JPS60123930A - 高速演算方式 - Google Patents
高速演算方式Info
- Publication number
- JPS60123930A JPS60123930A JP58231370A JP23137083A JPS60123930A JP S60123930 A JPS60123930 A JP S60123930A JP 58231370 A JP58231370 A JP 58231370A JP 23137083 A JP23137083 A JP 23137083A JP S60123930 A JPS60123930 A JP S60123930A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- input
- stages
- calculation
- instruction
- 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.)
- Pending
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/57—Arithmetic logic units [ALU], i.e. arrangements or devices for performing two or more of the operations covered by groups G06F7/483 – G06F7/556 or for performing logical operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2207/00—Indexing scheme relating to methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F2207/38—Indexing scheme relating to groups G06F7/38 - G06F7/575
- G06F2207/3804—Details
- G06F2207/386—Special constructional features
- G06F2207/388—Skewing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F2207/3804—Details
- G06F2207/386—Special constructional features
- G06F2207/3896—Bit slicing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
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- Computing Systems (AREA)
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- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ディジタルの演算器を複数個結合(接続)し
て多ビットの演算を行なう場合において、キャリーの伝
搬に時間を安する演算について高速に処理するだめの高
速演算方式に関するものである。
て多ビットの演算を行なう場合において、キャリーの伝
搬に時間を安する演算について高速に処理するだめの高
速演算方式に関するものである。
一般的な演算器のブロック図を第1図に示す。
この演算器1では、演算数および被演算数をデータ入力
端子A、Bに与え、演算の腫類を選択するため、機能選
択端子Setに演算の種類を指定すると、出力端子Fに
演算結果が出力される。
端子A、Bに与え、演算の腫類を選択するため、機能選
択端子Setに演算の種類を指定すると、出力端子Fに
演算結果が出力される。
このような演算器を用いて多数桁の演算を行なうには、
複数個を結合して使用する。そのため、通常の演算器で
は、下の桁からの桁上がりと上の桁への桁上が沙とを伝
えるのに、キャリー入力端子C+ nとキャリー出力端
子Co tl、とが備わっている。
複数個を結合して使用する。そのため、通常の演算器で
は、下の桁からの桁上がりと上の桁への桁上が沙とを伝
えるのに、キャリー入力端子C+ nとキャリー出力端
子Co tl、とが備わっている。
多ビットの演算を行なうために第2図のブロック図に示
すように複数個の演算器を多段に接続した場合、従来の
方式では演算速度が接続数に応じて落ちてし甘う。第3
図は第2図の動作タイミングを示している。第3図およ
び第2図から明らかなように、上位の桁の演算は下位の
桁の演算結果によるキャリー(接続信号)が伝搬するま
で待たされるので、演算速度が落ちてしまうのである。
すように複数個の演算器を多段に接続した場合、従来の
方式では演算速度が接続数に応じて落ちてし甘う。第3
図は第2図の動作タイミングを示している。第3図およ
び第2図から明らかなように、上位の桁の演算は下位の
桁の演算結果によるキャリー(接続信号)が伝搬するま
で待たされるので、演算速度が落ちてしまうのである。
図に示した例では、最下位の演算器に演算数が与えられ
た時点から、最下位のディジタル演算器がキャリーC1
を出力する時間TD −c o u Tと、次の演算器
へキャリーC1が入力されて、キャリーC2が出力され
るまでの時間Tc+n−cou丁と、さらに次の演算器
ヘキャIJ −02が入力されてキャリーC3が出力さ
れるまでの時間Tc In −c o 11 Tと、最
上位の演算器へキヤIJ−03が入力されて演算結果F
4が出力されるまでの時間Tc + n −p との合
