JPS61240330A - 加算回路 - Google Patents
加算回路Info
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- JPS61240330A JPS61240330A JP8125485A JP8125485A JPS61240330A JP S61240330 A JPS61240330 A JP S61240330A JP 8125485 A JP8125485 A JP 8125485A JP 8125485 A JP8125485 A JP 8125485A JP S61240330 A JPS61240330 A JP S61240330A
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- JP
- Japan
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- input
- carry
- circuit
- signal
- inverter
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Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 102100029469 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Human genes 0.000 description 2
- 101710097421 WD repeat and HMG-box DNA-binding protein 1 Proteins 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 241000270666 Testudines Species 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR 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
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR 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
- G06F2207/3876—Alternation of true and inverted stages
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR 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
- G06F2207/506—Indexing scheme relating to groups G06F7/506 - G06F7/508
- G06F2207/5063—2-input gates, i.e. only using 2-input logical gates, e.g. binary carry look-ahead, e.g. Kogge-Stone or Ladner-Fischer adder
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- Physics & Mathematics (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】
〔発明の技術分野〕
本発明はMOS集積回路の加算回路に関する。
集積回路上の演算回路において加算器は重要な位置をし
める。その中に最上位からさらに上位に桁上げ信号を有
するものがある。例えば16bit加算器において17
bit目への桁上げ信号を有するものである。とれらの
桁上げ信号は演算桁あふれ信号の生成に利用されたシ、
それらの加算器を ゛複数接続して多ビツト加算器とし
て利用したシ、(例えば16bit加算器を2つ用いて
32bit加算器を構成する等)する。この様に最上位
より上位に桁上げ信号出力を有する加算器は、その最上
位よシ上位の桁上げ信号が速く演算されることが必要と
なることが多い。特に複数接続させて多ビットの加算器
を構成する場合、この桁上げ信号が決定されなければ上
位の計算が行なうことができないため、高速化が強く要
求される。
める。その中に最上位からさらに上位に桁上げ信号を有
するものがある。例えば16bit加算器において17
bit目への桁上げ信号を有するものである。とれらの
桁上げ信号は演算桁あふれ信号の生成に利用されたシ、
それらの加算器を ゛複数接続して多ビツト加算器とし
て利用したシ、(例えば16bit加算器を2つ用いて
32bit加算器を構成する等)する。この様に最上位
