JPS6143341A - 加算回路 - Google Patents
加算回路Info
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- JPS6143341A JPS6143341A JP59165263A JP16526384A JPS6143341A JP S6143341 A JPS6143341 A JP S6143341A JP 59165263 A JP59165263 A JP 59165263A JP 16526384 A JP16526384 A JP 16526384A JP S6143341 A JPS6143341 A JP S6143341A
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- Japan
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- carry
- signal
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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
- G06F7/50—Adding; Subtracting
- G06F7/505—Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination
- G06F7/506—Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination with simultaneous carry generation for, or propagation over, two or more stages
- G06F7/508—Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination with simultaneous carry generation for, or propagation over, two or more stages using carry look-ahead circuits
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- 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
- G06F2207/3896—Bit slicing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Logic Circuits (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】
(発明の属する技術分野の説明)
本発明はデータ処理装置の演算部等で使用されるビット
スライス形加算回路に関する。
スライス形加算回路に関する。
(従来技術の説明)
ビットスライス形加算回路は2入力のデータ(複数ビッ
ト)および下位桁グループよりの桁上げ入力信号を入力
とし、加算結果および上位桁への桁上げ出力信号を生成
するよう設計されている。
ト)および下位桁グループよりの桁上げ入力信号を入力
とし、加算結果および上位桁への桁上げ出力信号を生成
するよう設計されている。
加算回路においては下位ビットの演算結果が上位ビット
へ影響を与える場合があるため、高性能を要求される演
算装置においては下位ビットからの影響をいかに速く上
位ビットへ伝播するかが重要である。このため先見桁上
げ方式、すなわちキャリー拳ルックQアヘッド責Car
ry Look−ahead)方式が一般に用いられて
いる。
へ影響を与える場合があるため、高性能を要求される演
算装置においては下位ビットからの影響をいかに速く上
位ビットへ伝播するかが重要である。このため先見桁上
げ方式、すなわちキャリー拳ルックQアヘッド責Car
ry Look−ahead)方式が一般に用いられて
いる。
キャリー・ルック・アヘッド方式とは、加算時間を短縮
するため桁上げ信号の通過素子段数を少なくすることに
よシ前記桁上げ信号の伝播時間を短縮する方式でアシ、
通常、複数ビットの加算回路をMビット・のグループに
分け、各グループではMビットの入力データのみから上
位グループへの桁上げの発生を示す信号(桁上げ発生信
号)と、下位グループからの桁上げがある場合にそれを
上位グループへ伝播することを示す信号(桁上げ伝播信
号)とを主成し、各グループで生成されたそれらの信号
と最下位ビットへの桁上げ入力信号とによシ各グループ
への桁上げ入力信号を生成している。
するため桁上げ信号の通過素子段数を少なくすることに
よシ前記桁上げ信号の伝播時間を短縮する方式でアシ、
通常、複数ビットの加算回路をMビット・のグループに
分け、各グループではMビットの入力データのみから上
位グループへの桁上げの発生を示す信号(桁上げ発生信
号)と、下位グループからの桁上げがある場合にそれを
上位グループへ伝播することを示す信号(桁上げ伝播信
号)とを主成し、各グループで生成されたそれらの信号
と最下位ビットへの桁上げ入力信号とによシ各グループ
への桁上げ入力信号を生成している。
このようなキャリー・ルック・アヘッド方式を採用した
従来のビットスライス形加算回路は、第1図に示すよ・
〉に加算数Aと被加算数Bとのビット列に対して各ビッ
ト毎に2入力At、Biが入力される入力段論理回路1
1と、入力段論理回路の出力Xi、Yiおよび桁上げ入
力信号C/Nをうけ各ビット位置に対する桁上°げ信号