計が演算に要する時間である。さらに多数個の演算器を
接続する程、その演算速度は落ちてしまう。
た時点から、最下位のディジタル演算器がキャリーC1
を出力する時間TD −c o u Tと、次の演算器
へキャリーC1が入力されて、キャリーC2が出力され
るまでの時間Tc+n−cou丁と、さらに次の演算器
ヘキャIJ −02が入力されてキャリーC3が出力さ
れるまでの時間Tc In −c o 11 Tと、最
上位の演算器へキヤIJ−03が入力されて演算結果F
4が出力されるまでの時間Tc + n −p との合
計が演算に要する時間である。さらに多数個の演算器を
接続する程、その演算速度は落ちてしまう。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した問題点を解決し、演算器を多
数個接続した場合でも演算速度が低下しない高速演算方
式を提供することにある。
数個接続した場合でも演算速度が低下しない高速演算方
式を提供することにある。
本発明に係る高速演算方式は、1または複数ビットのデ
ィジタル演算を行なう演算器を多段に接続したものにつ
いて、その各演算器を多段に接続するための信号経路内
に当該信号の一時保持手段を配し、各演算器間の接続信
号の伝達を所望値だけ遅延させ、また、上記各演算器の
入力側に上記多段接続の段数に応じた段数の入力遅延手
段を配するとともに同出力側にも上記多段接続の段数に
応じた段数の出力遅延手段を配し、演算の入力データが
上記各演算器に与えられるタイミングと当該各人力デー
タに対応した接続信号が上記各演算器に与えられるタイ
ミングとを一致させるとともに、上記各入力データに対
応した演算結果が当該各出力レジスタから出力されるタ
イミングを上記各演算器間で一致させるようにしたもの
である。
ィジタル演算を行なう演算器を多段に接続したものにつ
いて、その各演算器を多段に接続するための信号経路内
に当該信号の一時保持手段を配し、各演算器間の接続信
号の伝達を所望値だけ遅延させ、また、上記各演算器の
入力側に上記多段接続の段数に応じた段数の入力遅延手
段を配するとともに同出力側にも上記多段接続の段数に
応じた段数の出力遅延手段を配し、演算の入力データが
上記各演算器に与えられるタイミングと当該各人力デー
タに対応した接続信号が上記各演算器に与えられるタイ
ミングとを一致させるとともに、上記各入力データに対
応した演算結果が当該各出力レジスタから出力されるタ
イミングを上記各演算器間で一致させるようにしたもの
である。
なお、これを補足して詳細な原理を説明すると次のとお
りである。
りである。
本発明においては、第4図に示すように、まずはキヤI
J −(*たはボロー)の伝搬経路中に信号の一時保持
手段としてのDフリップフロップ2−1〜2−3を入れ
ることにより、多数の演算器を接続しても1周期の間に
キャリーは1つの演算器内部を伝搬するだけとし、演算
速度(演算周期)が落ちないようにする。このときの演
算周期Tは第5図の動作図に示すように、時間To、−
cou丁。
J −(*たはボロー)の伝搬経路中に信号の一時保持
手段としてのDフリップフロップ2−1〜2−3を入れ
ることにより、多数の演算器を接続しても1周期の間に
キャリーは1つの演算器内部を伝搬するだけとし、演算
速度(演算周期)が落ちないようにする。このときの演
算周期Tは第5図の動作図に示すように、時間To、−
cou丁。
TCIII−COIJT 、 TOIII−F のいず
れか最も遅い時間によって制限されるだけであり、演算
器の接続個数によっては制限を受けない。しかしながら
、キャリーの伝搬線路内にDフリップフロップ2−1〜
2−3を入れただけでは正常な演算が行われない。
れか最も遅い時間によって制限されるだけであり、演算
器の接続個数によっては制限を受けない。しかしながら
、キャリーの伝搬線路内にDフリップフロップ2−1〜
2−3を入れただけでは正常な演算が行われない。
第5図は、クロックCL Kに従ってサイクル1〜サイ
クル4にわたって4種類の演算データを与えたときの動
作を示している。まず、サイクル1において、第4図に
示した演算器1−1.1−2゜1−3.1−4の各入力
端子Al、Bl、A2゜B2、A3.B3およびA4.
B4に対して演算データABI−1,AB2−1.As
3−1゜As2−1が与えられる。次のサイクル2では
、それぞれ演算データABI−2,AB2−2゜As3
−2.As2−2が与えられる。同様にサイクル3では
ABI−3〜AB4−3、サイクル4ではABI−4〜
AB4−4が演算データとして与えられる。これらの演
算データに対応したキャリーの伝搬の様子が第5図にC
I、C2,C3として示されている。これらC1,C2
,C3は第4図の演算器における各Dフリップフロップ
2−1.2−2.2−3の各出力C1,C2,’C3に
対応したものである。第5図から、各演算データに対応
したキャリーが01に伝搬されるのは1サイクル遅れる
ことがわかる。たとえば、サイクル1の演算データAB
1−1〜AB 4−1に対応したキヤ!J −01−1
がC1に伝達されるのはサイクル2においてである。同
様にサイクル2の演算データABI−2〜AB4−2に
対応したキャリーC1−2が01に出力されるのはサイ
クル3である。さらに、C1−1に対応したキャリーが
02に出力されるのはサイクル3であり、C2の出力は
対応する演算データの入力タイミングに2サイクル遅れ
ることとなる。
クル4にわたって4種類の演算データを与えたときの動
作を示している。まず、サイクル1において、第4図に
示した演算器1−1.1−2゜1−3.1−4の各入力
端子Al、Bl、A2゜B2、A3.B3およびA4.