より上位に桁上げ信号出力を有する加算器は、その最上
位よシ上位の桁上げ信号が速く演算されることが必要と
なることが多い。特に複数接続させて多ビットの加算器
を構成する場合、この桁上げ信号が決定されなければ上
位の計算が行なうことができないため、高速化が強く要
求される。
この様な高速性を要求される桁上げ信号を演算する方式
として桁上げ先見方式がある。この方式は、下位の演算
により桁上信号が決定されるのではなく、ある桁の桁上
げ信号を下位の入力信号から直接決定する方式である。
として桁上げ先見方式がある。この方式は、下位の演算
により桁上信号が決定されるのではなく、ある桁の桁上
げ信号を下位の入力信号から直接決定する方式である。
この桁上げ先見方式にも何種類か存在するが、ここでは
本発明の属する桁上げ生成信号と桁上げ伝搬信号を用い
た方法を説明する。
本発明の属する桁上げ生成信号と桁上げ伝搬信号を用い
た方法を説明する。
今、ある桁を考える。その桁から上位の桁上げが発生す
る条件が整った時発生する信号が桁上生成信号である。
る条件が整った時発生する信号が桁上生成信号である。
2進数の場合、2つの入力とも“1゜桁の桁上げが発生
する様な条件で発生する信号である。2進数の場合、2
つの入力の一方が“11、他方が0”の場合に発生する
信号である。
する様な条件で発生する信号である。2進数の場合、2
つの入力の一方が“11、他方が0”の場合に発生する
信号である。
この桁上生成信号と、桁上伝搬信号を用いれば桁上げ信
号を計算することができるし、桁上先見を行なうことが
可能である。第8図は桁上生成信号と桁上伝搬信号を用
いて桁上先見を行なった4ビツト加算器の例である。
号を計算することができるし、桁上先見を行なうことが
可能である。第8図は桁上生成信号と桁上伝搬信号を用
いて桁上先見を行なった4ビツト加算器の例である。
この様な桁上生成信号と桁上伝搬信号を用いた桁上げ先
見方式加算器で演算桁数を多くする場合、できるだけ多
入力ゲートを使用して桁上先見信号中のゲート段数を減
少させる。一般にはゲートの入力は種々の事情から限界
があるが、できるだけ多入力のゲートを用いて加算器を
実現する。
見方式加算器で演算桁数を多くする場合、できるだけ多
入力ゲートを使用して桁上先見信号中のゲート段数を減
少させる。一般にはゲートの入力は種々の事情から限界
があるが、できるだけ多入力のゲートを用いて加算器を
実現する。
しかしこの様な多入力ゲートを用いる方法には2つの欠
点がある。1つは多入力ゲートは性能があまシ良くない
ことであり、もう1つはファンアウト数の増加である。
点がある。1つは多入力ゲートは性能があまシ良くない
ことであり、もう1つはファンアウト数の増加である。
これらの問題を以下で説明する。
まず前者の問題であるが、第3図に示す5入力NAND
の回路図を用いて説明する。この図に示すように出力線
とLOWレベル電源線の間にNチャネルトランジスタが
5個直列に接続されている。この5入力NANDの出力
がHighレベルからLowレベルに変化する際は、こ
の5個直列に接続されたトランジスタを通して出力の負
荷容量に充電されている電荷を放電するため、動作速度
が遅くなる。トランジスタの抵抗を小さくすることで一
応の解決となるが、それにはトランジスタのサイズを大
きくする必要が生じ、高集積化をさまたげる。
の回路図を用いて説明する。この図に示すように出力線
とLOWレベル電源線の間にNチャネルトランジスタが
5個直列に接続されている。この5入力NANDの出力
がHighレベルからLowレベルに変化する際は、こ
の5個直列に接続されたトランジスタを通して出力の負
荷容量に充電されている電荷を放電するため、動作速度
が遅くなる。トランジスタの抵抗を小さくすることで一
応の解決となるが、それにはトランジスタのサイズを大
きくする必要が生じ、高集積化をさまたげる。
又、マスタスライス型集積回路ではトランジスタは予め
作り付けとなっていることが多く、そのため、そのサイ
ズを変えることは不可能である。この場合サイズを大き
くするのと等価な手段はあるが、コストが増加するため
ほとんど実施されていない。第4図に示す2入力NAN
DはNチャネルトランジスタの直列接続が2個ですすむ
ことに比べ明らかに不利である。
作り付けとなっていることが多く、そのため、そのサイ
ズを変えることは不可能である。この場合サイズを大き
くするのと等価な手段はあるが、コストが増加するため
ほとんど実施されていない。第4図に示す2入力NAN
DはNチャネルトランジスタの直列接続が2個ですすむ
ことに比べ明らかに不利である。
次にファンアウト数の増加の問題を説明する。
多入力ゲートを用い少ない段数で桁上げ先見を行なうと
、一度に多くの桁上信号を計算することになり、桁上生
成信号、桁上伝搬信号ともよシ多くの桁上げ信号生成回
路に接続されることになり、ファンアウトが多くなる。
