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JPS638826A - Arithmetic processing unit - Google Patents

Arithmetic processing unit

Info

Publication number
JPS638826A
JPS638826A JP61152455A JP15245586A JPS638826A JP S638826 A JPS638826 A JP S638826A JP 61152455 A JP61152455 A JP 61152455A JP 15245586 A JP15245586 A JP 15245586A JP S638826 A JPS638826 A JP S638826A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
digit
addition
quotient
subtraction
Prior art date
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Granted
Application number
JP61152455A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH061435B2 (en
Inventor
Tamotsu Nishiyama
西山 保
Shigero Kuninobu
國信 茂郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP61152455A priority Critical patent/JPH061435B2/en
Priority to US07/066,817 priority patent/US4873660A/en
Publication of JPS638826A publication Critical patent/JPS638826A/en
Priority to US03/239,243 priority patent/US5031136A/en
Priority to US07/599,275 priority patent/US5153847A/en
Publication of JPH061435B2 publication Critical patent/JPH061435B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To contrive to perform the arithmetic processing at a high speed by adding an inverting circuit which inverts the sign of an internal operand in accordance with the value of a control signal or a converting circuit which substitutes the internal operand with 0 in accordance with the value of the control signal to an intermediate carry (intermediate borrow) determining circuit and an inter mediate sum (intermediate difference) determining circuit. CONSTITUTION:One of plural internal operands inputted to an intermediate carry (intermediate borrow) determining circuit 514 and an intermediate sum (difference) determining circuit 513 is inputted to an inverting circuit 511, and the circuit 511 inverts or does not invert the sign of the operand in accordance with the control signal indicating subtraction or addition. Since addition as well as subtraction is executed by only addition (subtraction), the number of elements is reduced. thus, a high-speed arithmetic circuit is constituted.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、算術演算処理装置に係り、特にセル配列構造
を持ち、LSI化に好適な高速演算処理装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an arithmetic processing device, and more particularly to a high-speed arithmetic processing device having a cell array structure and suitable for LSI implementation.

従来の技術 従来、例えば高速乗算器に関しては、電子通信学会論文
誌、 Voi、l66−D 、A6 (1983年)第
683頁から第690頁に論じられており、また、高速
除算器に関しては、電子通信学会論文誌。
BACKGROUND ART Conventionally, for example, high-speed multipliers are discussed in IEICE Transactions, Voi, 166-D, A6 (1983), pages 683 to 690, and high-speed dividers are discussed in Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers.

Vol、 187−D 、jK4 (1984年)第4
50頁から第457頁において論じられている。これら
は各桁をl−1,o、11の要素で表す冗長2進表現(
一種の拡張SD表現)を利用して、組合せ回路により乗
算あるいは除算を実行する演算器である。したがって、
演算処理時間や規則正しい配列構造の点で他の演算器よ
り優れているが、素子数や面積の削減、MO3回路での
実現等の実用化の点については配慮されていなかった。
Vol, 187-D, jK4 (1984) No. 4
Discussed on pages 50 to 457. These are redundant binary representations (
It is an arithmetic unit that performs multiplication or division using a combinational circuit using a type of extended SD representation. therefore,
Although it is superior to other arithmetic units in terms of calculation processing time and regular array structure, no consideration was given to practical applications such as reduction in the number of elements and area, and implementation in MO3 circuits.

発明が解決しようとする問題点 上記従来技術では、高速演算器に関し、NORとORが
同時にとれるECL論理素子の特長を活かして乗算ある
いは除算等を組合せ回路として実現する方法が提案され
ているが、素子数の削減、他の回路系による実現等の実
用化面についてあまり配慮されておらず、 (1)演算数の桁数が大きくなると素子数が膨大となり
1個のLSIチップで実現することが難しい。
Problems to be Solved by the Invention In the above-mentioned prior art, a method has been proposed for high-speed arithmetic units to realize multiplication or division as a combinational circuit by taking advantage of the feature of ECL logic elements that can perform NOR and OR at the same time. There is not much consideration given to practical aspects such as reduction of the number of elements and implementation using other circuit systems. difficult.