B4に対して演算データABI−1,AB2−1.As
3−1゜As2−1が与えられる。次のサイクル2では
、それぞれ演算データABI−2,AB2−2゜As3
−2.As2−2が与えられる。同様にサイクル3では
ABI−3〜AB4−3、サイクル4ではABI−4〜
AB4−4が演算データとして与えられる。これらの演
算データに対応したキャリーの伝搬の様子が第5図にC
I、C2,C3として示されている。これらC1,C2
,C3は第4図の演算器における各Dフリップフロップ
2−1.2−2.2−3の各出力C1,C2,’C3に
対応したものである。第5図から、各演算データに対応
したキャリーが01に伝搬されるのは1サイクル遅れる
ことがわかる。たとえば、サイクル1の演算データAB
1−1〜AB 4−1に対応したキヤ!J −01−1
がC1に伝達されるのはサイクル2においてである。同
様にサイクル2の演算データABI−2〜AB4−2に
対応したキャリーC1−2が01に出力されるのはサイ
クル3である。さらに、C1−1に対応したキャリーが
02に出力されるのはサイクル3であり、C2の出力は
対応する演算データの入力タイミングに2サイクル遅れ
ることとなる。
このように、第4図に示しだものでは上位の桁の演算器
については演算データが与えられるサイクルと、対応す
るキャリーが伝搬してくるサイクルに大きな差が生じて
正常な演算が行なわれない。
については演算データが与えられるサイクルと、対応す
るキャリーが伝搬してくるサイクルに大きな差が生じて
正常な演算が行なわれない。
そこで、本発明に係る演算方式では、第6図に示すよう
に、各演算器1−1.1−2. 1−3゜1−4に複数
段の入力レジスタ(入力遅延手段)3と出力レジスタ(
入力遅延手段)4とを設け、各演算器1−1〜1−4に
演算データが与えられるサイクルと、そのデータに対応
するキャリーが与えられるサイクルと、演算結果の出力
されるサイクルとのつじつ1を合わせるだめ、上位の桁
の演算器については入力レジスタの数を1段ずつ増やし
、出力レジスタの数を1段ずつ減らすようにしている。
に、各演算器1−1.1−2. 1−3゜1−4に複数
段の入力レジスタ(入力遅延手段)3と出力レジスタ(
入力遅延手段)4とを設け、各演算器1−1〜1−4に
演算データが与えられるサイクルと、そのデータに対応
するキャリーが与えられるサイクルと、演算結果の出力
されるサイクルとのつじつ1を合わせるだめ、上位の桁
の演算器については入力レジスタの数を1段ずつ増やし
、出力レジスタの数を1段ずつ減らすようにしている。
これによシ、正常な演算が行われるようになる。
以下、本発明の実施例を第7図〜第10図に基づいて説
明する。
明する。
第7図は、本発明に係る高速演算方式による基本演算器
の一実施例の部分ブロック図であり、演算器(ALU)
1によって入力用のレジスタ(RGI)3とアキュNム
レータ(ACC)7との演算を行ない、出力用のレジス
タ(RG2)4へ出力するものである。ここで実行され
る演算動作は、インストラクンヨンレジスタ(I R)
5に保持された演算命令によって決定される。デコー
ダー(DEC)6は、演算命令を解読してALU(1)
に演算の種類を指示し、A CC(7)に対しては新し
い演算結果に値を更新するか否かを指示する制御信号L
Dを与える。これらの動作タイミングは1相のクロック
CL K Kよって決定される。
の一実施例の部分ブロック図であり、演算器(ALU)
1によって入力用のレジスタ(RGI)3とアキュNム
レータ(ACC)7との演算を行ない、出力用のレジス
タ(RG2)4へ出力するものである。ここで実行され
る演算動作は、インストラクンヨンレジスタ(I R)
5に保持された演算命令によって決定される。デコー
ダー(DEC)6は、演算命令を解読してALU(1)
に演算の種類を指示し、A CC(7)に対しては新し
い演算結果に値を更新するか否かを指示する制御信号L
Dを与える。これらの動作タイミングは1相のクロック
CL K Kよって決定される。
第8図は、第7図に示した構成例で実行される一連の演
算例である。捷ず、LDA(ロードアキュムレータ)命
令によってA CC(7)へ64bitのデータ(16
進表示)4E7A 6A6Iう 39303C12のロ
ードを行なう。次に、A 1) D A (アソドアキ
ュムレータ)命令によってA CC(7)の値とE60
4 EE8P E156 7E73との符号なし加算を
行ない、演算結果をAC,C(7)VCロードする。続
いて、5UBA(サブトラクトアキュムレータ)命令に
よってA CC(7)の値カラ3EOF 7079 3
E39 173Aの符号なし減算を行ない、演算結果を
再びA CC(7)にロードする。最後に、CMPA(
コ/プリメントアキュムレータ)命令によってA CC
(7)の値は変えずに、出力のみ反転する。
算例である。捷ず、LDA(ロードアキュムレータ)命
令によってA CC(7)へ64bitのデータ(16
進表示)4E7A 6A6Iう 39303C12のロ
ードを行なう。次に、A 1) D A (アソドアキ
ュムレータ)命令によってA CC(7)の値とE60
4 EE8P E156 7E73との符号なし加算を
行ない、演算結果をAC,C(7)VCロードする。続
いて、5UBA(サブトラクトアキュムレータ)命令に
よってA CC(7)の値カラ3EOF 7079 3
E39 173Aの符号なし減算を行ない、演算結果を
再びA CC(7)にロードする。最後に、CMPA(
