛けることになってい
る無記名の4×4の演算器を具備し、各オペランドA、
Bは8ビットを有する積P=A×Bを形成するために4
ビットを有する。この掛け算は以下のように書け得る。
される。この例では、計算手段21は、半クロック周期
毎に、二つのオペランドA、Bを掛けることになってい
る無記名の4×4の演算器を具備し、各オペランドA、
Bは8ビットを有する積P=A×Bを形成するために4
ビットを有する。この掛け算は以下のように書け得る。
【0016】 A3A2A1A0 ×B3B2B1B0 −−−−−−−−− P8P7P6P5P4P3P2P1P0 ここにAi、Bi、PiはオペランドA、B及び積Pの
ビットの値をそれぞれ示す。
ビットの値をそれぞれ示す。
【0017】この掛け算の実現するために、4の部分積
が決定されねばならない: PP1=0 0 0 0 A3 A2 A1 A0 もしB0=1 0 0 0 0 0 0 0 0 もしB0=0 PP2=0 0 0 A3 A2 A1 A0 0 もしB1=1 0 0 0 0 0 0 0 0 もしB1=0 PP3=0 0 A3 A2 A1 A0 0 0 もしB2=1 0 0 0 0 0 0 0 0 もしB2=0 PP4=0 A3 A2 A1 A0 0 0 0 もしB3=1 0 0 0 0 0 0 0 0 もしB3=0 そしてそれらは加算されねばならない: P=A×B=PP4+(PP3+(PP2+PP1)). これらの三つの加算を実現するために要求される時間が
半クロック周期T/2よりも大きいならば、掛け算器を
二つのカスケード−取付非同期モジュールに分割しさら
に命令重複又は「パイプライン」で動作を実現すること
が可能である(半周期中にPP1、PP2の決定、及び
P1=PP1+PP2の計算;次の半周期中にPP3、
PP4の決定、及びP3=(P1+PP3)+PP4の
計算)。
が決定されねばならない: PP1=0 0 0 0 A3 A2 A1 A0 もしB0=1 0 0 0 0 0 0 0 0 もしB0=0 PP2=0 0 0 A3 A2 A1 A0 0 もしB1=1 0 0 0 0 0 0 0 0 もしB1=0 PP3=0 0 A3 A2 A1 A0 0 0 もしB2=1 0 0 0 0 0 0 0 0 もしB2=0 PP4=0 A3 A2 A1 A0 0 0 0 もしB3=1 0 0 0 0 0 0 0 0 もしB3=0 そしてそれらは加算されねばならない: P=A×B=PP4+(PP3+(PP2+PP1)). これらの三つの加算を実現するために要求される時間が
半クロック周期T/2よりも大きいならば、掛け算器を
二つのカスケード−取付非同期モジュールに分割しさら
に命令重複又は「パイプライン」で動作を実現すること
が可能である(半周期中にPP1、PP2の決定、及び
P1=PP1+PP2の計算;次の半周期中にPP3、
PP4の決定、及びP3=(P1+PP3)+PP4の
計算)。
【0018】図4に表されたそれのような計算ユニット
が次に使用される。オペランドA、Bは入力バスB1
〔0:3〕、B2〔0:3〕を介して計算ユニット21
にアドレス指定され、各バスは4つの導体を有する。積
Pは計算ユニット21により8つの導体を有する出力バ
スBS〔0:7〕に供給される。それぞれつきオペラン
ドA、Bを記憶する入力レジスタREG A、REG
Bは図2に表される型の並行フリップフロップの4つの
対からなる。オペランドの4つのビットは4つの導体バ
スA〔0:3〕により第1のモジュールMULT1にア
ドレス指定され、さらにオペランドBの二つの最下位ビ
ットは二つの導体バスB〔0:1〕によりモジュールM
ULT1にアドレス指定される。第1のモジュールMU
LT1は部分積PP1及びPP2を計算し、同様に和
(PP1+PP2)=P1も計算する。この和P1は、
8つのビットにコード化され、8つの導体バスP1
〔0:7〕にモジュールMULT1により送出される。
が次に使用される。オペランドA、Bは入力バスB1
〔0:3〕、B2〔0:3〕を介して計算ユニット21
にアドレス指定され、各バスは4つの導体を有する。積
Pは計算ユニット21により8つの導体を有する出力バ
スBS〔0:7〕に供給される。それぞれつきオペラン
ドA、Bを記憶する入力レジスタREG A、REG
Bは図2に表される型の並行フリップフロップの4つの
対からなる。オペランドの4つのビットは4つの導体バ
スA〔0:3〕により第1のモジュールMULT1にア
ドレス指定され、さらにオペランドBの二つの最下位ビ
ットは二つの導体バスB〔0:1〕によりモジュールM
ULT1にアドレス指定される。第1のモジュールMU
LT1は部分積PP1及びPP2を計算し、同様に和
(PP1+PP2)=P1も計算する。この和P1は、
8つのビットにコード化され、8つの導体バスP1
〔0:7〕にモジュールMULT1により送出される。
