JPS6148038A - 加算器の零検出方式 - Google Patents
加算器の零検出方式Info
- Publication number
- JPS6148038A JPS6148038A JP59169319A JP16931984A JPS6148038A JP S6148038 A JPS6148038 A JP S6148038A JP 59169319 A JP59169319 A JP 59169319A JP 16931984 A JP16931984 A JP 16931984A JP S6148038 A JPS6148038 A JP S6148038A
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- JP
- Japan
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- adder
- output
- zero
- carry
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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
- G06F7/02—Comparing digital values
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (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2入力加算器における高速零検出方式〔発明の
背景〕 従来、加算器の演算結果が零であるか否かを高速に検出
する方法に、加算器の中間結果から零検出信号を作成す
る方式がある(例えば特開昭55−87243号)、こ
れは、加算結果が零であることは、加数および被加数が
共に零であることを検出することにより得、減算結果が
零であることは、各ビットのすべてにおいて減数と被減
数が等しくなることを検出することにより得るという方
式であり、加減算結果の最終出力が確定する時点とほぼ
同時に零検出ができるというものである。
背景〕 従来、加算器の演算結果が零であるか否かを高速に検出
する方法に、加算器の中間結果から零検出信号を作成す
る方式がある(例えば特開昭55−87243号)、こ
れは、加算結果が零であることは、加数および被加数が
共に零であることを検出することにより得、減算結果が
零であることは、各ビットのすべてにおいて減数と被減
数が等しくなることを検出することにより得るという方
式であり、加減算結果の最終出力が確定する時点とほぼ
同時に零検出ができるというものである。
しかしながら、上記従来方式には次のような欠点がある
。例えば、(+1)+ (−1)=Oを4ビツトの加算
器で行う場合、第2図に示すように。
。例えば、(+1)+ (−1)=Oを4ビツトの加算
器で行う場合、第2図に示すように。
加算器の先頭ビットからキャリイが出て加算器出力が零
になる。このような場合、上記従来方式では、演算を加
算とみなせば、加数、被加数が共に零でないので零を検
出することはできないことになる。このため、零を検出
しようとすれば、加数(−1)を減数(+1)とみなし
て、(+1)−(+1)=Oとすることが必要になる。
になる。このような場合、上記従来方式では、演算を加
算とみなせば、加数、被加数が共に零でないので零を検
出することはできないことになる。このため、零を検出
しようとすれば、加数(−1)を減数(+1)とみなし
て、(+1)−(+1)=Oとすることが必要になる。
加数(−1)を減数(+1)にすることは、加数(−1
)〜 の2の補数をとる動作が必要で、この動作の後でないと
零を検出する信号を作成できないことになる。
)〜 の2の補数をとる動作が必要で、この動作の後でないと
零を検出する信号を作成できないことになる。
一般的に2の補数をとる動作は、データを反転し、最下
位ビットに1を加えることで実現される。
位ビットに1を加えることで実現される。
最下位ビットからのキャリイは、最上位ビットまで伝搬
することがあり、この場合のキャリイ・ルックアヘッド
回路の伝搬遅延は、2入力加算器のキャリイ・ルックア
ヘッド回路はどはゲート数を費やさないが、ゲート段数
的には、はぼ同等もしくは1〜2段少なくなる程度であ
るため、この補数が得られるまでの遅延時間は、2入力
加算器の出力よりもゲート段数で高々1〜2段早めの結
果が得られる程度である。
することがあり、この場合のキャリイ・ルックアヘッド
回路の伝搬遅延は、2入力加算器のキャリイ・ルックア
ヘッド回路はどはゲート数を費やさないが、ゲート段数
的には、はぼ同等もしくは1〜2段少なくなる程度であ
るため、この補数が得られるまでの遅延時間は、2入力
加算器の出力よりもゲート段数で高々1〜2段早めの結
果が得られる程度である。
このように、上記従来方式は、減算時の零検出が遅く、
加算器出力とほぼ同時にしか得られない。
加算器出力とほぼ同時にしか得られない。
ところで、加算器の零検出の高速化は、高速処理を実現
するうえでは益々重要になってきている。
するうえでは益々重要になってきている。