コ/プリメントアキュムレータ)命令によってA CC
(7)の値は変えずに、出力のみ反転する。
第9図は、本発明に係る高速演算方式による演算器の一
実施例の全体ブロック図である。それは、4つのALU
(1−1,1−2,1−3,1−4)によ2て構成され
、下位のALU(1−1)から上位のALU(1−4)
へとキャリーがDフリップフロップF F 1〜FF3
を介して伝達されるに従い、それぞれの入力用のレジス
タ数および出力用のレジスタ数が1つずつ異なるように
構成されている。すなわち、各ALUが16ビツトの演
算を行ない、4つのALUによって64ビツトの演算を
行なう場合、下位の16ビツトの演算を行なうALU(
1−1)には入力側に1段のレジスタ(3−11)と出
力側に4段のレジスタ(4−12〜4−15)とが配さ
れ、次の16ビツトの演算を行なうALU(1−2)に
は入力側[2段のレジスタ(3−21,3−22’)と
出力側に3段のレジスタ(4−23〜4725)とが配
され、以下同様に上位のビットになるに従い入力側レジ
スタが1段ずつ増え、出力側レジスタが1段ずつ減る構
成となっている。以上のように、入力用レジスタ、出力
用レジスタに対するALUの位置例けが上位ビットにな
るに従い後段に下がるので、ALUへの演算命令を保持
するイ/ストラク/ヨンレジスタ(IR)5−1〜5−
4の段数は、それぞれの入力レジスタ段数と一双した構
成となっている。
実施例の全体ブロック図である。それは、4つのALU
(1−1,1−2,1−3,1−4)によ2て構成され
、下位のALU(1−1)から上位のALU(1−4)
へとキャリーがDフリップフロップF F 1〜FF3
を介して伝達されるに従い、それぞれの入力用のレジス
タ数および出力用のレジスタ数が1つずつ異なるように
構成されている。すなわち、各ALUが16ビツトの演
算を行ない、4つのALUによって64ビツトの演算を
行なう場合、下位の16ビツトの演算を行なうALU(
1−1)には入力側に1段のレジスタ(3−11)と出
力側に4段のレジスタ(4−12〜4−15)とが配さ
れ、次の16ビツトの演算を行なうALU(1−2)に
は入力側[2段のレジスタ(3−21,3−22’)と
出力側に3段のレジスタ(4−23〜4725)とが配
され、以下同様に上位のビットになるに従い入力側レジ
スタが1段ずつ増え、出力側レジスタが1段ずつ減る構
成となっている。以上のように、入力用レジスタ、出力
用レジスタに対するALUの位置例けが上位ビットにな
るに従い後段に下がるので、ALUへの演算命令を保持
するイ/ストラク/ヨンレジスタ(IR)5−1〜5−
4の段数は、それぞれの入力レジスタ段数と一双した構
成となっている。
以下、本実施例の動作を第8図に示した演算を例にして
説明する。
説明する。
第10図は、第8図に示した演算を第9図の実施例で実
行した場合の動作状態を示す。1ず、最初のクロックC
LKの立上がりエツジにより、演算命令[L D A
Jがインストラク7ヨンレンスクIRI(5−1)に取
シ込捷れるとともに、オペランド4E7A 6A6E
3930 3C12が入力レジスタRG41 (3−4
1)〜R,G11(3−11)に取り込まれる。デコー
ダーD’ECI(6−1)はIR,1(5−1)の内容
を解読し、ALUI (1−1)に対しては、REGI
I(3−11)の内容を、その壕ま出力するように指示
する。
行した場合の動作状態を示す。1ず、最初のクロックC
LKの立上がりエツジにより、演算命令[L D A
Jがインストラク7ヨンレンスクIRI(5−1)に取
シ込捷れるとともに、オペランド4E7A 6A6E
3930 3C12が入力レジスタRG41 (3−4
1)〜R,G11(3−11)に取り込まれる。デコー
ダーD’ECI(6−1)はIR,1(5−1)の内容
を解読し、ALUI (1−1)に対しては、REGI
I(3−11)の内容を、その壕ま出力するように指示
する。
次のクロックCLKの立上がシエツジで、ACCI(7
−1)はRGII(3−11)の内容を取シ込む。同時
に、IR,1(5−1)の保持していた命令r’LDA
jは、IR,2(5−2)に移され、R,Gl 1 (
3−11)の内容はRGI2(4−12)に移され、R
G21(3−21)はRG22(3−22)へ、R,G
31 (3−31)はR,G32(3−32)へ、RG
41 (3−41)はRG42(3−42)へ移される
。また、IRI(5−1)および11,011 (3−
11)〜RG41(3−41)には、新しい命令rAD
DAjおよびそのオペランドE604 EE8F E1
567E73が取り込まれる。ここで、DEC2(6−
2)はIR,2(5−2)の内容を解読しALU2(1
−2)に対してRG22(3−2,2)の内容をそのま
ま出力するように指示する。DECI(6−1)はIR
I (5−1)の内容を解読し、ALUI(1−1)に
対してA、CC1(7−1)の内容とR,Gl 1 (
3−11)の内容との加算を指示する。この時ALUI
(1−1)からキャリーが生ずれば、それはキャリー信
号線上に出力される。
−1)はRGII(3−11)の内容を取シ込む。同時
に、IR,1(5−1)の保持していた命令r’LDA
jは、IR,2(5−2)に移され、R,Gl 1 (
3−11)の内容はRGI2(4−12)に移され、R
G21(3−21)はRG22(3−22)へ、R,G
31 (3−31)はR,G32(3−32)へ、RG
41 (3−41)はRG42(3−42)へ移される