【0019】バッファレジスタT1は二つのカスケード
−取付モジュールMULT1、MULT2間に配設され
る。バッファレジスタT1は図2に表される型の並行フ
リップフロップの10(=8+2)の対からなるディジ
タルレジスタである。レジスタT1の並行フリップフロ
ップの第1の8つの対は第1のモジュールMULT1に
より供給される部分和P1の8つのビットの一時的記憶
に役立ち、さらにレジスタT1の並行フリップフロップ
の最後の二つの対はオペランドBの二つの最上位ビット
の一時的記憶に役立ち、入力レジスタREG Bに接続
される二つの導体バスB〔2:3〕によりアドレス指定
される(オペランドBの二つの最上位ビットは部分積P
P3、PP4を掲載するためにのみ要求される)。バッ
ファレジスタT1に記憶されたビットの値は8つの導体
バスPIR〔0:7〕を介してさらに二つの導体バスB
R〔2:3〕を介して第2のモジュールMULT2に供
給される。第2のモジュールMULT2は部分積PP
3、PP4次に和P2=(P1+PP3)及びP3=
(P2+PP4)を計算する。8つのビットにコード化
された数P3は二つのオペランドA、Bの積に対応す
る。この積は8つの導体バスP3〔0:7〕を介して出
力レジスタREG Pにアドレス指定される。
−取付モジュールMULT1、MULT2間に配設され
る。バッファレジスタT1は図2に表される型の並行フ
リップフロップの10(=8+2)の対からなるディジ
タルレジスタである。レジスタT1の並行フリップフロ
ップの第1の8つの対は第1のモジュールMULT1に
より供給される部分和P1の8つのビットの一時的記憶
に役立ち、さらにレジスタT1の並行フリップフロップ
の最後の二つの対はオペランドBの二つの最上位ビット
の一時的記憶に役立ち、入力レジスタREG Bに接続
される二つの導体バスB〔2:3〕によりアドレス指定
される(オペランドBの二つの最上位ビットは部分積P
P3、PP4を掲載するためにのみ要求される)。バッ
ファレジスタT1に記憶されたビットの値は8つの導体
バスPIR〔0:7〕を介してさらに二つの導体バスB
R〔2:3〕を介して第2のモジュールMULT2に供
給される。第2のモジュールMULT2は部分積PP
3、PP4次に和P2=(P1+PP3)及びP3=
(P2+PP4)を計算する。8つのビットにコード化
された数P3は二つのオペランドA、Bの積に対応す
る。この積は8つの導体バスP3〔0:7〕を介して出
力レジスタREG Pにアドレス指定される。
【0020】入力レジスタREG A、REG B、バ
ッファレジスタT1、及び出力レジスタREG Pは全
て図2に表される型の並行フリップフロップの対からな
り、さらに同一クロック信号H0により全て使用許可に
される。計算ユニット21は信号H0のクロック周波数
の二倍に等しい割合でオペランドA、Bの積を計算する
ことを可能にする。かくして、例えば、20MHzのク
ロック周波数で40MHzの割合を達成し得る掛け算器
が製造される(40MHzで発振するクオーツは現在な
い)。計算ユニット21の多種バスに存在する値は図5
のタイミング図に表される。一定の瞬間に、モジュール
MULT1は、モジュールMULT2がオペランドi−
1の全体積P3を計算する間に、オペランドiを有する
部分和P1を計算する。オペランドA、Bの二つの一定
値の積を計算するために、部分和P1の計算(モジュー
ルMULT1)及び全体積3の最終計算(モジュールM
ULT2)との間に半周期T/2のシフトがある。この
遅延はバッファレジスタT1により余裕がある。
ッファレジスタT1、及び出力レジスタREG Pは全
て図2に表される型の並行フリップフロップの対からな
り、さらに同一クロック信号H0により全て使用許可に
される。計算ユニット21は信号H0のクロック周波数
の二倍に等しい割合でオペランドA、Bの積を計算する
ことを可能にする。かくして、例えば、20MHzのク
ロック周波数で40MHzの割合を達成し得る掛け算器
が製造される(40MHzで発振するクオーツは現在な
い)。計算ユニット21の多種バスに存在する値は図5
のタイミング図に表される。一定の瞬間に、モジュール
MULT1は、モジュールMULT2がオペランドi−
1の全体積P3を計算する間に、オペランドiを有する
部分和P1を計算する。オペランドA、Bの二つの一定
値の積を計算するために、部分和P1の計算(モジュー
ルMULT1)及び全体積3の最終計算(モジュールM
ULT2)との間に半周期T/2のシフトがある。この
遅延はバッファレジスタT1により余裕がある。
【0021】本発明は好ましい典型的実施例を参照して
説明されてきたけれど、これらの例は限定せずさらに多
種変形が本発明の範囲から離れることなしになされ得る
ということが理解できるであろう。かくして、図4に説