(2)  NORとORを同時にとることのできないM
O8回路等で実現する場合、ORをNORとインバータ
の2段の素子で構成する必要があり、それだけ演算回路
の段数が多くなるため、演算遅延時間が大きくなる。
(2) M that cannot take NOR and OR at the same time
When implemented using an O8 circuit or the like, it is necessary to configure the OR with two stages of elements: a NOR and an inverter, which increases the number of stages of arithmetic circuits and increases the calculation delay time.

等の問題点がある。There are other problems.

本発明の目的は、このような従来の問題点を改善し、演
算処理装置を配列構造でかつ素子数の少ない組合せ回路
として実現し、桁上げ値の伝播を最小にすると共に回路
構成を簡単化することによってLSIに実装が容易であ
る高速な演算処理装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to improve these conventional problems, realize an arithmetic processing unit as a combinational circuit with an array structure and a small number of elements, minimize the propagation of carry values, and simplify the circuit configuration. The object of the present invention is to provide a high-speed arithmetic processing device that can be easily implemented on an LSI.

問題点を解決するための手段 上記目的は、内部演算の加(減)算において、各桁毎に
被加(減)数と加(減)数から中間桁上げ(中間桁借り
)を決定する回路と中間相(中間差)を決定する回路と
を第1ステップの演算手段として有し、各桁毎に前記第
1ステップで求めた中間相(中間差)と一桁下位の桁か
らの中間桁上げ(中間桁借り)から各桁の加(減)算の
結果を求める回路を第2ステップの演算手段として有し
、制御信号の値により内部演算数の符号の反転を実行す
る反転回路あるいは制御信号の値により内部演算数を0
に入れ替えて出力する変換回路を前記作  用 例えば、内部演算において、各桁を0.正整数およびそ
の正整数に対応する負整数のいずれかの要素で表す拡張
S D (Signed Digit)表現を用いて内
部演算数を表す。つまり、各桁をl−1,0,1j。
Means to solve the problem The above purpose is to determine the intermediate carry (borrow) from the augend (subtraction) and addition (subtraction) for each digit in addition (subtraction) in internal operations. A circuit and a circuit for determining the intermediate phase (intermediate difference) are used as calculation means in the first step, and for each digit, the intermediate phase (intermediate difference) obtained in the first step and the intermediate phase from the lower digit are calculated. An inversion circuit or The internal operation number is set to 0 depending on the value of the control signal.
For example, in internal calculation, each digit is converted to 0. The number of internal operations is expressed using an extended S D (Signed Digit) expression expressed as an element of a positive integer and a negative integer corresponding to the positive integer. In other words, each digit is l-1, 0, 1j.

1−2.−1.0,1.21あるいはI −N 、 、
、−、、、。
1-2. -1.0, 1.21 or I -N, ,
,−,,,.

−1,0,1,・・・・−・、N1等のいずれかの要素
で表し、1つの数をいくとおりかに表せるように冗長性
をもたせる。そのとき、中間桁上げ(あるいは中間桁借
り)決定回路と中間相(あるいは中間差)決定回路は、
下位桁からの桁上げ(あるいは桁借り)があっても、そ
の桁の中間相(あるいは中間差)と下位桁からの桁上げ
(あるいは桁借シ)との和(あるいは差)が必ず1桁内
に収まるように、その桁の中間桁上げ(あるいは中間桁
借り)と中間相(あるいは中間差)をそれぞれ決定する
ことができる。それによって、加算(あるいは減算)に
おいて桁上げ(あるいは桁借シ)の伝播を防止でき、組
合せ回路による並列加算(あるいは減算)が演算数の桁
数に関係なく一定時間で行える。例えば、各桁を(−1
,0,11の要素で表す拡張SD表現Cつまシ、冗長2
進表現)では、加算(あるいは減算)において桁上げ(
あるー桁借、す)が高々1桁しか伝播しないようにする
ことができる。このことに関しては、電子通信学会論文
誌。
It is represented by any element such as -1, 0, 1,..., N1, etc., and redundancy is provided so that one number can be represented in several ways. At that time, the intermediate carry (or intermediate digit borrow) determination circuit and the intermediate phase (or intermediate difference) determination circuit are as follows.
Even if there is a carry (or borrow) from a lower digit, the sum (or difference) of the midpoint (or difference) of that digit and the carry (or borrow) from a lower digit is always one digit. The intermediate carry (or intermediate digit borrow) and intermediate phase (or intermediate difference) of that digit can be determined respectively so that As a result, propagation of carries (or borrows) during addition (or subtraction) can be prevented, and parallel addition (or subtraction) by the combinational circuit can be performed in a fixed time regardless of the number of digits of the operation number. For example, each digit is (-1
, 0, 11 elements, extended SD representation C, redundant 2
In addition (or subtraction), carry (
It is possible to ensure that a -digit borrow, su) is propagated by at most one digit. Regarding this, see the Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers.