。また、IRI(5−1)および11,011 (3−
11)〜RG41(3−41)には、新しい命令rAD
DAjおよびそのオペランドE604 EE8F E1
567E73が取り込まれる。ここで、DEC2(6−
2)はIR,2(5−2)の内容を解読しALU2(1
−2)に対してRG22(3−2,2)の内容をそのま
ま出力するように指示する。DECI(6−1)はIR
I (5−1)の内容を解読し、ALUI(1−1)に
対してA、CC1(7−1)の内容とR,Gl 1 (
3−11)の内容との加算を指示する。この時ALUI
(1−1)からキャリーが生ずれば、それはキャリー信
号線上に出力される。
次のクロックでACC2(7−2)にはRG22(3−
22)の内′容が取り込まれ、ACCI(7−1)には
加算結果が取り込まれ、ALUl(1−1)でのキャリ
ーはプリップフロップFF1(2−1)に取り込1れる
。丑だ、IR3(5−3)にはIR2(5−2)から「
L 、D A J 66令が移され、IR2(5−:H
にはIRI (5−1)からrA D D AJ命令が
移され、It(1(5−1)には新しい命令rsUBA
Jが取り込まれる。同時に、R,G12(4−12)の
内容は1%013(4−13)へ移され、RG22 (
3−22)はRG23 (4−23)へ、RG32(3
−32)は几G33 (3−33)へ、RG42(3−
42)はIt、G43 (3−43)へ、その内容が移
される。
22)の内′容が取り込まれ、ACCI(7−1)には
加算結果が取り込まれ、ALUl(1−1)でのキャリ
ーはプリップフロップFF1(2−1)に取り込1れる
。丑だ、IR3(5−3)にはIR2(5−2)から「
L 、D A J 66令が移され、IR2(5−:H
にはIRI (5−1)からrA D D AJ命令が
移され、It(1(5−1)には新しい命令rsUBA
Jが取り込まれる。同時に、R,G12(4−12)の
内容は1%013(4−13)へ移され、RG22 (
3−22)はRG23 (4−23)へ、RG32(3
−32)は几G33 (3−33)へ、RG42(3−
42)はIt、G43 (3−43)へ、その内容が移
される。
また、RGI 2 (4−12)はALUI(1−1)
での加算結果を地シ込み、RO22(3−22)〜RG
42(3−42)はR,G21 (3−21)〜RG4
1 (3−41)の内容を取シ込み、几G11(3−1
1)〜R,G41 (3−41)は納しいオペランドを
戒、り込む。ここで、DEC3(6−3)は、IR3(
5−3)の内容を解読し、ALU3(1−3)に対して
RG33(3−33)の内容をそのまま出力するように
指示する。
での加算結果を地シ込み、RO22(3−22)〜RG
42(3−42)はR,G21 (3−21)〜RG4
1 (3−41)の内容を取シ込み、几G11(3−1
1)〜R,G41 (3−41)は納しいオペランドを
戒、り込む。ここで、DEC3(6−3)は、IR3(
5−3)の内容を解読し、ALU3(1−3)に対して
RG33(3−33)の内容をそのまま出力するように
指示する。
J)EC2(6−2)は、IR2(5−2)の内容を解
読し、ALU2(1−2)に対してACC2(7−2)
とRG22 (3−22)との値の加算を指示する。A
LUI2(1−2)からのキャリーは1g号線に出力さ
れる。DEC’1(6−1)は、IRI(5−1)を解
読し、ALUI(1−1)に対してACCI (7−1
)がらRGII(3−11)の1直を減具して出力する
ことを指示する。ALUI(1−1)からのボローはキ
ャリー信号線に出力される。
読し、ALU2(1−2)に対してACC2(7−2)
とRG22 (3−22)との値の加算を指示する。A
LUI2(1−2)からのキャリーは1g号線に出力さ
れる。DEC’1(6−1)は、IRI(5−1)を解
読し、ALUI(1−1)に対してACCI (7−1
)がらRGII(3−11)の1直を減具して出力する
ことを指示する。ALUI(1−1)からのボローはキ
ャリー信号線に出力される。
さらに、次のクロックでACC3(7−3)はRG33
(3−33)の内容を取り込み、ACC2(7−2)は
ALU2(1−2)の出力する加算結果を取シ込み、A
CCI(7−1’)はA、LU 1(1−1)の出力す
る減算結果を取シ込む。同時に、ALU2(1−2)か
らのキャリーがフリップフロップFF2 (2−2)に
取り込まれ、ALUI(1−1)からのボローがフリッ
プ70ツブFF’1(2−1’1illり込壕れる。演
算命令[、DAJはIR,3(5−3)からIR,4(
5−4)に移され、rA D D AJ命令はIR2(
5−F)からIR3(5−3)に移され、rsUBAJ
命令はIR,1(5−1)からIR2(5−2)に移さ
れ、IR1(5−1)には新しい命令rcMi)A、J
が取り込まれる。R,Gl 3 (3−13) 、R,
G23(4−23)、 RG33 (3−33) 、
R,G43(3−43)の内容はRGI4 (4−14
)。
(3−33)の内容を取り込み、ACC2(7−2)は
ALU2(1−2)の出力する加算結果を取シ込み、A
CCI(7−1’)はA、LU 1(1−1)の出力す
る減算結果を取シ込む。同時に、ALU2(1−2)か
らのキャリーがフリップフロップFF2 (2−2)に
取り込まれ、ALUI(1−1)からのボローがフリッ
プ70ツブFF’1(2−1’1illり込壕れる。演
算命令[、DAJはIR,3(5−3)からIR,4(
