JPS6033629A - 演算装置 - Google Patents
演算装置Info
- Publication number
- JPS6033629A JPS6033629A JP58142914A JP14291483A JPS6033629A JP S6033629 A JPS6033629 A JP S6033629A JP 58142914 A JP58142914 A JP 58142914A JP 14291483 A JP14291483 A JP 14291483A JP S6033629 A JPS6033629 A JP S6033629A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- register
- shifter
- overflow
- contents
- data
- Prior art date
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- 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
- G06F7/544—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 for evaluating functions by calculation
- G06F7/5443—Sum of products
-
- 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
- G06F7/499—Denomination or exception handling, e.g. rounding or overflow
- G06F7/49905—Exception handling
- G06F7/4991—Overflow or underflow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Computational Mathematics (AREA)
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- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は集積化可能なディジタル信号処理用演算装置に
関する。
関する。
半導体製造技術の進歩に伴い、高集積度でかつ高速度の
LSIが可能となるにつれ、高速演算を必要とするリア
ルタイムOディジタル信号処理が可能となってきた。デ
ィジタル信号処理とは、アナログ信号をティジタル信号
に変換しくA/D変換しハディジタル信号として取扱い
、必要とされるフィルタ操作、直交変換等全ディジタル
演算で実行する技術である。
LSIが可能となるにつれ、高速演算を必要とするリア
ルタイムOディジタル信号処理が可能となってきた。デ
ィジタル信号処理とは、アナログ信号をティジタル信号
に変換しくA/D変換しハディジタル信号として取扱い
、必要とされるフィルタ操作、直交変換等全ディジタル
演算で実行する技術である。
一般に、これらディジタル信号処理において行なわれる
演算は、(1)式に示すように配列同士の積和であるC
とが多い。
演算は、(1)式に示すように配列同士の積和であるC
とが多い。
一方、これらの演算を実行するだめの演算装置のデータ
形式は、2の補数表示の固定小数点形式を用いることが
多い。例えば、第1図(a)に示すように、4ビツトの
2の補数表示のデータで、小数点位置が最上位ビット(
以下MSBと記す)と、MSBの次のビットとの間にあ
る場合、4ビツトで表示する数値Aは、(2)式のよう
になる。
形式は、2の補数表示の固定小数点形式を用いることが
多い。例えば、第1図(a)に示すように、4ビツトの
2の補数表示のデータで、小数点位置が最上位ビット(
以下MSBと記す)と、MSBの次のビットとの間にあ
る場合、4ビツトで表示する数値Aは、(2)式のよう
になる。
A=−83+82”2 +a1 e2 +a(1”2
(2)但し、a + (i=o、 1.2.3)はO又
はl第1図(b)のように、MOBから2ビツト目と、
3ビツト目に小数点がある場合、表示される数値Bは、
(3)式のようになるう B=−b3・2+b2+I)l・2千bO・2(3)実
際の演算装置においては、このような小数点の位置は存
在せず単純に4ビツトの2の補数データとして演算され
るため、プログラマ−は、演算を行う場合、小数点の位
置を考慮しながらプログラムを書く必要がある5例えば
、第11dla)の形式のデータと第1図(b)の形式
のデータを加算する場合には、(a)の形式あるいは(
b)の形式に小数点位置を合わせてから、加算する必要
がある。
(2)但し、a + (i=o、 1.2.3)はO又
はl第1図(b)のように、MOBから2ビツト目と、
3ビツト目に小数点がある場合、表示される数値Bは、
(3)式のようになるう B=−b3・2+b2+I)l・2千bO・2(3)実