Vol、 167−D 、44 (1984年)第45
0頁から第467頁あるいは電子通信学会論文誌、Vo
l。
Vol, 167-D, 44 (1984) No. 45
Pages 0 to 467 or Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers, Vo.
l.

166− D 、 A 6 (1983年)第683頁
から第690頁などに説明がある。
166-D, A6 (1983), pages 683 to 690.

また、反転回路は、前記中間桁上げ(あるいは中間桁借
り)決定回路および前記中間相(ある込は差)決定回路
の入力となる複数の内部演算数の−を入力とし、演算が
減算であるか加算であるかの制御信号によシ、その演算
数の正負を反転したシ、しなかったりする。それによっ
て、加減算のいずれでも加算(あるいは減算)のみで実
行することができるので素子数の削減が可能である。
Further, the inversion circuit inputs - of a plurality of internal operation numbers that are input to the intermediate carry (or intermediate digit borrow) determination circuit and the intermediate phase (including difference) determination circuit, and the operation is subtraction. Depending on the control signal whether it is addition or addition, the sign of the operation number may or may not be inverted. As a result, any addition or subtraction can be performed by only addition (or subtraction), and the number of elements can be reduced.

さらに、変換回路は、0,1等の制御信号の値に従って
、内部演算数の一方を0にすることができる。それによ
って、演算数の桁のシフトや0倍等の演算を加算(ある
いは減算)を用いて行えるので、内部演算処理に加減算
と桁シフト等との振分けを行う回路を省け、演算回路の
ゲートの段数を少なくすることができる。
Further, the conversion circuit can set one of the internal operation numbers to 0 according to the value of the control signal such as 0 or 1. As a result, operations such as shifting the digits of an arithmetic number and multiplying by 0 can be performed using addition (or subtraction), which eliminates the need for a circuit that allocates addition/subtraction and digit shifting in internal arithmetic processing, and the gate of the arithmetic circuit. The number of stages can be reduced.

したがって、個々の内部演算の各桁の決定する回路の素
子数および段数を少なくでき、かつこれらの回路の規則
正しい配列構造として高速な演算回路を構成できるので
、高速演算処理装置のLSI化が実現できる。
Therefore, the number of elements and stages of the circuit that determines each digit of each internal operation can be reduced, and a high-speed arithmetic circuit can be constructed as a regular arrangement structure of these circuits, making it possible to implement a high-speed arithmetic processing device on an LSI. .

実−施例 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。Implementation - Examples An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。特に、本実施例では、n桁の符号なしr進小数の
除算器について説明する。なお、第2図は、n=8 、
T=2の場合のブロック図である。図中、被除数2oは
、小数点第1桁、第2桁、・・・・・・第n桁の値x1
.!2.・・・・・・、Inにそれぞれ対応する信号の
形で初期部分剰余決定回路100に入力される。除数4
0も、同様に小数点第1桁。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In particular, in this embodiment, a divider for an n-digit unsigned r-adic decimal number will be described. In addition, in FIG. 2, n=8,
It is a block diagram in the case of T=2. In the figure, the dividend 2o is the value x1 of the first digit, second digit, ... nth digit of the decimal point.
.. ! 2. . . . are input to the initial partial remainder determination circuit 100 in the form of signals corresponding to In. Divisor 4
Similarly, 0 is the first decimal place.