およびグループ全体の桁上げ発生信号Gおよび桁上げ伝
播信号Pを発生する桁上げ信号発生回路12と、前記入
力段論理回路11の出力X1と桁上げ信号発生回路12
の出力Ci とをうけ和出力Siを生成する出力段論理
回路13とから構成されている。ここでXi、Yi、C
i、Si、PおよびGは次に示されるような論理式に従
って生成される。
従来のビットスライス形加算回路は、第1図に示すよ・
〉に加算数Aと被加算数Bとのビット列に対して各ビッ
ト毎に2入力At、Biが入力される入力段論理回路1
1と、入力段論理回路の出力Xi、Yiおよび桁上げ入
力信号C/Nをうけ各ビット位置に対する桁上°げ信号
およびグループ全体の桁上げ発生信号Gおよび桁上げ伝
播信号Pを発生する桁上げ信号発生回路12と、前記入
力段論理回路11の出力X1と桁上げ信号発生回路12
の出力Ci とをうけ和出力Siを生成する出力段論理
回路13とから構成されている。ここでXi、Yi、C
i、Si、PおよびGは次に示されるような論理式に従
って生成される。
Xi =Ai(i)Bi (i=o山2・・・・・・
、M)Yi =Ai−Bi Ci+1=Yi−)−Xi−Ci (但しCo=C
IN)St =XiQ+Ci P =XMXM−z −−−−−−XzX。
、M)Yi =Ai−Bi Ci+1=Yi−)−Xi−Ci (但しCo=C
IN)St =XiQ+Ci P =XMXM−z −−−−−−XzX。
G =YM
−)−YM IYM−s
+XM−YM−1−・−−−−Xz ・Yz+XM−Y
M−1−・−−−−XSI−XI−YOこのような加算
回路の例として、電流切換形回で実現された6ビットの
加算回路を第2図に示す。
M−1−・−−−−XSI−XI−YOこのような加算
回路の例として、電流切換形回で実現された6ビットの
加算回路を第2図に示す。
以下負論理を用いて説明する。第2図における入力段論
理回路の詳細は第3図に示されるように1個の2段縦形
電流切換形回路で構成されている。
理回路の詳細は第3図に示されるように1個の2段縦形
電流切換形回路で構成されている。
また桁上げ信号発生回路12のAND−OR回路は、例
えば第4図(jL) K示される部分は同図(b)のよ
うにいわゆるコレクタ・ドツトを用いて実現されている
。さらに出力段論理回路13のうち第5図(a)の部分
は同図(b)に示すように1個の2段縦形?!流切換形
回路で構成されている。
えば第4図(jL) K示される部分は同図(b)のよ
うにいわゆるコレクタ・ドツトを用いて実現されている
。さらに出力段論理回路13のうち第5図(a)の部分
は同図(b)に示すように1個の2段縦形?!流切換形
回路で構成されている。
ビットスライス形加算回路においてはグループのビット
数Mを大きくとることがグループ間の桁上げ信号の伝播
に有利であることは明らかであるが、グループ内回路に
おける信号の駆動能力、構成する基本回路の制約などが
あってビット数Mは制約を受ける。例えば第2図におけ
る信号Xs、Xsの負荷は13にもな9、さらに桁上げ
伝播信号Pを発生しているゲート14のファン・イン数
は6にもなりている。このようにグループ内回路におい
て負荷の数およびゲートのファン・イン数が多くなるこ
とは、グループのビット数Mを大きくしてグループ間の
伝播遅延時間を少なくした効果を削減するという欠薫と
なる。
数Mを大きくとることがグループ間の桁上げ信号の伝播
に有利であることは明らかであるが、グループ内回路に
おける信号の駆動能力、構成する基本回路の制約などが
あってビット数Mは制約を受ける。例えば第2図におけ
る信号Xs、Xsの負荷は13にもな9、さらに桁上げ
伝播信号Pを発生しているゲート14のファン・イン数
は6にもなりている。このようにグループ内回路におい
て負荷の数およびゲートのファン・イン数が多くなるこ
とは、グループのビット数Mを大きくしてグループ間の
伝播遅延時間を少なくした効果を削減するという欠薫と
なる。
(発明の目的)
本発明は、加算回路における入力段論理回路を2入力各
2ビットのデータを入力する回路構成とすることによシ
、グループ内回路における負荷数およびゲートのファン
・イン数を大きくしないでグループのビット数Mを大き
くし、従来の欠点を除去した加算回路を提供することを
目的とする。
2ビットのデータを入力する回路構成とすることによシ
、グループ内回路における負荷数およびゲートのファン
・イン数を大きくしないでグループのビット数Mを大き
くし、従来の欠点を除去した加算回路を提供することを
目的とする。
(発明の構成)
本発明の加算回路は、入力段論理回路群と入力段論理回
路群の出力および外部よりの桁上げ入力信号に接続され
た信号発生回路と、入力段論理回路および桁上げ信号発
生回路に接続された出力段論理回路とから構成される加
算回路で多りて、前記入力段論理回路は各々が2ビット
から成る2入力のデータ(Azn+x、Azn、Bzn
+1. B211)を入力しGzn+1=A2n+I
B2n+x −)−(Agn+x■Bzn+i )A2
n BznPzh+1=(Azn+x Q+Bzn+x
)(Azn■Bzn)Xzn+t =Azn+x 0B
in+tXzn w人in OB 2n Yin =A2n ・B2nな る信号を発生することを特徴とする。
路群の出力および外部よりの桁上げ入力信号に接続され
た信号発生回路と、入力段論理回路および桁上げ信号発
生回路に接続された出力段論理回路とから構成される加
算回路で多りて、前記入力段論理回路は各々が2ビット
から成る2入力のデータ(Azn+x、Azn、Bzn
+1. B211)を入力しGzn+1=A2n+I
B2n+x −)−(Agn+x■Bzn+i )A2