際の演算装置においては、このような小数点の位置は存
在せず単純に4ビツトの2の補数データとして演算され
るため、プログラマ−は、演算を行う場合、小数点の位
置を考慮しながらプログラムを書く必要がある5例えば
、第11dla)の形式のデータと第1図(b)の形式
のデータを加算する場合には、(a)の形式あるいは(
b)の形式に小数点位置を合わせてから、加算する必要
がある。
さらに、小数点位置を合わせて、例えばか1算する場合
、考慮しなければならないのが、オーツ(−70−に対
する処理である。例えば数値X(0111)Bと数値Y
(0100)B全加算する場会會考える。この場合、M
SBとMOBの次のビットとの間に小数点があると仮定
する。数値X及びYを10進数で表すと X=2 +2 +2 =O15+0.125+0.06
25=0.6875 Y=2 =0.5 となる。従って、XとYの加算を実行すると、X+Y=
(0111)D+(0100)B=(1011)e=−
1+OX2+lX2 +1X2=−0,8125 〜0.5+0.6875 = 1.1875となり1計
算結眼が正しくない、これは計算過程でオーバーフロー
が起すただめでる。このようなオーバー70−が起きた
場合、対すする処理として、2通りの方法が考えられる
。
、考慮しなければならないのが、オーツ(−70−に対
する処理である。例えば数値X(0111)Bと数値Y
(0100)B全加算する場会會考える。この場合、M
SBとMOBの次のビットとの間に小数点があると仮定
する。数値X及びYを10進数で表すと X=2 +2 +2 =O15+0.125+0.06
25=0.6875 Y=2 =0.5 となる。従って、XとYの加算を実行すると、X+Y=
(0111)D+(0100)B=(1011)e=−
1+OX2+lX2 +1X2=−0,8125 〜0.5+0.6875 = 1.1875となり1計
算結眼が正しくない、これは計算過程でオーバーフロー
が起すただめでる。このようなオーバー70−が起きた
場合、対すする処理として、2通りの方法が考えられる
。
第1の方法は、計算結果をオーバー70−が起った方向
の最大値に置換える方法であり、例えば前述の例では(
0111)BKit換える。このような方法は、ディジ
タルフィルタ等の場合に用いられるう しかし、この方
法は演算結果がオーバー70−尺生じた場合、正または
負の最大値に張付いてし壕うので、それより大きい数値
のものは切取られてしまい、誤差を生ずるという欠点が
ある。
の最大値に置換える方法であり、例えば前述の例では(
0111)BKit換える。このような方法は、ディジ
タルフィルタ等の場合に用いられるう しかし、この方
法は演算結果がオーバー70−尺生じた場合、正または
負の最大値に張付いてし壕うので、それより大きい数値
のものは切取られてしまい、誤差を生ずるという欠点が
ある。
例えば、第2図(a)に示すように、理想的に演算が行
われた・場合に正弦波となる演算を行ったとする。
われた・場合に正弦波となる演算を行ったとする。
オーバー70−が起った場合%第2図(b)に示すよう
に、オーバー70−が起った方向の最大直に張付いてし
まうので、この最大値より大きい値(図で破線で示した
値)は切取られてしまい、大きな誤差を生ずるという欠
点がある。
に、オーバー70−が起った方向の最大直に張付いてし
まうので、この最大値より大きい値(図で破線で示した
値)は切取られてしまい、大きな誤差を生ずるという欠
点がある。
第2の方法は、計算結果を右シフトし、1ビット演算精
度金低下させることによって正しい演算結果を保存する
方法である。この場合、上記計算例では、演算結果は(
0101)Bとなる。右シフトによって、小数点位置は
1ビツト右にずれるため、このオーバー70−処理によ
って得たデータは =1+0.125=1.125さ1.1875となり、
最小桁の誤差内に入っている。このようなオーバーフロ
ーに対する処理を行うと、演算結果は小数点位置がずれ
ているため、以降さらに加算もしくは減算を続けていく
場合、加数もしくけ減数を右シフトして加算もしくは減
算を行う必要がある。このようなオーバー70−の処理
は7−リエ変換等の場合に用いられる。この第2の方法
はソフトフェア釣手法で行われる。即ち、オーバーフロ
ーが生じたか否かをプログラムでチェックし、オーバー
フローが生じていれば上述のように右シフトする。従っ
て、オーバーフローを起した後、加算/減算を続けて行
う場合には、演算命令を実行する前に、常にシフト命令
を実行しなければならず、演算時間が長くなるという欠
点がある。
度金低下させることによって正しい演算結果を保存する
方法である。この場合、上記計算例では、演算結果は(
0101)Bとなる。右シフトによって、小数点位置は
1ビツト右にずれるため、このオーバー70−処理によ
って得たデータは =1+0.125=1.125さ1.1875となり、
最小桁の誤差内に入っている。このようなオーバーフロ
ーに対する処理を行うと、演算結果は小数点位置がずれ
