JPS63217419A - キヤリ−の伝達が行なわれるデジタル回路 - Google Patents

キヤリ−の伝達が行なわれるデジタル回路

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JPS63217419A
JPS63217419A JP5132987A JP5132987A JPS63217419A JP S63217419 A JPS63217419 A JP S63217419A JP 5132987 A JP5132987 A JP 5132987A JP 5132987 A JP5132987 A JP 5132987A JP S63217419 A JPS63217419 A JP S63217419A
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Masanori Ikeda
正徳 池田
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデジタル回路に関し、特にデータ処理時にキャ
リーの伝達が行なわれるデジタル回路に(7)する。
(従来の技術) 第3図はこの種のデジタル回路の従来例の回路図であっ
て、入力データ八と8の加算をおこなう加算回路のに桁
からに+3桁までの回路構成を示す回路図である。
この加算回路は、同じ構成の4つの全加粋器33a 〜
33dと、キャリー(CY)伝達経路L1 (図中太線
で示される)と、ノアゲート41〜44とからなってお
り、さらに、仝加筒鼎33a(全加算器33b〜33d
)は、各桁のデータの加算の結束前られる和(サム)を
出力する排弛的論理和ゲート36とキャリーを出力する
アンドゲート37とからなる半加算器34と、上述の和
と下位桁から送られてくるキャリーとを加締して各桁の
最終的な加算結果D  (D   〜D  )に  K
+1  K÷3 を出力する排他的論理和ゲート38とトランスファーゲ
ートを構成するNMO8トランジスタ39とからなる半
加n器35とからなっている。
次に、この加算回路の動作を説明する。まず、クロック
信号φ1を゛1Lパレベルとしプルアップ用PMOSト
ランジスタ45〜48をオンさせ、キャリー伝達経路L
1を電源電圧■まで上昇さぜる。次に、りOツク信号φ
1をH”レベルにしてプルアップ用PMOSトランジス
タ45〜48をオフさせ、その後、データA、Bを入力
する。
データA、Bの各桁の#i(第3図ではに桁からに+3
桁までの値)について各桁に対応して設けられた全加算
器33(第3図では33a〜33d)により加算演算が
なされ、加q結果のデータD(第3図ではD−D)が出
力される。
に  に+3 第4図はデジタル回路の他の従来例の回路図であって、
マイクロコンピュータのALU等に用いられる小数点の
けた合わせ回路の一部に用いられ、データの上位の桁か
ら各桁の値を調べていき、最初に゛′Lパレベルとなっ
ている桁を検出する回路のに桁からに+3桁までの回路
図である。
この回路は、キャリー伝達経路し2 (図中、太線で示
す)に設けられたトランスファーゲートを構成するNM
OSトランジスタ52、オアゲート53からなる4つの
検出回路49とプルアップ用PMOSトランジスタ51
〜54とからなっている。
次に、この回路の動作を説明する。
まず、クロック信号φ2を°L”レベルにしてプルアッ
プ用PMOSトランジスタ51〜54をオンさせキャリ
ー伝達経路L2をH”レベルとした後、クロック信号φ
2を“4 HnレベルにしてPMOSトランジスタ51
〜54をオフさせる。
次に、データE(第4図ではE−E)を入に  K+3 力する。仮に、入力データのに桁からに+3桁までの各
データE  −E   は、それぞれ“H”。
に  K+3 “L”、”H”、“H”であるとする。次に、キ1νり
一伝達経路L2の上位桁側から゛′L″レベルのキャリ
ー(CY   )を入力する。すると、上に+4 位の桁からみて、最初に“L″となっているデータE 
 に対応した出力FK+1のみが″゛ビ′なに+1 す、他の出力はすべて“l Hnレベルとなって、最初
に“し”レベルとなっている桁がEK+1であることが
検出される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来のキャリーの伝達が行なわれるデジタル回
路は、入力データの各桁のデータを処理するデジタル回
路ブロック(第3図の全加算器33、第4図の検出回路
49)ごとに1つのトランスファーゲート(NMOSト
ランジスタ)が設けられているために、キャリーが伝達
されるときに、キャリーはキャリーが伝達される桁数分
だけトランスファーゲートを通過し、トランスファーゲ
ートを構成するNMOSトランジスタの導通時の抵抗と
キャリー伝達経路に寄生する奇生容量(第3図、第4図
中でC7と表示される)とで構成される時定数回路の影
響によりキャリーの伝達遅延が生じ、桁数の増加に伴い