n BznPzh+1=(Azn+x Q+Bzn+x
)(Azn■Bzn)Xzn+t =Azn+x 0B
in+tXzn w人in OB 2n Yin =A2n ・B2nな る信号を発生することを特徴とする。
(実施例の説明)
次に本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。第モ図は本発明の一実施例を示すブロック図であム参
照番号21は入力段論理回路、参照番号22は桁上げ信
号発生回路、参照番号23は出力段論理回路でちる。本
発明・における各入力段論理回路は2入力データの各2
ビット毎に1個配置されておシ、Gzn+s 、Pzn
+x 、Xzn+l、Yzn、Xzn なる5種類の信
号を発生している。桁上げ信号発生回路22は入力段論
理回路の出力信号と外部よりの桁上げ入力信号CINと
を入力し、グループ内の各ビット位置に対する桁上げ信
号Ci と、グループとしての桁上げ発生信号Gと、桁
上げ伝播信号Pとを生成している。また出力段論理回路
23は入力段論理回路21の出力Xiおよび桁上げ信号
発生回路22の出力Ciを入力し、和出力Siを発生す
る。
。第モ図は本発明の一実施例を示すブロック図であム参
照番号21は入力段論理回路、参照番号22は桁上げ信
号発生回路、参照番号23は出力段論理回路でちる。本
発明・における各入力段論理回路は2入力データの各2
ビット毎に1個配置されておシ、Gzn+s 、Pzn
+x 、Xzn+l、Yzn、Xzn なる5種類の信
号を発生している。桁上げ信号発生回路22は入力段論
理回路の出力信号と外部よりの桁上げ入力信号CINと
を入力し、グループ内の各ビット位置に対する桁上げ信
号Ci と、グループとしての桁上げ発生信号Gと、桁
上げ伝播信号Pとを生成している。また出力段論理回路
23は入力段論理回路21の出力Xiおよび桁上げ信号
発生回路22の出力Ciを入力し、和出力Siを発生す
る。
次に本発明の実施例を電流切換形回路を用いて実現した
8ビットの加算回路を第7図に示す。第7図における各
入力段論理回路は第8図に示すように4個の電流切段形
回路で構成されるが、入力から出力に到る通過素子段数
は従来技術による第3図の入力段論理回路と同じである
。第7図における参照番号22は第2図における参照番
号12に対応する桁上げ信号発生回路であり、参照番号
23は第2図における参照番号13と全く同じ出力段論
理回路である。桁上げ信号発生22内で用いられている
AND−OR回路は、第4図で示しているようにコレク
タ・ドツト回路を用いて笑睨されている。
8ビットの加算回路を第7図に示す。第7図における各
入力段論理回路は第8図に示すように4個の電流切段形
回路で構成されるが、入力から出力に到る通過素子段数
は従来技術による第3図の入力段論理回路と同じである
。第7図における参照番号22は第2図における参照番
号12に対応する桁上げ信号発生回路であり、参照番号
23は第2図における参照番号13と全く同じ出力段論
理回路である。桁上げ信号発生22内で用いられている
AND−OR回路は、第4図で示しているようにコレク
タ・ドツト回路を用いて笑睨されている。
第7図の8ビット〃目算回路におけるグループ内信号の
最大負荷は入力段論理回路21の出力信号P3でその数
は10でロシ、ゲートの最大ファンイン数はゲート24
の5個であり、これらの数はいづれも第2図の6ビット
加算回路における数を下回っている。これはグループ内
における信号の伝播遅延時間が加算される入力データの
ビット数が増大しているにもかかわらず高速でゎること
を意味している。また第2図と同様に最大負荷数、ファ
ン・アウト数を許容するとすればグループ内で処理する
ピットの数をさらに増加することができる。グループ内
における処理ビット数を増加すればグループ間における
信号の伝播遅延時間、外付けのキャリー・ルックアヘッ
ド回路の段数を削減し、全体の処理時間を高速化できる
ことは明らかである。例えば第9図に示すように加算回
路31と外付けのキャリー、・、・ルック・アヘッド回
路32を接続した偏分、加算回路31が従来技術による
第2図の6ビット加算回路であれば全体で24ビットの
加算回路となるのに対して、本発明の実施例で示す第7
図の8ビット加算回路を用いれば全 U体で32ビッ
トの加算回路を構成することができる。ここで外付けの
桁上げ回路32の詳細は第10図に示す通りである。第
10図の外付は桁上げ回路の出力P、Gは、さらに大き
なグループにまとめるための桁上げ発生信号および桁上
げ伝播信号である。従来技術の6ビット加算回路を用い
て25ビット以上の加算回路を構成するためには、複数
の外付はキャリー・ルック・アヘッド回路を経由して信
号が伝播することになりさらに性能が低下するので、本
発明の実施例が有利なことは明らかである。
最大負荷は入力段論理回路21の出力信号P3でその数
は10でロシ、ゲートの最大ファンイン数はゲート24
の5個であり、これらの数はいづれも第2図の6ビット
加算回路における数を下回っている。これはグループ内
における信号の伝播遅延時間が加算される入力データの
ビット数が増大しているにもかかわらず高速でゎること
を意味している。また第2図と同様に最大負荷数、ファ
ン・アウト数を許容するとすればグループ内で処理する
ピットの数をさらに増加することができる。グループ内
における処理ビット数を増加すればグループ間における
信号の伝播遅延時間、外付けのキャリー・ルックアヘッ
ド回路の段数を削減し、全体の処理時間を高速化できる
ことは明らかである。例えば第9図に示すように加算回
路31と外付けのキャリー、・、・ルック・アヘッド回