ているため、以降さらに加算もしくは減算を続けていく
場合、加数もしくけ減数を右シフトして加算もしくは減
算を行う必要がある。このようなオーバー70−の処理
は7−リエ変換等の場合に用いられる。この第2の方法
はソフトフェア釣手法で行われる。即ち、オーバーフロ
ーが生じたか否かをプログラムでチェックし、オーバー
フローが生じていれば上述のように右シフトする。従っ
て、オーバーフローを起した後、加算/減算を続けて行
う場合には、演算命令を実行する前に、常にシフト命令
を実行しなければならず、演算時間が長くなるという欠
点がある。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、比較的1y11単
にオーバー70−を補正し、以降の計算を効率よく行う
ことのできる演算装置を提供することにある。
にオーバー70−を補正し、以降の計算を効率よく行う
ことのできる演算装置を提供することにある。
本発明の演算装置1′i、人力されたデータを任意のビ
ット数だけシフトする第1のシフタと、演算結果を記憶
するレジスタと、前記第1のシフタと前記レジスタの出
力を人力として演算を行う演算器と、前記演算器がオー
バーフローを生じたか否かを検出するオーバーフロー検
出器と、前記オーバーフロー演出器の出力によりオーバ
ーフローを生じた回数を計数するカウンタと、前記オー
ツ;−70−検出器がオーバーフローを検出した場合前
記演算器の出力’に1ビツト右シフトして前記レジスタ
に出力する第2の77タと、前記力シフタの内容により
前記第1のシックのシフト量t1″決定し前記第1の7
7タにシフト量を指示する制御回路と?含んで構成され
る。
ット数だけシフトする第1のシフタと、演算結果を記憶
するレジスタと、前記第1のシフタと前記レジスタの出
力を人力として演算を行う演算器と、前記演算器がオー
バーフローを生じたか否かを検出するオーバーフロー検
出器と、前記オーバーフロー演出器の出力によりオーバ
ーフローを生じた回数を計数するカウンタと、前記オー
ツ;−70−検出器がオーバーフローを検出した場合前
記演算器の出力’に1ビツト右シフトして前記レジスタ
に出力する第2の77タと、前記力シフタの内容により
前記第1のシックのシフト量t1″決定し前記第1の7
7タにシフト量を指示する制御回路と?含んで構成され
る。
次に、本発明の実施例について図面を用いて説明するつ
第3図は本発明の一実施例のブロック図である。
Cの実施例は、入力端子9.lOから人力されたデータ
を乗算する乗算器1から入力されたデータを任意のビッ
ト数だけシフトする第1のシフタ2と、演算結果を記憶
するレジスタ5と、第1のシフタ2とレジスタ5の出刃
を人力として演算ケ行う演算器3と、演算器3がオーツ
(−70−金生じたか否かta出するオーツく−フロー
検出器6と、オーバー70−検出器6の出力によりオー
)く−フローを生じた回数を計数するカウンタ7と、オ
ーバー70−検出器6がオーツ(−フローを検出した場
合、演算器3の出力を1ビツト右クフトしてレジスタ5
に出力する第2のシフタ4と、カウンタ7の内容により
第1の7フタ2のシフH9j’に決定し第1のシフタ2
に77ト竜勿指示する制御回路8とを含んで構成される
。
を乗算する乗算器1から入力されたデータを任意のビッ
ト数だけシフトする第1のシフタ2と、演算結果を記憶
するレジスタ5と、第1のシフタ2とレジスタ5の出刃
を人力として演算ケ行う演算器3と、演算器3がオーツ
(−70−金生じたか否かta出するオーツく−フロー
検出器6と、オーバー70−検出器6の出力によりオー
)く−フローを生じた回数を計数するカウンタ7と、オ
ーバー70−検出器6がオーツ(−フローを検出した場
合、演算器3の出力を1ビツト右クフトしてレジスタ5
に出力する第2のシフタ4と、カウンタ7の内容により
第1の7フタ2のシフH9j’に決定し第1のシフタ2
に77ト竜勿指示する制御回路8とを含んで構成される
。
次に、この実施例の動作について説明する。理解金谷易
にするため、前述のtl1式で示される演算を例にして
説明する。
にするため、前述のtl1式で示される演算を例にして
説明する。
端子9には、データ列(al)が、端子10にはデータ
列(Xk+t)が人力されるものとする。
列(Xk+t)が人力されるものとする。
この場合、(,1)および(Xk++)の小数点位随は
、第1図(a)に示す様に、MOBとMSBの次のビッ
トとの間にあるものとし、乗算器lで実行する乗算の結
果も、MOBとMSBの次のビットとの間にあるものと
するつ又初期状態として、レジスタ5及びカウンタ7は
クリアされているものとする。入力端子9,10にaQ
およびXk+0が人力されると、乗算器lにおいて乗算
が実行され、その結果が第1のシックに人力される。カ
ウンタ7クリアされてお9.従って制御回@8は第1の
シフタ2に対し右77トしない制御l金命令するため、
第1のシック2は乗算器lの出力をそのまま演算器3に
出力する。演算器3はレジスタ5に記t、iされている