、一度に多くの桁上信号を計算することになり、桁上生
成信号、桁上伝搬信号ともよシ多くの桁上げ信号生成回
路に接続されることになり、ファンアウトが多くなる。
MOS集積回路においてファンアウトが増加すると動作
速度が下がる。特に多入力ゲート【おいてそれは著しい
。それらはあらためて説明する必要は無いと思われる。
速度が下がる。特に多入力ゲート【おいてそれは著しい
。それらはあらためて説明する必要は無いと思われる。
この様に、従来技術では多入力加算器は多入力ゲートと
ファンアウトの多さから十分高速な加算器は得ずらかっ
た。
ファンアウトの多さから十分高速な加算器は得ずらかっ
た。
本発明は従来技術の問題点を鑑み、最上位から上への桁
上げ信号をより高速に生成することを可能とする桁上先
見方式を提供することにある。
上げ信号をより高速に生成することを可能とする桁上先
見方式を提供することにある。
本発明は第1図の本発明の第1の実施例に示す様に、桁
上げ先見回路部分で使用するゲートを2入力NAND、
2入力NOR,2入力AND −1入力NOR複合ゲ
ート、2入力0R−1入力NAND複合ゲート、及びイ
ンバーターのみで構成し、かつこれらを2進木状に接続
する事により成る。
上げ先見回路部分で使用するゲートを2入力NAND、
2入力NOR,2入力AND −1入力NOR複合ゲ
ート、2入力0R−1入力NAND複合ゲート、及びイ
ンバーターのみで構成し、かつこれらを2進木状に接続
する事により成る。
本発明において、桁上げ先見回路部分で使用する論理ゲ
ートの電気回路図を第4図から第7図に示す。この図か
ら分る様に、出力端子と電源間のトランジスタの直列接
続は高々2個であシ、ゲート自身が高速動作に向いてい
る。又、桁上げ先見回路部分でのファンアウト数はr3
Jと十分小さいため、MOSE3!”ゲートの「遅延が
ファント数に大きく依存する。Jという弱点が表面化し
ない。
ートの電気回路図を第4図から第7図に示す。この図か
ら分る様に、出力端子と電源間のトランジスタの直列接
続は高々2個であシ、ゲート自身が高速動作に向いてい
る。又、桁上げ先見回路部分でのファンアウト数はr3
Jと十分小さいため、MOSE3!”ゲートの「遅延が
ファント数に大きく依存する。Jという弱点が表面化し
ない。
又、桁上げ先見回路が2進木状の構成をとっているセめ
、入力桁数が2倍となっても最上位から上への桁上げを
発生するために必要な論理段数は1段(論理の反転のた
め2段の場合もあるが)増加するだけで済み、多入力加
算器に向いている。又2入力0R−1入力NANDゲー
ト、及び2入力AND−1入力NOR回路は第6図、第
7図に示す様にその機能の割に必要とするトランジスタ
数は少なく、高集積化に向いている。ちなみに本発明を
示す第1図のトランジスタ数は0MOSで実現した場合
166、従来例を示す第8図に必要なトランジスタ数は
196である。尚、説明の都合上aMosm集積回路を
用いて説明したが、N−MOS型等でも可能なことに注
意されたい。
、入力桁数が2倍となっても最上位から上への桁上げを
発生するために必要な論理段数は1段(論理の反転のた
め2段の場合もあるが)増加するだけで済み、多入力加
算器に向いている。又2入力0R−1入力NANDゲー
ト、及び2入力AND−1入力NOR回路は第6図、第
7図に示す様にその機能の割に必要とするトランジスタ
数は少なく、高集積化に向いている。ちなみに本発明を
示す第1図のトランジスタ数は0MOSで実現した場合
166、従来例を示す第8図に必要なトランジスタ数は
196である。尚、説明の都合上aMosm集積回路を
用いて説明したが、N−MOS型等でも可能なことに注
意されたい。
第1図に本発明の第1の実施例を示す。本実施例は、a
4”’=alとb4〜b1で表わされる2進数と下位か
らの桁上げ入力Oi、/を用いて加算を行ない、結果の
84〜SLと5桁目への桁上げ出力0outを計算する
回路を示したものである。
4”’=alとb4〜b1で表わされる2進数と下位か
らの桁上げ入力Oi、/を用いて加算を行ない、結果の
84〜SLと5桁目への桁上げ出力0outを計算する
回路を示したものである。
第2図に本発明の第2の実施例を示す。本実施例は4ビ
ツト加算器を複数用いたキャリーセレクトアダーと呼ば
れる加算器の例であるが、キャリーセレクトアダーでは
加算器の入力をいくつかの桁に分割し、それらの桁にお
いて下位からの桁上げがある場合と無い場合を別々に計
算しておき、下位からの桁上げ信号により、いずれの計
算結果を出力するか選択するものである。この方式の場
合、下位からの桁上げが無い条件で加算して発生する桁
上信号は、[桁上げ生成信号Jと等価であシ、下位から
の桁上げが有る条件で加算して発生する桁上信号は桁上
げ伝搬信号と同等の機能を有する。したがって桁上げ決
定回路部分に本発明を利用することができる。