例えば、ある命令を実行し、その結果の零検出結果でコ
ンディション・コードを作成し、そのコンディション・
コードに基づいて次の分岐命令が分岐するか否かを決定
するような、一般的な命令の並びのケースにおいて、こ
のコンディション・コードをできうる限り早い時点に決
定できることが。
ンディション・コードを作成し、そのコンディション・
コードに基づいて次の分岐命令が分岐するか否かを決定
するような、一般的な命令の並びのケースにおいて、こ
のコンディション・コードをできうる限り早い時点に決
定できることが。
次の分岐命令の分岐判定の高速化を実現することになる
。このため、加算器の零検出には可能な限り高速化が要
求される。このように、加算器出力が確定する以前に加
算器の零検出が要求されるような高速処理には、前述の
従来方式は適用できなりA。
。このため、加算器の零検出には可能な限り高速化が要
求される。このように、加算器出力が確定する以前に加
算器の零検出が要求されるような高速処理には、前述の
従来方式は適用できなりA。
本発明の目的は、加算器の出力が確定する時点よりも早
い時点で加算器の零検出を行える2進加算器の零検出方
式を提供することにある6〔発明の概要〕 この発明の特徴とすることは、2入力2進加算器におい
て、2つの入力データが互いに1の補数の関係にあるこ
とを検出する第1の検出手段と、2つの入力データが互
いに2の補数の関係にあるかまたは共に零であることを
検出する第2の検出手段とを設け、加算器が加算動作な
のか減算動作であるのかを意識することなく、イニシャ
ル・キャリィがあるときには第1の検出手段、イニシャ
ル・キャリィがないときには第2の検出手段によって、
加算器出力が零になるか否かを検出するようにしたもの
である。
い時点で加算器の零検出を行える2進加算器の零検出方
式を提供することにある6〔発明の概要〕 この発明の特徴とすることは、2入力2進加算器におい
て、2つの入力データが互いに1の補数の関係にあるこ
とを検出する第1の検出手段と、2つの入力データが互
いに2の補数の関係にあるかまたは共に零であることを
検出する第2の検出手段とを設け、加算器が加算動作な
のか減算動作であるのかを意識することなく、イニシャ
ル・キャリィがあるときには第1の検出手段、イニシャ
ル・キャリィがないときには第2の検出手段によって、
加算器出力が零になるか否かを検出するようにしたもの
である。
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。
第1図において、2入力2進加算器2は、それぞれの入
力に入力制御部1−a、1−bを有し、さらに一方の入
力最下位ビットへはイニシャル・キャリィが与えられる
ようになっている。このイニシャル・キャリィは、イニ
シャル・キャリィ制御fi14と、2入力2進加算器2
の最上位ビットからのキャリイを保持しているレジスタ
3 (CAR)の出力とがオアゲート6でオアされてい
る。このオアゲート6のオア出力は零検出回路(A)4
の出力とアンドゲート7でアンドされ、オアゲート6の
反転出力は零検出回路(B)5の出力とアンドゲート8
でアンドゲートされている。零検出回路(A)4は、入
力制御部1−aおよびl−bの出力が互いに1の補数関
係にあることを検出する回路である。零検出回路(B)
5は、入力制御部1− aおよびl−bの出力が互いに
2の補数関係にあることを検出する回路である。アンド
ゲート7および8の出力はオアゲート9でオアされ零検
出を得る。
力に入力制御部1−a、1−bを有し、さらに一方の入
力最下位ビットへはイニシャル・キャリィが与えられる
ようになっている。このイニシャル・キャリィは、イニ
シャル・キャリィ制御fi14と、2入力2進加算器2
の最上位ビットからのキャリイを保持しているレジスタ
3 (CAR)の出力とがオアゲート6でオアされてい
る。このオアゲート6のオア出力は零検出回路(A)4
の出力とアンドゲート7でアンドされ、オアゲート6の
反転出力は零検出回路(B)5の出力とアンドゲート8
でアンドゲートされている。零検出回路(A)4は、入
力制御部1−aおよびl−bの出力が互いに1の補数関
係にあることを検出する回路である。零検出回路(B)
5は、入力制御部1− aおよびl−bの出力が互いに
2の補数関係にあることを検出する回路である。アンド
ゲート7および8の出力はオアゲート9でオアされ零検
出を得る。
以下、第1図の動作を説明する。加算動作においては、
入力制御部1−a右よび1−bは入力データ線10.1
1の入力データAおよびBをそのまま2入力2進加算器
(以下、単に加算器という)2へ与え、減算動作におい
ては、入力制御部1−aは入力データAをそのまま加算
器2へ与え、入力制御部1−bは入力データBを反訴(
1の補政)して与える共にイニシャル・キャリィを加算
器2の最下位ビットへ与える。加算器2は入力制御部1
−aと1−bの出力、およびオアゲート6のオア出力の
加算を行い、加算結果を出力データ線12に出力し、最
上位ビットからのキャリイはCAR3に与える。
入力制御部1−a右よび1−bは入力データ線10.1
1の入力データAおよびBをそのまま2入力2進加算器
(以下、単に加算器という)2へ与え、減算動作におい