内容と第1のシフタ2の出刃との加算を行う。レジスタ
5の内容はクリアされているためオーバーフローは発生
せず、従って第2のシフタ4は人力をシフトぜず、その
まま、レジスタ5に出力する。従って、レジスタ5には
、レジスタ5の以前の格納値(即ち0)と、乗算器lの
出刃の加算値が人力される。以下同様にa、、Xk+1
゜・・・のデータ人力に対し同様に演算される。
、第1図(a)に示す様に、MOBとMSBの次のビッ
トとの間にあるものとし、乗算器lで実行する乗算の結
果も、MOBとMSBの次のビットとの間にあるものと
するつ又初期状態として、レジスタ5及びカウンタ7は
クリアされているものとする。入力端子9,10にaQ
およびXk+0が人力されると、乗算器lにおいて乗算
が実行され、その結果が第1のシックに人力される。カ
ウンタ7クリアされてお9.従って制御回@8は第1の
シフタ2に対し右77トしない制御l金命令するため、
第1のシック2は乗算器lの出力をそのまま演算器3に
出力する。演算器3はレジスタ5に記t、iされている
内容と第1のシフタ2の出刃との加算を行う。レジスタ
5の内容はクリアされているためオーバーフローは発生
せず、従って第2のシフタ4は人力をシフトぜず、その
まま、レジスタ5に出力する。従って、レジスタ5には
、レジスタ5の以前の格納値(即ち0)と、乗算器lの
出刃の加算値が人力される。以下同様にa、、Xk+1
゜・・・のデータ人力に対し同様に演算される。
次にs al 及びX、+、の績を加算する場合、初め
て、オーバー70−が発生したとすると、オーバー70
−検出器6でオーバーフローが検出されるため、制御回
路8の指示により第2のシフタ4はデータtlビット右
シフトする。従って、レジスタ5には、第4図(b)の
ようなデータが格納される。Cのとさ、カウンタ7は計
数値が1になる。
て、オーバー70−が発生したとすると、オーバー70
−検出器6でオーバーフローが検出されるため、制御回
路8の指示により第2のシフタ4はデータtlビット右
シフトする。従って、レジスタ5には、第4図(b)の
ようなデータが格納される。Cのとさ、カウンタ7は計
数値が1になる。
次にs ai+1とxk+1+・、の演算ケ考える。乗
算器lの出力は、同様に第4図(alのようなデータで
ある。一方、力9ンタ7は計数値が1になっているため
、制御回路8は第1のシ7り2に1ビツト右シフトを指
示す暮。従って% a1+1とXk+1+1の稙は第1
のり7タ2により、1ビツト右シフトされ、第4図(b
lのようなデータが演算器3に入力される。このデータ
形式は、レジスタ5に格納されているデータ形式と同様
であるから、直ちに演算出来ることは、明白である。又
、カウンタ7の1直が増加しない限v1同様に、次々と
データを演算できることは明白である。次にatとXk
+tの積を加算する場合、n回目のオーバー70−が生
じたとする。第1回目のオーバー70−が発生した場合
と、同様にして第2のシフタ4はデータを1ビツト右に
シフトするため、レジスタ5には第4図(C)に示す形
式のデータが格納される。このとさ、カウンタ7は計数
値がnになる。従って、制御回路8は第1のシフタ2に
nビット右シフトを指示するため、at+、とXk+1
+、の積は、第4図(C)のデータ形式で演算器3に人
力され、直ちにレジスタ5の自答と演算できることは明
らかである。
算器lの出力は、同様に第4図(alのようなデータで
ある。一方、力9ンタ7は計数値が1になっているため
、制御回路8は第1のシ7り2に1ビツト右シフトを指
示す暮。従って% a1+1とXk+1+1の稙は第1
のり7タ2により、1ビツト右シフトされ、第4図(b
lのようなデータが演算器3に入力される。このデータ
形式は、レジスタ5に格納されているデータ形式と同様
であるから、直ちに演算出来ることは、明白である。又
、カウンタ7の1直が増加しない限v1同様に、次々と
データを演算できることは明白である。次にatとXk
+tの積を加算する場合、n回目のオーバー70−が生
じたとする。第1回目のオーバー70−が発生した場合
と、同様にして第2のシフタ4はデータを1ビツト右に
シフトするため、レジスタ5には第4図(C)に示す形
式のデータが格納される。このとさ、カウンタ7は計数
値がnになる。従って、制御回路8は第1のシフタ2に
nビット右シフトを指示するため、at+、とXk+1
+、の積は、第4図(C)のデータ形式で演算器3に人
力され、直ちにレジスタ5の自答と演算できることは明
らかである。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、オーバー
スローの補正が比較的1?11単にでき、カウンタの自
答を読出すことにより小数点の位置全簡単に推定できる
演算装置が得られるのでその効果は大きい。
スローの補正が比較的1?11単にでき、カウンタの自
答を読出すことにより小数点の位置全簡単に推定できる
演算装置が得られるのでその効果は大きい。
第1図(al、 (b)はレジスタに格納された数値の