キャリーの遅延も増大し、回路の高速化が図れないとい
う欠点がある。
(問題点を解決するための手段) 本発明のキャリーの伝達が行なわれるデジタル回路は、
トランスファーゲートが2つのデジタル回路ブロックに
1つの割合で設けられ、そのトランスファゲートが2つ
のデジタル回路ブロック分のキャリーの伝達を決定する
制御信号により制御されるように構成されている。
〔作用〕
したが′つて、トランスファーゲートの数を従来の半分
にすることができ、この結果、キャリーの伝達遅延も従
来の半分にすることができる。
〔実施例〕 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明のキャリーの伝達が行なわれるデジタル
回路の一実施例であって、入力データA。
Bの加算をおこなう加算回路のに桁からに+3桁までの
回路構成を示す回路図である。
この実施例の加算回路は、全加算器1と全加算器4とが
交互に配置されて構成されており、トランスファーゲー
ト19は全加算器4の内部にのみ設けられている。上述
の全加算器1は半和rs器2と半加算器3とからなり、
半加算器2と3は、公知の通常の半加算器と同じく、そ
れぞれ排他的論理和ゲート7とアンドゲート8、排他的
論理和ゲート9とアンドゲート10とからなっている。
一方、上述の今加554は、半加算器5と半加算器6と
からなっており、半加算器5は、公知の半加咋器と同じ
く排他的論理和ゲート12とアンドゲート13とからな
る。半加算器6は、2つの排他的論理和ゲート15.1
7とアンドゲート14.18とオアゲート16とトラン
スファーゲートを構成するNMOSトランジスタ19と
からなっている。
なお、キャリー伝達ラインL3には、2つの全加算器ご
と(2桁ごと)にノアゲート21.22およびプルアッ
プ用MOSトランジスタ20゜24が設けられている。
以上の構成から明らかなように従来、各桁ごとに設けら
れていたトランスファーゲート19が本実施例では2桁
ごとに設けられており、トランスファーゲートの数が半
分となっている。
次に、本実施例の加算回路の動作について、K桁および
に+1100データ加算を例にとって説明する。まず、
クロック信号φ1をローレベルにし、プルアップ用PM
O8t−ランジスタ20゜24をオンさせキャリー伝達
経路電源電圧レベルにした後、クロック信号φ1をハイ
レベルにして、PMOSトランジスタ20.24をオフ
させる。
この後データA、Bを入力する。入力データA。
Bのに桁目のデータA  、B  は全加算器1にてに
  K 加算され、K桁目の加算後の出力DKが得られる。
全加算器1は公知の通常の全加W器であり、詳しい動作
の説明は省略する。
入力データのに+1100データAK+1゜B  とは
、全加算器4中の半加算器でまず加算に+1 され、排他的論理和ゲート12からは和(サム)が、ア
ンドゲート13からはキャリーが送出される。次に、前
述の排他的論理和ゲート12から送出される和と半加算
器2のアンドゲート8から送出されるキャリーとの和(
サム)が排他的論理和ゲート15から出力され、さらに
、この和と半加算器3のアンドゲート10から送出され
るキャリーとの和を排他的論理和ゲート17でとり、K
+1桁目の加算出力DK+1が得られる。
次に、キャリーの伝達について述べる。K+1桁目から
に+2桁目にキャリーを伝達する揚台は下記の3通りの
場合がある。
(1)K+1桁目の半加算器5のアンドゲート13から
出力されるキャリーが“H”レベルのとき。
(2)K桁目の半加算器2のアンドゲート8から出力さ
れるキャリーが“1」″レベルでかつに+1100半加
算器5の排他的論理和ゲート12から出力される和(サ
ム)が゛H″レベルのとき。
(3)K桁目の半加算器2の排他的論理和ゲート7から
出力される和(サム)とに+1100半加算器5の排他
的論理和ゲート12から出力される和(サム)とが共に
11 HITレベルであり、かつキャリー伝達経路L3
を介してに一1桁目から伝達されてくるキャリー(CY
   )が゛°L″レベルのに−1 とき。
前述した(1) 、 (2)の場合にに+1100らに
+2桁目にキャリーを伝達するためにに+1100半加
算器6においてアンドゲート14およびノアゲート16
とが設けられている。また、前述した(3)の場合にに
+2桁目にキャリーを伝達するためにアンドゲート18
およびトランスファーゲート19が設けられている。す
なわち、K桁目のデータA  、B  の和とに+11
00データに  に A   、BK+1の和が共に“H”レベルのときにに
+1 アンドゲート18の出力は“H”レベルとなり、トラン
スファーゲート19をオンさせ、K−1桁目のキャリー
をに+2桁目に伝達するものである。
上述したアンドゲート18の出力が全加算器1と全加算
器4の2つ分(2桁分)のキャリーの伝達を決定する制
御信号となる。
以上説明したように、K−1桁目からのキャリーは、K
桁目のデータ加算処理をおこなう全加算31に入力され