5−4)に移され、rA D D AJ命令はIR2(
5−F)からIR3(5−3)に移され、rsUBAJ
命令はIR,1(5−1)からIR2(5−2)に移さ
れ、IR1(5−1)には新しい命令rcMi)A、J
が取り込まれる。R,Gl 3 (3−13) 、R,
G23(4−23)、 RG33 (3−33) 、
R,G43(3−43)の内容はRGI4 (4−14
)。
R,G24 (4−24)、RG34 (4−34)。
RG44 (3−44)に移される。それとともに、R
,G23 (4−23)はALU2 (1−2)の加算
結果を取シ込み、RGI 2 (4−12)はAI、U
l(1−1)の減算結果を取り込む。また、RGI2(
4・ i2)、RG32 (3−32)。
,G23 (4−23)はALU2 (1−2)の加算
結果を取シ込み、RGI 2 (4−12)はAI、U
l(1−1)の減算結果を取り込む。また、RGI2(
4・ i2)、RG32 (3−32)。
RG42(3−42)の内容は几G13 (4−13)
。
。
RG33(3−33)、RG43(3−43)へ移され
、R,G21 (3−21)、RG31 (3−31)
、RG41 (3−41)の内容はRG22(3−22
)、RG32 (3−32)、RG42(3−42)へ
移される。ここで、DEC4(6−4)は、IR4(5
−4)の内容を解読し、ALU4(1−4)に対してR
G44(3−44)の内容をそのまま出力することを指
示する。DEC3(6−3)は、IFL3(5−31の
内容を解読し、ALU3 (1−3)に対してRG33
(3−33)の内容とACC3(7−3)の内容との加
算を指示する。DEC2(6−2)は、IR2(5−2
)の内容を解読し、ALU2 (1−2)に対してAC
C2(7−2)の内容からRG22(3−22)の内容
を減算して出力することを指示する。
、R,G21 (3−21)、RG31 (3−31)
、RG41 (3−41)の内容はRG22(3−22
)、RG32 (3−32)、RG42(3−42)へ
移される。ここで、DEC4(6−4)は、IR4(5
−4)の内容を解読し、ALU4(1−4)に対してR
G44(3−44)の内容をそのまま出力することを指
示する。DEC3(6−3)は、IFL3(5−31の
内容を解読し、ALU3 (1−3)に対してRG33
(3−33)の内容とACC3(7−3)の内容との加
算を指示する。DEC2(6−2)は、IR2(5−2
)の内容を解読し、ALU2 (1−2)に対してAC
C2(7−2)の内容からRG22(3−22)の内容
を減算して出力することを指示する。
DECI(6−11は、IRI (5−1)の内容を解
読し、ALUI (1−1)に対してACCI(7−1
)の内容を反転して出力することを指示するとともに、
ACCI(7−1)に対しては現在の値を保持すること
を指示する。
読し、ALUI (1−1)に対してACCI(7−1
)の内容を反転して出力することを指示するとともに、
ACCI(7−1)に対しては現在の値を保持すること
を指示する。
そのまた次のクロックで、R,G15 (4−14)、
RG25(4〜25)、I’(G35 (4−35)、
RG45 (4−45)に最初の演算rLDA4E7A
6A6E 3930 3C12Jの結果が出力され、
以下同様にして各演算結果が次々と出力される。
RG25(4〜25)、I’(G35 (4−35)、
RG45 (4−45)に最初の演算rLDA4E7A
6A6E 3930 3C12Jの結果が出力され、
以下同様にして各演算結果が次々と出力される。
本実施例において、演算器ALUI(1−1)〜ALU
4 (1−4)の各動作速度を、’J’oc(データ入
力からキャリー出力までの遅延時間)。
4 (1−4)の各動作速度を、’J’oc(データ入
力からキャリー出力までの遅延時間)。
Tcc (キャリー人力からキャリー出力までの遅延時
間)、TCP(キャリー人力から演算結果出力までの遅
延時間)とすると、本発明を採用しなかった場合には1
つの演算を行なうのに(Toc+Tcc+TCC+TC
P )の時間を必要とするが、本発明を採用した場合に
はTMAX (TDC、Tcc 、 TCPのいずれか
最も大きいもの)で演算が可能となる。通常の場合、T
oe 、 Tea 、 TCPは、いずれも同程度の時
間であるから、本実施例の場合、従来の3〜4倍の速度
で演算が可能となっている。
間)、TCP(キャリー人力から演算結果出力までの遅
延時間)とすると、本発明を採用しなかった場合には1
つの演算を行なうのに(Toc+Tcc+TCC+TC
P )の時間を必要とするが、本発明を採用した場合に
はTMAX (TDC、Tcc 、 TCPのいずれか
最も大きいもの)で演算が可能となる。通常の場合、T
oe 、 Tea 、 TCPは、いずれも同程度の時
間であるから、本実施例の場合、従来の3〜4倍の速度
で演算が可能となっている。
本発明は、複数個連結されたモジュール構造の演算器に
採用した場合に大きな効果をもたらす。
採用した場合に大きな効果をもたらす。
第11図は、本発明に係る高速演算方式を適用したモジ
ュール構造のLSI試験装置の一実施例のブロック図で
ある。
ュール構造のLSI試験装置の一実施例のブロック図で
ある。
図において、制御器10は、各ユニットへのデータ設定
および起動・停止等の制御を行なう。クロック発生器1
1は、各ユニットに対して動作クロックおよび試験周期
を決めるクロックを与える。
および起動・停止等の制御を行なう。クロック発生器1