明された本発明の実施例はカスケード−取付モジュール
の任意数を有するNビット×Mビット掛け算器回路に一
般化され得、本発明に係るバッファレジスタは連続的カ
スケード−取付モジュールの各対間に配設される。
説明されてきたけれど、これらの例は限定せずさらに多
種変形が本発明の範囲から離れることなしになされ得る
ということが理解できるであろう。かくして、図4に説
明された本発明の実施例はカスケード−取付モジュール
の任意数を有するNビット×Mビット掛け算器回路に一
般化され得、本発明に係るバッファレジスタは連続的カ
スケード−取付モジュールの各対間に配設される。
【0022】本発明は掛け算器、又は論理ユニット以外
に演算ユニットに応用し得る。
に演算ユニットに応用し得る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、駆
動に使用されるクオーツクロックの周波数より大きいデ
ータ交換割合を達成できる。
動に使用されるクオーツクロックの周波数より大きいデ
ータ交換割合を達成できる。
【図1】本発明に係る計算ユニットの図である。
【図2】本発明に係るディジタルレジスタ要素であっ
て、図1の計算ユニットの一部を形成するものの図であ
る。
て、図1の計算ユニットの一部を形成するものの図であ
る。
【図3】図1の計算ユニットの動作を説明するタイミン
グ図を表す。
グ図を表す。
【図4】本発明に係る計算ユニットの別の実施例の図で
ある。
ある。
【図5】図4の計算ユニットの動作を説明するタイミン
グ図を表す。
グ図を表す。
1…計算ユニット 2、12…フリップフロップ 3、13…メモリセル 4、14…ロード手段 5、15…読み出し手段 6、7、16、17…インバータ OP…演算器 E1、E2、S…レジスタ BE1、BE2、BS1、BS2、BS…バス
Claims (8)
- 【請求項1】 ディジタルレジスタ(E1、E2、S;
REG A、REGB、T1、REG P)の手段によ
り非同期演算器(OP;MULT1、MULT2)と少
なくとも一つのビットを有するディジタルデータを交換
する方法において、このディジタルレジスタは、各ビッ
トについて、並行に取り付けられる一対のフリップフロ
ップ(2、12)で、これらのフリップフロップのそれ
ぞれがメモリセル(3、13)をそれぞれに有するもの
と、メモリセル(3、13)にビットの値を書き込むロ
ード手段(4、14)と、メモリセル(3、13)に書
き込まれたビット値を供給する読み出し手段(5、1
5)とを備え、二つのフリップフロップ(2、12)の
ロード手段(4、14)及び読み出し手段(5、15)
は周期的に同一のクロック周波数(F)で使用許可にさ
れさらに使用禁止にされ、二つのフリップフロップ
(2、12)の各読み出し手段(5、15)は実質的に
交互に使用許可にされ、各フリップフロップ(2、1
2)の読み出し手段(5、15)はこのフリップフロッ
プのロード手段(4、14)が使用許可にされている間
に使用禁止にされる非同期演算器とディジタルデータを
交換する方法。 - 【請求項2】 各ビットについて、二つのフリップフロ
ップ(2、12)の各ロード手段(4、14)は実質的
に交互に使用許可にされる、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 各ビットについて、第1のフリップフロ
ップ(2)のロード手段(4)及び第2のフリップフロ
ップ(12)の読み出し手段(15)は第1のクロック
信号(H0)が高状態にあるときに使用許可にされ、さ
らに第1のフリップフロップ(2)の読み出し手段
(5)及び第2のフリップフロップ(12)のロード手
段(14)は第2のクロック信号(NH0)が、第1の
クロック信号(H0)に対して相補形にあり、高状態に
あるとき使用許可にされる、請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 非同期演算器(OP;MULT1、MU
LT2)と少なくとも一つのビットを有するディジタル
データを交換するディジタルレジスタ(E1、E2;R
EG A、REG B、T1、REG P)であって、
各ビットについて、並行に取り付けられた一対のフリッ
プフロップ(2、12)で、これらのフリップフロップ
のそれぞれがメモリセル(3、13)をそれぞれに有す
るものと、メモリセル(3、13)にビットの値を書き
込むロード手段(4、14)と、メモリセル(3、1
3)に書き込まれたビットの値を供給する読み出し手段
(5、15)とを備え、二つのフリップフロップ(2、
12)のロード手段(4、14)及び読み出し手段
(5、15)は周期的に同一のクロック周波数(F)で
使用許可にされまた使用禁止にされので、このようにし
て二つのフリップフロップの各読み出し手段(5、1