第2桁、・・・・・・、第n桁の値71,72+・・・
・・・、ynを表わす信号の形で初期部分剰余決定回路
100および部分剰余決定回路101,102,103
゜104 、106.・・・・・・に入力される。商6
0は、整数第1桁2  小数点第1桁2 小数点第2桁
Z 2 +0ア                1p
・・・・・・、小数点第1桁2 のr進数としてr進へ
の変換回路1oより出力される。初期部分剰余決定回路
100ば、被除数〔0,xl、x2・−・・・・In〕
、20および除数〔o、yl、y2・・−・・・yn)
r40を入力として、商の整数第1桁を決定した後の部
分剰余あるいは部分剰余の符号の反転したものを出力す
る回路である。特に、被除数および除数を正規化してい
ると、x =7 =1となり、zo=1と簡単に求まる
。以下、被除数および除数の正規化されたものに対して
説明する。
2nd digit,..., nth digit value 71, 72+...
..., the initial partial remainder determination circuit 100 and the partial remainder determination circuits 101, 102, 103 in the form of a signal representing yn.
゜104, 106. It is input to... Quotient 6
0 is 1st digit of integer 2 1st digit of decimal point 2 2nd digit of decimal point Z 2 +0a 1p
. . . is output from the r-base conversion circuit 1o as an r-base number with the first digit of the decimal point 2. Initial partial remainder determination circuit 100, dividend [0, xl, x2...In]
, 20 and divisor [o, yl, y2...yn)
This circuit inputs r40 and outputs the partial remainder after determining the first integer digit of the quotient or the partial remainder with its sign inverted. In particular, when the dividend and divisor are normalized, x = 7 = 1, which can easily be determined as zo = 1. Below, normalized dividends and divisors will be explained.

また、部分剰余決定回路101,102,103゜10
4 、105・・・・・・は、それぞれ図中の上段の部
分剰余決定回路(あるいは初期部分剰余決定回路1oO
)の出力および除数40およびそれぞれ同じ段に対応す
る商決定用セル201.202,203゜204.20
5・・・・・・の出力である制御信号251゜252.
253,254,255・・・・・・を入力として、次
段(つまり下段)の部分剰余決定回路への入力となる部
分剰余あるいは部分剰余の符号の反転したものを出力す
る回路である。
Also, partial remainder determination circuits 101, 102, 103゜10
4, 105, . . . are the upper partial remainder determination circuits (or initial partial remainder determination circuits 1oO
) and the divisor 40 and the quotient determination cells 201, 202, 203, 204, 20 corresponding to the same stage, respectively.
Control signals 251°252.
253, 254, 255, . . . as inputs, and outputs a partial remainder or a partial remainder whose sign is inverted, which is input to the next stage (that is, lower stage) partial remainder determining circuit.

商決定用セル201.202,203 、204 。Quotient determination cells 201, 202, 203, 204.

205−−−−−−は、それぞれ上段(例えば、j−1
段)の部分剰余決定回路の出力である部分剰余あるいは
部分剰余の符号の反転したものの上3桁および上段(つ
まり、j−1段)の商決定用セルで既に決定された拡張
SD表現で表わされた商の小数点第5−1桁目の値を入
力とし、商の小数点第1桁目の値および、それぞれ同段
(つまり、5段)の部分剰余決定回路に対する制御信号
251,252゜253.254,255.・・・・・
・を出力する回路である。
205 ------- are respectively upper stage (for example, j-1
The partial remainder that is the output of the partial remainder determination circuit in the first stage) or the partial remainder with its sign inverted is expressed in the extended SD expression already determined by the upper three digits and the quotient determination cell in the upper stage (that is, the j-1 stage). The value at the 5th to 1st decimal point of the quotient is input, and the value at the 1st decimal point of the quotient and the control signals 251 and 252 for the partial remainder determination circuits at the same stage (that is, 5 stages) are respectively input. 253.254,255.・・・・・・
・This is a circuit that outputs.

r進への変換回路1oは、商決定用セル201゜202
.203,204,205.・・・・・・において、そ
れぞれ決定された拡張SD表現で表わされた商の各桁を
入力とし、各桁が非負の通常のr進数の商(z o p
 z 1p Z 2・・・・・・zn〕r6oを出力す
る回路である。
The r-adic conversion circuit 1o includes quotient determination cells 201 and 202.
.. 203, 204, 205. ......, each digit of the quotient expressed in the decided extended SD representation is input, and each digit is a non-negative normal r-adic quotient (z o p
This is a circuit that outputs z 1p Z 2...zn]r6o.

次に、これらのブロックを用いた除算法について、簡単
に説明する。
Next, a division method using these blocks will be briefly explained.