状態を説明するためのチータフオーマット図、第2図(
a)、 (b)はオーバーフローが起ったと巻の演算結
果の誤差を説明するための図、第3図は本発明の一実施
例のブロック図、第4図(a)〜(C1は本発明の一実
施例を動作させたときレジスタに格納された数値の状態
を説明するためのデータフォーマット図であろう 1・・・・・・乗算器、2・・・・・・第1のシフタ、
3・・・・・・演WJ 4・・・・・・第2のシ7り、
5・・・・・・レジスタ、6・・・・・・オーバーフロ
ー(芙出器、7・・・・・・カウンタ、8・・・・・・
制御回路、9.10・・・・・・端子。 plsB LSB 業4−8
状態を説明するためのチータフオーマット図、第2図(
a)、 (b)はオーバーフローが起ったと巻の演算結
果の誤差を説明するための図、第3図は本発明の一実施
例のブロック図、第4図(a)〜(C1は本発明の一実
施例を動作させたときレジスタに格納された数値の状態
を説明するためのデータフォーマット図であろう 1・・・・・・乗算器、2・・・・・・第1のシフタ、
3・・・・・・演WJ 4・・・・・・第2のシ7り、
5・・・・・・レジスタ、6・・・・・・オーバーフロ
ー(芙出器、7・・・・・・カウンタ、8・・・・・・
制御回路、9.10・・・・・・端子。 plsB LSB 業4−8
Claims (1)
- 人力されたデータを任意のビット数だけシフトする第1
の77タと、演算結果を記憶するレジスタと、前記第1
の77タと前記レジスタの出力金入力として演算を行う
演算器と、前記演n器がオーバーフロー金主じたか否か
を検出するオーバー70−検出器と、前記オーバー70
−検出器の出力によりオーバーフローを生じた回数を計
数するカウンタと、前記オーバー7a−検出器がオーバ
ーフローを検出した場合前記fi、算器の出力を1ビツ
ト右シフトして前記レジスタに出刃する第2のシックと
、前記カウンタの内容により前記@1の77タのシフト
量を決定し前記第1のシフタにシフト量を指示する制御
回路とを會むことを特徴とする演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58142914A JPS6033629A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58142914A JPS6033629A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 演算装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033629A true JPS6033629A (ja) | 1985-02-21 |
Family
ID=15326552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58142914A Pending JPS6033629A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033629A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6211933A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-20 | Nec Corp | 演算回路 |
| JPH02216582A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-29 | Nec Corp | パイプライン演算回路 |
| JP2019000144A (ja) * | 2017-06-12 | 2019-01-10 | 株式会社ソフイア | 遊技機 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS605338A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 演算装置 |
-
1983
- 1983-08-04 JP JP58142914A patent/JPS6033629A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS605338A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 演算装置 |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH02216582A (ja) * | 1989-02-16 | 1990-08-29 | Nec Corp | パイプライン演算回路 |
| JP2019000144A (ja) * | 2017-06-12 | 2019-01-10 | 株式会社ソフイア | 遊技機 |
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