1は、各ユニットに対して動作クロックおよび試験周期
を決めるクロックを与える。
システムバス12は、制御器10とクロック発生器11
、各ユニットとの間でのデータ転送および各種制御信号
、クロックを伝送する。試験モジュ゛−ル13は試験用
のパルスを試験周期内の所望のタイミングで、所望の電
圧レベルで、所望の論理波形パターンで発生し、被試験
LS114に与えるか、まだは被試験LS114の出力
する信号を所望の電圧レベルと比較して所望の論理レベ
ルに変換し、試譲周期内の所望のタイミングで所望の論
理パターンとの比較を行ない、被試験LS114の良/
不良の判断を行なうものである。ここで、試験モジュー
ル13は、ピン対応のものであわ、被試験L’S I
14の1ビンごとに1モジユールが必要となる。
、各ユニットとの間でのデータ転送および各種制御信号
、クロックを伝送する。試験モジュ゛−ル13は試験用
のパルスを試験周期内の所望のタイミングで、所望の電
圧レベルで、所望の論理波形パターンで発生し、被試験
LS114に与えるか、まだは被試験LS114の出力
する信号を所望の電圧レベルと比較して所望の論理レベ
ルに変換し、試譲周期内の所望のタイミングで所望の論
理パターンとの比較を行ない、被試験LS114の良/
不良の判断を行なうものである。ここで、試験モジュー
ル13は、ピン対応のものであわ、被試験L’S I
14の1ビンごとに1モジユールが必要となる。
以上のような構成の試験装置において、被試験LSIと
して半導体メモリを試験する場合、本発明が大きな効果
をもたらす。それは、半導体メモリの試験は、通常、規
則的な試験パターンを用いておシ、これら規則的なパタ
ーンは演算によって発生されるが、従来の演算方式によ
れば、第11図において複数の試験モジュール13の中
をキャリー信号Cが伝搬されなければならず、高速での
試験パターン発生が不可能となってしまうからである。
して半導体メモリを試験する場合、本発明が大きな効果
をもたらす。それは、半導体メモリの試験は、通常、規
則的な試験パターンを用いておシ、これら規則的なパタ
ーンは演算によって発生されるが、従来の演算方式によ
れば、第11図において複数の試験モジュール13の中
をキャリー信号Cが伝搬されなければならず、高速での
試験パターン発生が不可能となってしまうからである。
このような場合、本方式によれば、演算に要する時間は
、1つの試験モジュールの出力するキャリーが隣りの試
験モジュールに伝送されるだけの時間であり、したがっ
て本方式によって顕著な高速化が期待できるものである
。
、1つの試験モジュールの出力するキャリーが隣りの試
験モジュールに伝送されるだけの時間であり、したがっ
て本方式によって顕著な高速化が期待できるものである
。
まだ、本実施例において、各演算器の入力レジスタの段
数と出力レジスタの段数を任意に設定可能とすることに
より、柔軟な演算器を構成することが可能となる。たと
えば、64個の試験モジュール内の1ビツト演算器の入
力レジスタおよび出力レジスタの段数を適当に設定する
ことにより、64ビツトの演算器を構成することが可能
である他、合計で64ビツトになる演算器を任意に構成
することが可能である。1例として6個の10ビツト演
算器と1個の4ビツト演算器などが構成可能である。
数と出力レジスタの段数を任意に設定可能とすることに
より、柔軟な演算器を構成することが可能となる。たと
えば、64個の試験モジュール内の1ビツト演算器の入
力レジスタおよび出力レジスタの段数を適当に設定する
ことにより、64ビツトの演算器を構成することが可能
である他、合計で64ビツトになる演算器を任意に構成
することが可能である。1例として6個の10ビツト演
算器と1個の4ビツト演算器などが構成可能である。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、多数個
の演算器を接続した場合であっても、また、個々の演算
器の実装位置が離れていてキャリーの伝搬に時間がかか
る場合でも、個々の演算器の最高速度で演算が可能とな
るので、電子装置、特にLSI試験装置の高速化、効率
向上Vcg著な効果が得られる。
の演算器を接続した場合であっても、また、個々の演算
器の実装位置が離れていてキャリーの伝搬に時間がかか
る場合でも、個々の演算器の最高速度で演算が可能とな
るので、電子装置、特にLSI試験装置の高速化、効率
向上Vcg著な効果が得られる。
第1図は、一般的な演算器のブロック図、第2図は、そ
の演算器を複数個接続した場合のブロック図、第3図は
、その動作タイミング図、第4図は、同高速化構成の説
明図、第5図は、その動作図、第6図は、本発明に係る
高速演算方式の説明図、第7図は、本発明に係る高速演
算方式による演算器の一実施例の部分ブロック図、第8
図は、その演算例の説明図、第9図は、本発明に係る高
速演算方式による演算器の一実施例の全体ブロック図、
第10図は、その動作図、第11図は、本発明に係る高
速演算方式を適用したモジュール構造のLSI試験装置
のブロック図である。 1.1−1〜1−4・・・演算器、2−1〜2−3・・
・Dフリップフロップ、3.3−11.3−21゜3−
22.3−31〜3−33.3−41〜3−44・・・
入力レジスタ’14.4−12〜4−15゜4−23〜
4−25.4−34.4−34.4−45・・・出力レ
ジスタ、5.5−1〜5−4・・・インストラクソヨン
レジスタ、6.6−1〜6−4・・・デコーダー、7.