路32を接続した偏分、加算回路31が従来技術による
第2図の6ビット加算回路であれば全体で24ビットの
加算回路となるのに対して、本発明の実施例で示す第7
図の8ビット加算回路を用いれば全 U体で32ビッ
トの加算回路を構成することができる。ここで外付けの
桁上げ回路32の詳細は第10図に示す通りである。第
10図の外付は桁上げ回路の出力P、Gは、さらに大き
なグループにまとめるための桁上げ発生信号および桁上
げ伝播信号である。従来技術の6ビット加算回路を用い
て25ビット以上の加算回路を構成するためには、複数
の外付はキャリー・ルック・アヘッド回路を経由して信
号が伝播することになりさらに性能が低下するので、本
発明の実施例が有利なことは明らかである。
(発明の詳細な説明)
以上説明したように加算回路の入力段論理回路に2入力
各ピットのデータを入力する方式とすることによシ、グ
ループでの処理ビット数を増加させしかもグループ内の
信号伝播を高速できるとともに、グループ間信号の伝播
の高速化をはかることができるという効果がある。
各ピットのデータを入力する方式とすることによシ、グ
ループでの処理ビット数を増加させしかもグループ内の
信号伝播を高速できるとともに、グループ間信号の伝播
の高速化をはかることができるという効果がある。
K面の簡単な説明
第1図は従来技術の加算回路を示すブロック図、第2図
は電流切換形回路による従来技術の6ビット加算器の論
理回路図、第3図は第2図における入力段論理回路図、
第4図は第2図の桁上げ発生回路で用いられている(a
)AND−OR論理回路図とそのトランジスタ回路図、
第5図は第2図における(a)出力段論理回路図とその
トランジスタ回路図、第6図は本発明の実施例を示すブ
ロック図、第7図は電流切換形回路による本発明の8ビ
ット加算回路図、第8図は第7図における入力段論理回
路のトランジスタ回路図、第9区は外付はキャリー・ツ
ク・アヘッド回路の論理ブロック図でおる。
は電流切換形回路による従来技術の6ビット加算器の論
理回路図、第3図は第2図における入力段論理回路図、
第4図は第2図の桁上げ発生回路で用いられている(a
)AND−OR論理回路図とそのトランジスタ回路図、
第5図は第2図における(a)出力段論理回路図とその
トランジスタ回路図、第6図は本発明の実施例を示すブ
ロック図、第7図は電流切換形回路による本発明の8ビ
ット加算回路図、第8図は第7図における入力段論理回
路のトランジスタ回路図、第9区は外付はキャリー・ツ
ク・アヘッド回路の論理ブロック図でおる。
11.21・・・・・・入力段論理回路、12.22・
・・・・・桁上げ信号発生回路、13.23・・・・・
・出力段論理回路、14.24・・・・・・ゲート回路
、31・・・・・・刀Ill′1に回路、32・・・・
・・外付はキャリー・ルック・アヘッド回路。
・・・・・桁上げ信号発生回路、13.23・・・・・
・出力段論理回路、14.24・・・・・・ゲート回路
、31・・・・・・刀Ill′1に回路、32・・・・
・・外付はキャリー・ルック・アヘッド回路。
$ 1 図
茅2m!1
茅3図
$4 図
2j二=)Σ)−5i= Xi■C2(cL)募 t3
図 茶 乙 図 # 7 回
図 茶 乙 図 # 7 回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 入力段論理回路群と、入力段論理回路群の出力および外
部よりの桁上げ入力信号をうける桁上げ信号発生回路と
、前記入力段論理回路および前記桁上げ信号発生回路に
結合された出力段論理回路とを含む加算回路であって、
前記入力段論理回路は各々が2ビットから成る2入力の
データ(A_2_n_+_1、A_2_n、B_2_n
_+_1、B_2_n)を入力し、G_2_n_+_1
=A_2_n_+_1B_2_n_+_1+(A_2_
n_+_1■B_2_n_+_1)A_2_nB_2_
nP_2_n_+_1=(A_2_n_+_1■B_2
_n_+_1)(A_2_n_■B_2_n)X_2_
n_+_1=A_2_n_+_1■B_2_n_+_1
X_2_n=A_2_n■B_2_n Y_2_n=A_2_n・B_2_n なる出力信号を発生することを特徴とする加算回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165263A JPS6143341A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 加算回路 |
| US06/763,117 US4764886A (en) | 1984-08-07 | 1985-08-07 | Bit slice - type arithmetic adder circuit using exclusive-or logic for use with a look-ahead circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165263A JPS6143341A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 加算回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6143341A true JPS6143341A (ja) | 1986-03-01 |
| JPH0421889B2 JPH0421889B2 (ja) | 1992-04-14 |
Family