5)は実質的に交互に使用許可にされ、各フリップフロ
ップ(2、12)の読み出し手段(5、15)はこのフ
リップフロップのロード手段(4、14)が使用許可に
されている間に使用禁止にされるディジタルレジスタ。 - 【請求項5】 各ビットについて、二つのフリップフロ
ップ(2、12)の各ロード手段(4、14)は実質的
に交互に使用許可にされるように配設される請求項4に
記載のディジタルレジスタ。 - 【請求項6】 各ビットについて、第1のフリップフロ
ップ(2)のロード手段及び第2のフリップフロップ
(12)の読み出し手段(15)は第1のクロック信号
(H0)が高状態にあるとき使用許可にされ、さらに第
1のフリップフロップ(2)の読み出し手段(5)及び
第2のフリップフロップ(12)のロード手段(14)
は第2のクロック信号(NH0)が、第1のクロック信
号(H0)に対して相補形であり、高状態にあるときに
使用許可にされる請求項5に記載のディジタルレジス
タ。 - 【請求項7】 非同期演算器(OP;MULT1、MU
LT2)と、少なくとも一つのレジスタ(E1、E2、
REG A、REG B)と、出力レジスタ(S;RE
G P)とを備え、各入力レジスタ及び出力レジスタは
請求項4、5、6の一つに係るディジタルレジスタであ
る計算ユニット(1;21)。 - 【請求項8】 演算器はカスケードに取り付けられるい
くつかの非同期モジュール(MLUT1、MULT2)
を具備し、請求項4、5、6の一つに記載のディジタル
レジスタ(T1)が連続カスケード−取付モジュールの
各対間に配設される請求項7に記載の計算ユニット(2
1)。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9208617 | 1992-07-10 | ||
| FR9208617A FR2694467A1 (fr) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | Procédé pour échanger des données numériques avec un opérateur asynchrone, registre numérique pour la mise en Óoeuvre de ce procédé, et unité de calcul comportant de tels registres. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187124A true JPH06187124A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=9431813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5168896A Pending JPH06187124A (ja) | 1992-07-10 | 1993-07-08 | 非同期演算器とディジタルデータを交換する方法、この方法を実現するディジタルレジスタ、及びこのレジスタを有する計算ユニット |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0579527A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06187124A (ja) |
| FR (1) | FR2694467A1 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52105737A (en) * | 1976-03-02 | 1977-09-05 | Satsuporoshi | Information repeater |
| JPS6079453A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | メモリ装置 |
-
1992
- 1992-07-10 FR FR9208617A patent/FR2694467A1/fr active Pending
-
1993
- 1993-07-02 EP EP93401730A patent/EP0579527A1/fr not_active Withdrawn
- 1993-07-08 JP JP5168896A patent/JPH06187124A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2694467A1 (fr) | 1994-02-04 |
| EP0579527A1 (fr) | 1994-01-19 |
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