減算シフト型除算法は一般に次の漸化式で表わされる。The subtraction-shift division method is generally expressed by the following recurrence formula.

R(j+1)=rxR(j)−9jxDここで、jは漸
化式の指数、Tは基数、Dは除数。
R(j+1)=rxR(j)-9jxD where j is the exponent of the recurrence formula, T is the base number, and D is the divisor.

q・は商の小数点以下j桁目 rxR(j)はqJを決
定する前の部分被除数 H(j+1)はq、を決定した
後の部分剰余である。したがって、漸化式の各指数1毎
に、商q、を決定する商決定用セルと(Ijの値に従っ
てrXR(j)からDを減じたシ、減じなかったりする
部分剰余決定回路を設け、除算器を組合せ回路として実
現できる。
q. is the jth digit after the decimal point of the quotient. rxR(j) is the partial dividend before determining qJ. H(j+1) is the partial remainder after determining q. Therefore, for each index 1 of the recurrence formula, a quotient determination cell is provided to determine the quotient q, and a partial remainder determination circuit is provided to subtract D from rXR(j) or not (according to the value of Ij). The divider can be realized as a combinational circuit.

上記のような内部演算に拡張SD表現を用いることによ
って高速な除算器の実現が可能である。
A high-speed divider can be realized by using extended SD representation for internal operations such as those described above.

そのとき、例えば、基数2の拡張SD表現を用いて、整
数部1ビット、小数部nビットの符号なし2進数Xを、 X=Cx  ”  ””””n)Sn20ツ  1 で表現すると、XはΣ z%2−iという値を表わi=
At that time, for example, if an unsigned binary number X with 1 bit for the integer part and n bits for the decimal part is expressed as represents the value Σ z%2-i, i=
.

す。ただし、各桁xiは1−1,0.11の要素である
。この場合、上記漸化式において、除数りおよび各部分
剰余H(j)を基数2の拡張SD表現で表わすと、q、
の値に応じて、q、=−1のときはH(j)】    
            】を左へ1桁シフトした後、
Dを加算し、q、=OのときはR(」)を左へ1桁だけ
シフトし、q・=1のときはR(j)を左へ1桁シフト
した後、Dを減算する必要がある。
vinegar. However, each digit xi is an element of 1-1, 0.11. In this case, in the above recurrence formula, if the divisor and each partial remainder H(j) are expressed in base-2 extended SD representation, q,
Depending on the value of q, when = -1, H(j)]
] After shifting 1 digit to the left,
It is necessary to add D, shift R('') one digit to the left when q = O, shift R(j) one digit to the left when q = 1, and then subtract D. There is.

本発明では、特に、商の小数点以下j桁目qjの値に応
じて、拡張SD表現の内部演算数の正負の反転をする手
段(回路)および内部演算数に0を割り当てる手段によ
り、q、を決定した後の部分剰余H(j+1)は、 HN+1)=1)(p(D(、xH(i)) +D(i
))のように拡張SD表現の加算のみで決定することが
できる。ここで、p(j)は正負の反転を行う関数であ
る。
In the present invention, in particular, q, The partial remainder H(j+1) after determining is HN+1)=1)(p(D(, xH(i)) +D(i
)), it can be determined only by addition of extended SD expressions. Here, p(j) is a function that performs positive/negative inversion.

今、部分剰余H(i)の代シに部分剰余H(i)と符号
だけ異なる値A(1)を考える。以下、この値も部分剰
余と呼ぶ。A(j”1 )は、 A(j+1 )=p(t)(rxH(j)) +7j)
と定義する。ただし、PO)は、前記q、の値に応シ して正負の反転を行う関数である。
Now, consider a value A(1) for the partial remainder H(i) that differs from the partial remainder H(i) by a sign. Hereinafter, this value will also be referred to as a partial remainder. A(j”1) is A(j+1)=p(t)(rxH(j))+7j)
It is defined as However, PO) is a function that performs positive/negative inversion depending on the value of q.