ては、入力制御部1−aは入力データAをそのまま加算
器2へ与え、入力制御部1−bは入力データBを反訴(
1の補政)して与える共にイニシャル・キャリィを加算
器2の最下位ビットへ与える。加算器2は入力制御部1
−aと1−bの出力、およびオアゲート6のオア出力の
加算を行い、加算結果を出力データ線12に出力し、最
上位ビットからのキャリイはCAR3に与える。
このように、加算器2は常に加算のみを行い、加算/減
算動作の制御は、入力制御部1−a、1−bおよびイニ
シャル・キャリィによってなされる。しかし、入力デー
タの加算動作であっても。
算動作の制御は、入力制御部1−a、1−bおよびイニ
シャル・キャリィによってなされる。しかし、入力デー
タの加算動作であっても。
入力データ巾が加算器2のデータttJよりも大きい場
合、例えば、8バイト[1]の加算器で16バイトの入
力データの加算を行うときには、下位8ノベイトの加算
時に生じた加算器2の最上位ビットからのキャリイ(C
AR出力)を上位8バイト加算時のイニシャル・キャリ
ィとして与えるため、加算動作であってもイニシャル・
キャリィが必要な場合もある。
合、例えば、8バイト[1]の加算器で16バイトの入
力データの加算を行うときには、下位8ノベイトの加算
時に生じた加算器2の最上位ビットからのキャリイ(C
AR出力)を上位8バイト加算時のイニシャル・キャリ
ィとして与えるため、加算動作であってもイニシャル・
キャリィが必要な場合もある。
同様に減算においても、下位8バイトの減算をしたとき
、加算器2の最上位ビットからのキャリイ (CAR出
力)がないと、続く上位8バイトの減算は1入力データ
Bの反転データを入力データAとイニシャル・キャリィ
なしで加算することになるため、減算動作であってもイ
ニシャル・キャリィがない場合もある。
、加算器2の最上位ビットからのキャリイ (CAR出
力)がないと、続く上位8バイトの減算は1入力データ
Bの反転データを入力データAとイニシャル・キャリィ
なしで加算することになるため、減算動作であってもイ
ニシャル・キャリィがない場合もある。
このため、加算器2の出力が雰になるか否かを検出する
には、入力データの加算/減算という動作の種類によっ
て検出方法を区別するのではなく、イニシャル・キャリ
、イがあるかないかによって検出方法を分ける必要が生
じることになる。
には、入力データの加算/減算という動作の種類によっ
て検出方法を区別するのではなく、イニシャル・キャリ
、イがあるかないかによって検出方法を分ける必要が生
じることになる。
イニシャル・キャリィがある場合は、入力制御部1−a
、l”bの出力が互いに1の補数の関係になることを検
出する零検出回路(A)4の出力がアンド・ゲート7で
アンドされて、オアゲート9を通し零検出線13に加算
器2の出力が零になるか否かが検出される0例えば第3
図(a)の例の場合、入力制御部1− aの出力(10
101010)とl−bの出力(01010101)と
は互いに1の補数の関係にあり、これらにイニシャル・
キャリィを加えると、加算器2の出力は零になる。
、l”bの出力が互いに1の補数の関係になることを検
出する零検出回路(A)4の出力がアンド・ゲート7で
アンドされて、オアゲート9を通し零検出線13に加算
器2の出力が零になるか否かが検出される0例えば第3
図(a)の例の場合、入力制御部1− aの出力(10
101010)とl−bの出力(01010101)と
は互いに1の補数の関係にあり、これらにイニシャル・
キャリィを加えると、加算器2の出力は零になる。
したがって、イニシャル・キャリィがあるときには、入
力制御部1−aと1−bの出力が1の補数の関係にある
ことを検出すれば、加算器2の出力が零になることを検
出できる。
力制御部1−aと1−bの出力が1の補数の関係にある
ことを検出すれば、加算器2の出力が零になることを検
出できる。
イニシャル・キャリィがない場合、入力制御部1−a、
1−bの出力が互いに2の補数の関係番;なることを検
出する零検出回路(B)5の出力がアンド・ゲート8で
アンドされて、オアゲート9を通し零検出線13に加算
器2の出力が零になるか否かが検出される。例えば第3
図(b)の場合、入力制御部1−aの出力(10101
010)と1−すの出力(01010110)とは互ν
)に2の補数関係にあり、これらにイニシャル・キャリ
ィの値Oを加えると、加算器2の出力は零になる。
1−bの出力が互いに2の補数の関係番;なることを検
出する零検出回路(B)5の出力がアンド・ゲート8で
アンドされて、オアゲート9を通し零検出線13に加算
器2の出力が零になるか否かが検出される。例えば第3
図(b)の場合、入力制御部1−aの出力(10101
010)と1−すの出力(01010110)とは互ν
)に2の補数関係にあり、これらにイニシャル・キャリ
ィの値Oを加えると、加算器2の出力は零になる。
したがって、イニシャル・キャリィがないときには、入
力制御部1−aと1−bの出力が互いに2の補数の関係
にあることを検出すれば、加算器2の出力が零になるこ
とを検出できる。
力制御部1−aと1−bの出力が互いに2の補数の関係
にあることを検出すれば、加算器2の出力が零になるこ