ツト加算器を複数用いたキャリーセレクトアダーと呼ば
れる加算器の例であるが、キャリーセレクトアダーでは
加算器の入力をいくつかの桁に分割し、それらの桁にお
いて下位からの桁上げがある場合と無い場合を別々に計
算しておき、下位からの桁上げ信号により、いずれの計
算結果を出力するか選択するものである。この方式の場
合、下位からの桁上げが無い条件で加算して発生する桁
上信号は、[桁上げ生成信号Jと等価であシ、下位から
の桁上げが有る条件で加算して発生する桁上信号は桁上
げ伝搬信号と同等の機能を有する。したがって桁上げ決
定回路部分に本発明を利用することができる。
第1図は本発明の第1の実施例を示す4ビツト加算器を
示す論理図、 第2図は本発明の第20実施例を示す16ビツトキヤリ
ーセレクトアダーを示す論理図、第3図はCMOS集積
回路の5入力NANDゲートの例を示す回路図、 第4図はC!MOS集積回路上の2入力NANDの論理
記号と回路の例を示す図、 第5図はCMOS集積回路上の2入力NORの例を示す
回路と論理記号の図、 第6図は0MOS集積回路上の2入力0R−1入力NA
ND複合ゲートの例を示す回路と論理記号の図、 第7図はCMOS集積回路上の2入力AND−1入力N
OR複合ゲートの例を示す回路と論理記号の図、第8図
は従来例による4ビツト加算器の例を示す論理図である
。 a4〜at p b+ 〜b+ ・” 入力(a* t
b+ カIk上位桁)84〜S1・・・出力(84が
最上位)、Oir・・・下位からの桁上信号、0out
・・・5ビツト目への桁上信号、Pl・・・1桁目の桁
上伝搬信号、Pt・・・2桁目の桁上伝搬信号、P3・
・・3桁目の桁上伝搬信号、P4・・・4桁目の桁上伝
搬信号、G、・・・1桁目の桁上生成信号、G、・・・
2桁目の桁上生成信号、G3・・・3桁目の桁上生成信
号、0番・・・4桁目の桁上生成信号、C1・・・2桁
目への桁上信号、Ca・・・3桁目への桁上信号、C4
・・・4桁目への桁上信号、a16〜a、。 bt6〜b1°°°入力(ass t b1@が最上位
s 816〜81・・・出力(S、1が最上位)、Oi
r・・・下位からの桁上信号、Cout・・・17ビツ
ト目への桁上信号、A・・・4ビツト加算器、S・・・
セレクタ、84〜a、 t b。 b、・・・入力信号Ca+pb+最上位)、84〜8m
・・・出力信号(84が最上位)、Oin・・・下位か
らの桁上げ入力信号、0out・・・5ビツト目への桁
上信号、PI〜P4・・・桁上伝搬信号、G、〜G4・
・・桁上生成信号、C!〜C4・・・桁上信号。 代理人弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)lm
Q4b* α嘗 ト 勧 bl α11>gJ
nムー山、1餉〜z−Qq b−一年k −〜ら、亀〜
αf第8図 1′イ〉b Zひδ 第4図 第5図 第6図 第7図
示す論理図、 第2図は本発明の第20実施例を示す16ビツトキヤリ
ーセレクトアダーを示す論理図、第3図はCMOS集積
回路の5入力NANDゲートの例を示す回路図、 第4図はC!MOS集積回路上の2入力NANDの論理
記号と回路の例を示す図、 第5図はCMOS集積回路上の2入力NORの例を示す
回路と論理記号の図、 第6図は0MOS集積回路上の2入力0R−1入力NA
ND複合ゲートの例を示す回路と論理記号の図、 第7図はCMOS集積回路上の2入力AND−1入力N
OR複合ゲートの例を示す回路と論理記号の図、第8図
は従来例による4ビツト加算器の例を示す論理図である
。 a4〜at p b+ 〜b+ ・” 入力(a* t
b+ カIk上位桁)84〜S1・・・出力(84が
最上位)、Oir・・・下位からの桁上信号、0out
・・・5ビツト目への桁上信号、Pl・・・1桁目の桁
上伝搬信号、Pt・・・2桁目の桁上伝搬信号、P3・
・・3桁目の桁上伝搬信号、P4・・・4桁目の桁上伝
搬信号、G、・・・1桁目の桁上生成信号、G、・・・
2桁目の桁上生成信号、G3・・・3桁目の桁上生成信
号、0番・・・4桁目の桁上生成信号、C1・・・2桁
目への桁上信号、Ca・・・3桁目への桁上信号、C4
・・・4桁目への桁上信号、a16〜a、。 bt6〜b1°°°入力(ass t b1@が最上位
s 816〜81・・・出力(S、1が最上位)、Oi
r・・・下位からの桁上信号、Cout・・・17ビツ
ト目への桁上信号、A・・・4ビツト加算器、S・・・
セレクタ、84〜a、 t b。 b、・・・入力信号Ca+pb+最上位)、84〜8m
・・・出力信号(84が最上位)、Oin・・・下位か
らの桁上げ入力信号、0out・・・5ビツト目への桁
上信号、PI〜P4・・・桁上伝搬信号、G、〜G4・
・・桁上生成信号、C!〜C4・・・桁上信号。 代理人弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)lm