ID=15809004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59165263A Granted JPS6143341A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 加算回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4764886A (ja) |
| JP (1) | JPS6143341A (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5047974A (en) * | 1987-11-24 | 1991-09-10 | Harris Corporation | Cell based adder with tree structured carry, inverting logic and balanced loading |
| US4858168A (en) * | 1988-02-16 | 1989-08-15 | American Telephone And Telegraph Company | Carry look-ahead technique having a reduced number of logic levels |
| AU3289889A (en) * | 1988-02-29 | 1989-09-22 | Chopp Computer Corporation | Carry generation method and apparatus |
| US5122982A (en) * | 1988-02-29 | 1992-06-16 | Chopp Computer Corporation | Carry generation method and apparatus |
| US4982352A (en) * | 1988-06-17 | 1991-01-01 | Bipolar Integrated Technology, Inc. | Methods and apparatus for determining the absolute value of the difference between binary operands |
| US5166899A (en) * | 1990-07-18 | 1992-11-24 | Hewlett-Packard Company | Lookahead adder |
| JP2990791B2 (ja) * | 1990-11-20 | 1999-12-13 | ソニー株式会社 | コレクタドットアンド回路 |
| FR2693287B1 (fr) * | 1992-07-03 | 1994-09-09 | Sgs Thomson Microelectronics Sa | Procédé pour effectuer des calculs numériques, et unité arithmétique pour la mise en Óoeuvre de ce procédé. |
| US5278783A (en) * | 1992-10-30 | 1994-01-11 | Digital Equipment Corporation | Fast area-efficient multi-bit binary adder with low fan-out signals |
| US5497343A (en) * | 1993-08-05 | 1996-03-05 | Hyundai Electronics America | Reducing the number of carry-look-ahead adder stages in high-speed arithmetic units, structure and method |
| AU6951596A (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-19 | Motorola, Inc. | Method and system for performing an l1 norm operation |
| US5944777A (en) * | 1997-05-05 | 1999-08-31 | Intel Corporation | Method and apparatus for generating carries in an adder circuit |
| US6175852B1 (en) * | 1998-07-13 | 2001-01-16 | International Business Machines Corporation | High-speed binary adder |
| US7016932B2 (en) * | 2000-10-26 | 2006-03-21 | Idaho State University | Adders and adder bit blocks having an internal propagation characteristic independent of a carry input to the bit block and methods for using the same |
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Also Published As
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| JPH0421889B2 (ja) | 1992-04-14 |
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