とを検出できる。
入力制御部1−a、1−bの出力が互いに1の補数であ
ることを検出する零検出回路(A)4は。
ることを検出する零検出回路(A)4は。
データ1118バイト(ビットIIJ 64ビツト)と
し。
し。
入力制御部1−aの出力をa・・・al・”’ a R
j・入力制御部1−bの出力をbLllbl+・・・b
8゜とじた場合、 AouL= (a +l ’■b1+)”(a+■b+
)(a、、■b7)・・・・・(a8.■b、、−4) 但し、al■b1はalとb5の排他的論理和、(a+
■b)−(aa■bJ)は(at■b、)と(a」■b
、)の論理積 の論理式を満足する回路で実現できる。同様に。
j・入力制御部1−bの出力をbLllbl+・・・b
8゜とじた場合、 AouL= (a +l ’■b1+)”(a+■b+
)(a、、■b7)・・・・・(a8.■b、、−4) 但し、al■b1はalとb5の排他的論理和、(a+
■b)−(aa■bJ)は(at■b、)と(a」■b
、)の論理積 の論理式を満足する回路で実現できる。同様に。
入力制御部1−a、1−bが互いに2の補数であること
を検出する零検出回路(B)5は。
を検出する零検出回路(B)5は。
BouL=(ar+ + bt+ )” (a + +
b+ )・(at + L )”・・・(aMM +
b、、* ) +(a、、 + br+ )・(at + b+ )・
(ax + b7)・・=’ (ag z + bn
3 ) + (a n■b、、)・(a、 +b、 )(a、
+b、、)・−・(a、、* 十す、 3 ) +(a、、■b1、)(a、■b、)・<at、 +b
、、 >・Caq +bl )・”” (aFl* +
ba s ) +(an■b、、)・(a、■bI)・(a7■b2)
・・・・’(all、■b、、2)・(a8.・b81
)但し、(allbt)はa、とbもの否定論理和(a
4・a、+)はaJとbJの論理積の論理式を満足する
回路で実現できる。
b+ )・(at + L )”・・・(aMM +
b、、* ) +(a、、 + br+ )・(at + b+ )・
(ax + b7)・・=’ (ag z + bn
3 ) + (a n■b、、)・(a、 +b、 )(a、
+b、、)・−・(a、、* 十す、 3 ) +(a、、■b1、)(a、■b、)・<at、 +b
、、 >・Caq +bl )・”” (aFl* +
ba s ) +(an■b、、)・(a、■bI)・(a7■b2)
・・・・’(all、■b、、2)・(a8.・b81
)但し、(allbt)はa、とbもの否定論理和(a
4・a、+)はaJとbJの論理積の論理式を満足する
回路で実現できる。
2入力2進加算器2を8バイトTIJの加算器とした場
合、零検出回路4および5は3入力および6入力のオア
/ノアの両出力を得る一般的なECLゲートで作成する
と、ゲート段数が4〜5段となり、キャリイ・ルックア
ヘッド回路で作成されるキャリイと同じ段数となり、そ
の遅延時間もほぼ同じになる。したがって、加算器2の
零検出がキャリイと同じ時点で検出されることになる。
合、零検出回路4および5は3入力および6入力のオア
/ノアの両出力を得る一般的なECLゲートで作成する
と、ゲート段数が4〜5段となり、キャリイ・ルックア
ヘッド回路で作成されるキャリイと同じ段数となり、そ
の遅延時間もほぼ同じになる。したがって、加算器2の
零検出がキャリイと同じ時点で検出されることになる。
加算器2の最終出力はこのキャリイから1〜2段後に得
られるため、加算器の最終出力よりも早い時点で零か否
かを検出することができる。
られるため、加算器の最終出力よりも早い時点で零か否
かを検出することができる。
本発明によれば、加算器の出力が確定する時点よりも早
い時点で加算器の出力が零になるか否かを検出できるた
め、加算器の動作が終了する以前に次のステップの動作
を起動することができ、より高速な処理を行うことが可
能になり、計算機の処理性能の向上がもたらされる。
い時点で加算器の出力が零になるか否かを検出できるた
め、加算器の動作が終了する以前に次のステップの動作
を起動することができ、より高速な処理を行うことが可
能になり、計算機の処理性能の向上がもたらされる。
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は加算器の
先頭ビットからキャリイが出て、加算器出力が刃になる
例を示す図、第3図(a)及び(b)は第1図による零
検出の一例を示す図である。 1−a、lb・・・入力制御部、 2・・・2入力2
進加算器、 3・・・キャリイ保持レジスタ。 4.5・・・零検出回路。 第1図 2直10輩ムカ 第2図 o o o + (+) 十シーニー土−ヲニ+ (−) 1(★ヤリイ) 第3図 (α) 10+O+(zo 、、、公カ 010+ olol 、 、cr)、力+
イニ′>1ルk
k?1)1(b) 10101010 1−α。云力 01010110 1−b=n*っ+
0 イニシ
ャノV今岬・ノイI 0タリイ)
先頭ビットからキャリイが出て、加算器出力が刃になる
例を示す図、第3図(a)及び(b)は第1図による零
検出の一例を示す図である。 1−a、lb・・・入力制御部、 2・・・2入力2