Q4b* α嘗 ト 勧 bl α11>gJ
nムー山、1餉〜z−Qq b−一年k −〜ら、亀〜
αf第8図 1′イ〉b Zひδ 第4図 第5図 第6図 第7図
Claims (1)
- 最上位よりさらに上位への桁上げのための信号出力を有
するMOS集積回路上の加算器であって、その加算に桁
上げ伝搬信号と、桁上生成信号とを用いた桁上先見加算
器において、該桁上げ先見部分が2入力NAND回路、
2入力NOR回路、2入力AND−1入力NOR複合回
路2入力OR−1入力NAND複合回路及びインバータ
ーのみから構成されていることを特徴とする加算回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8125485A JPS61240330A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 加算回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8125485A JPS61240330A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 加算回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61240330A true JPS61240330A (ja) | 1986-10-25 |
Family
ID=13741249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8125485A Pending JPS61240330A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 加算回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61240330A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01269126A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-26 | Fujitsu Ltd | 2進演算器 |
JPH06282417A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-07 | Nec Corp | 加算回路 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5848142A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-22 | Toshiba Corp | 高速加算回路 |
JPS59121542A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-13 | アイテイ−テイ−・インダストリ−ズ・インコ−ポレ−テツド | 加算器 |
JPS59186042A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-22 | Sony Corp | 桁上げ先見回路 |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP8125485A patent/JPS61240330A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5848142A (ja) * | 1981-09-17 | 1983-03-22 | Toshiba Corp | 高速加算回路 |
JPS59121542A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-13 | アイテイ−テイ−・インダストリ−ズ・インコ−ポレ−テツド | 加算器 |
JPS59186042A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-22 | Sony Corp | 桁上げ先見回路 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01269126A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-26 | Fujitsu Ltd | 2進演算器 |
JPH06282417A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-07 | Nec Corp | 加算回路 |
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