7−1〜7−4・・・アキュムレータ。 箒!胆 巣2圀 茅30 JprrflT θ 磨4男 第5図 CLバ サ グル サ4り71/Z 丈イクルJ °す
・イク1し47= (Tp−couT)Tct’/1−
cottrzTc7L−Fノ#I−X第す口 第11区 CIVIPハ 第10口 茅 !1 目
の演算器を複数個接続した場合のブロック図、第3図は
、その動作タイミング図、第4図は、同高速化構成の説
明図、第5図は、その動作図、第6図は、本発明に係る
高速演算方式の説明図、第7図は、本発明に係る高速演
算方式による演算器の一実施例の部分ブロック図、第8
図は、その演算例の説明図、第9図は、本発明に係る高
速演算方式による演算器の一実施例の全体ブロック図、
第10図は、その動作図、第11図は、本発明に係る高
速演算方式を適用したモジュール構造のLSI試験装置
のブロック図である。 1.1−1〜1−4・・・演算器、2−1〜2−3・・
・Dフリップフロップ、3.3−11.3−21゜3−
22.3−31〜3−33.3−41〜3−44・・・
入力レジスタ’14.4−12〜4−15゜4−23〜
4−25.4−34.4−34.4−45・・・出力レ
ジスタ、5.5−1〜5−4・・・インストラクソヨン
レジスタ、6.6−1〜6−4・・・デコーダー、7.
7−1〜7−4・・・アキュムレータ。 箒!胆 巣2圀 茅30 JprrflT θ 磨4男 第5図 CLバ サ グル サ4り71/Z 丈イクルJ °す
・イク1し47= (Tp−couT)Tct’/1−
cottrzTc7L−Fノ#I−X第す口 第11区 CIVIPハ 第10口 茅 !1 目
Claims (1)
- 1.1または複数ビットのディジタル演算を行なう演算
器を多段に接続したものについて、その各演算器を多段
に接続するための信号経路内に当該信号の一時保持手段
を配し、各演算器間の接続信号の伝達を所望値だけ遅延
させ、また、上記各演算器の入力側に上記多段接続の段
数に応じた段数の入力遅延手段を配するとともに同出力
側にも上記多段接続の段数に応じた段数の出力遅延手段
を配し、演算の入力データが」二記各演算器に与えられ
るタイミングと当該各人力データに対応した接続信号が
上記各演算器に与えられるタイミングとを一致させると
ともに、上記各入力データに対応した演算結果が娼該各
出力レジスタから出力されるタイミングを上記各演算器
間で一致させるようにする高速演算方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231370A JPS60123930A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 高速演算方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231370A JPS60123930A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 高速演算方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123930A true JPS60123930A (ja) | 1985-07-02 |
Family
ID=16922551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58231370A Pending JPS60123930A (ja) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | 高速演算方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123930A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62256034A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-11-07 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | パイプライン演算ユニツト |
| JP2008004233A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Yokogawa Electric Corp | アドレスパターン発生装置 |
| WO2008142750A1 (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Fujitsu Limited | 演算ユニット、プロセッサ及びプロセッサアーキテクチャ |
-
1983
- 1983-12-09 JP JP58231370A patent/JPS60123930A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62256034A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-11-07 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | パイプライン演算ユニツト |
| JP2008004233A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Yokogawa Electric Corp | アドレスパターン発生装置 |
| WO2008142750A1 (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Fujitsu Limited | 演算ユニット、プロセッサ及びプロセッサアーキテクチャ |
| US8281113B2 (en) | 2007-05-17 | 2012-10-02 | Fujitsu Limited | Processor having ALU with dynamically transparent pipeline stages |
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