進加算器、 3・・・キャリイ保持レジスタ。 4.5・・・零検出回路。 第1図 2直10輩ムカ 第2図 o o o + (+) 十シーニー土−ヲニ+ (−) 1(★ヤリイ) 第3図 (α) 10+O+(zo 、、、公カ 010+ olol 、 、cr)、力+
イニ′>1ルk
k?1)1(b) 10101010 1−α。云力 01010110 1−b=n*っ+
0 イニシ
ャノV今岬・ノイI 0タリイ)
Claims (1)
- (1)2入力加算器の演算結果が零であるか否かを検出
する方式において、前記加算器の2つの入力データが互
いに1の補数の関係にあることを検出する第1の検出手
段と、2つの入力データが互いに2の補数の関係にある
ことを検出する第2の検出手段とを設け、前記加算器の
演算においてイニシャル・キャリィがあるときには前記
第1の検出手段により、前記イニシャル・キャリィがな
いときには前記第2の検出手段によって、それぞれ演算
結果が零であるか否かを検出することを特徴とする加算
器の零検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169319A JPS6148038A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 加算器の零検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169319A JPS6148038A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 加算器の零検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148038A true JPS6148038A (ja) | 1986-03-08 |
| JPH0319568B2 JPH0319568B2 (ja) | 1991-03-15 |
Family
ID=15884334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59169319A Granted JPS6148038A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 加算器の零検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148038A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0827708B2 (ja) * | 1990-04-04 | 1996-03-21 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Alu状況判定装置 |
| WO1996010784A1 (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-11 | Vlsi Technology, Inc. | Arithmetic logic unit with zero sum prediction |
| GB2354091A (en) * | 1999-09-09 | 2001-03-14 | Advanced Risc Mach Ltd | Zero result prediction. |
-
1984
- 1984-08-15 JP JP59169319A patent/JPS6148038A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0827708B2 (ja) * | 1990-04-04 | 1996-03-21 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Alu状況判定装置 |
| WO1996010784A1 (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-11 | Vlsi Technology, Inc. | Arithmetic logic unit with zero sum prediction |
| GB2354091A (en) * | 1999-09-09 | 2001-03-14 | Advanced Risc Mach Ltd | Zero result prediction. |
| GB2354091B (en) * | 1999-09-09 | 2003-08-27 | Advanced Risc Mach Ltd | Zero result prediction |
| US6629118B1 (en) | 1999-09-09 | 2003-09-30 | Arm Limited | Zero result prediction |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0319568B2 (ja) | 1991-03-15 |
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