る一方、これと並列に分岐されて設けられたキャリー伝
達経路L3を介してトランスファーゲートを構成するN
MOSトランジスタ19のソース(ドレイン)に入力さ
れ、K桁目およびに+1100川口処理結果が、K+2
桁目へのキャリー伝達条骨を満たすときのみ、上述のN
MOSトランジスタ19が導通してキャリーに一1桁目
のキャリーをに+2桁目に伝えるようになすことにより
、トランスフ戸−ゲート19の数を従来の半分とするこ
とができる。
第2図は本発明の他の実施例であって、データの上位か
ら各桁の値を調べていき、最初に“L″レベルなってい
る桁を検出する回路のに桁目からに+3桁目までの回路
図である。
この実施例の回路は、検出回路53.25が交互に配置
された構成となっている。検出回路53はオア回路28
からなり、検出回路25は、インバータ26、アンドゲ
ート27、オアゲート29およびトランスファーゲート
を構成するNMOSトランジスタ31とからなっている
。また、キャリー伝達経路L4(図中、太線で示される
)にはプルアップ用MOSトランジスタ30.32が接
続されている。
次に、この回路の動作について説明する。
まず、クロック信号φ2を“L”レベルに、してPMO
3トランジスタ30.32をオンさせキャリー伝達経路
L4を電源電圧レベルにし、その後、クロック信号φ2
を゛HパレベルにしてPMOSトランジスタ30.32
をオフさせる。
次に、データEを入力する。入力データのに桁からに+
3桁までの各データ[〜E  はそれに  K+3 ぞれl HII、“L″、“H″、“HIIであるとす
る。
次に、キャリー伝達経路L4の上位桁側から“し”レベ
ルのキャリー(CY   )を入力する。
K+4 に+3桁目およびに+2桁目のデータはEK+3゜E 
 は共に“l Hnであるためオアゲート28゜に+2 29の各出力F   、F   も“H”となる。にに
+3  に+2 +3およびに+2桁目に“L”となっているデータがな
いことはアンドゲート27により検出され、アンドゲー
ト27の出力によりトランスファーゲートを構成するN
MO8トランジスタ31がオンしてキャリー(CY  
 )をさらに下位の桁に伝に+4 達し検出動作を続行する。するとに+1桁目の入力E 
 が“L”であるため、オアゲート28にに+1 おける2つの入力が共に“し”となりオアゲート28の
出力FK+1が“L″となりに+1桁目のデータEに、
1が最初に“L″になっている桁であることが検出され
る。なお、FK+1以下の他の出力はすべて“HITと
なる。
この実施例では、アンドゲート27の出力が、2桁分の
キャリーの伝達を決定する制御信号となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、2つのデジタル回路ブ0
ツクに1つの割合で、1つのトランスファーゲートを設
けることにより、トランスファーゲートの数を半分にで
き、この結果、キャリーの伝達遅延を半減させるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のキャリーの伝達がおこなわれるデジタ
ル回路の一実施例の回路図、第2図は本発明のキャリー
の伝達がおこなわれるデジタル回路の他の実施例の回路
図、第3図は従来のキャリーの伝達がおこなわれるデジ
タル回路の一例の回路図、第4図は従来のキャリーの伝
達がおこなわれるデジタル回路の他の例の回路図である
。 1.4・・・全加算器、 2.3.5.6・・・半加算鼎、 7.9.12.17・・・排他的論理和ゲート、8.1
0.13.14.18.27・・・アンドゲート、 16.28.29・・・オアゲート、 21.22・・・ノアゲート、 19.31・・・トランスファーゲート(NMOSトラ
ンジスタ)、 20.24.30.32・・・プルアップ用PMOSト
ランジスタ、 25.53・・・検出回路、 26・・・インバータ、 A、B、E・・・入力データ、 D、F・・・データ処理出力、 φ1.φ2・・・クロック信号、 ■・・・T1ft、 L3.L、l・・・キャリー伝達回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 入力データの各桁のデータ処理をおこなう複数のデジタ
    ル回路ブロックと、該デジタル回路ブロック間のキャリ
    ーの伝達をおこなうためのキャリー伝達経路と、該キャ
    リー伝達経路の複数箇所に設けられ、キャリーの伝達を
    制御するトランスファーゲートとを有するキャリーの伝
    達が行なわれるデジタル回路において、 トランスファーゲートが2つのデジタル回路ブロックに
    1つの割合で設けられ、該トランスファーゲートが2つ
    のデジタル回路分のキャリーの伝達を決定する制御信号
    により制御されるように構成されていることを特徴とす
    るキャリーの伝達が行なわれるデジタル回路。
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