まず、初期部分剰余決定回路10oにおいて、A(1)
=〔o”1 ”2””””n 〕S D2 +〔01y
、 l 72””” yn)S D2の計算を行い、部
分剰余A(1)を決定する。ただし、i=1.・−・・
・、nに対して、i、はX、の符号を反転した数である
。さらに、i=1.・・・・・・、nに対して、y、は
常に非負であるので、初期部分剰余回路100は冗長2
進数と各桁が非負の冗長2進数の加算回路によシ実現で
きる。また、! 1p ! 2 。
First, in the initial partial remainder determination circuit 10o, A(1)
= [o”1 “2””””n] S D2 + [01y
, l72""" yn)S Calculate D2 and determine the partial remainder A(1).However, i=1.
.For n, i is a number with the sign of X inverted. Furthermore, i=1. Since y is always non-negative with respect to n, the initial partial remainder circuit 100 is redundant 2
This can be realized using an adder circuit for redundant binary numbers in which the base numbers and each digit are non-negative. Also,! 1p! 2.

・・・・・・p ”n+ 71 * V2 p・・・・
・・t7Bは非負であるから、初期部分剰余決定回路1
00は、各桁が非負の冗長2進数(つまり2進数)同士
の減算回路つまり通常の減算回路で実現できる。なお、
x1=1゜y1=1であるので、冗長2進表現の商の整
数第1桁は、q0=1 である。
・・・・・・p ”n+ 71 * V2 p・・・・
...Since t7B is non-negative, the initial partial remainder determination circuit 1
00 can be realized by a subtraction circuit between redundant binary numbers (that is, binary numbers) in which each digit is non-negative, that is, a normal subtraction circuit. In addition,
Since x1=1°y1=1, the first integer digit of the quotient in redundant binary representation is q0=1.

次に、部分剰余A(D=(、Δ、a4.at、、0..
.ai〕2     n  Sn2 および商の小数点薬5−1桁(Ii−1が既に決定され
ている場合の小数点第5桁qjおよび部分剰余A(i”
1)の決定について説明する。
Next, partial remainder A(D=(,Δ,a4.at,,0..
.. ai]2 n Sn2 and the 5th digit of the decimal point qj and the partial remainder A(i” when Ii-1 has already been determined)
The decision in 1) will be explained.

商の小数点第5桁q5は、1段目の商決定用セル201
.202,203,204,205・旧・・において、
部分剰余A(j)の上位3桁’@’ ”1 、”2]S
D2 (1’)値および商の小数点筒j−1桁qj−1
によって決定される。つまシ、A(j)の上位3桁の値
が正ならq 、=siqn(−q j、 ) 、  O
ならq、=O,負なら】 q−=−siqn(−q3  、)と決定する。ただし
5iqn(−q 5  、 )は、 と定義する。
The fifth decimal place q5 of the quotient is the quotient determination cell 201 in the first row.
.. In 202, 203, 204, 205, old...
Upper 3 digits of partial remainder A(j) '@'``1,'' 2]S
D2 (1') value and quotient decimal point cylinder j-1 digit qj-1
determined by If the upper three digits of A(j) are positive, then q, = siqn(-q j, ), O
If q,=O, if negative] q-=-siqn(-q3,) is determined. However, 5iqn(-q5, ) is defined as follows.

また、部分剰余決定回路101,102,103゜10
4.106.・・・・・・のうち1段目の回路において
、A(j+1)=p(j)(2XP Cj−1)(A(
i)) )+D(i)H+1) の計算を行い、部分剰余A   を決定する。だだし、
上式の第1項は、 (i)  sign(−q、−1)Xsign(−q、
)=1のとき、P(j)(2XP (” ” (A”)
)= (aL、aj 、a、ニーa、:Q〕SD2(4
) siqn(−qH−1)Xsign(−q、)=−
1のとき、であり、第2項は、 (i)  qHHO2とき、 D(D=〔0,y #3’ =−”・yn)sD2(4
) q、=oのとき、 mj)= (o 、 o 、o・−・−o 〕SD2で
あり、各桁が非負の冗長2進数である。したがって部分
剰余決定回路101.102,103,104゜105
、・・・・・・は、冗長2進数と各桁が非負の冗長2進
数の加算回路、冗長2進数の反転回路および加算数を決
定する回路によって実現できる。この場合、部分剰余決
定回路への各制御信号261゜252.263,254
,255・・・・・・は、それぞれ商の対応する桁q、
の大きさ、および−q、と−((j−。
Also, partial remainder determination circuits 101, 102, 103゜10
4.106. In the first stage circuit, A(j+1)=p(j)(2XP Cj-1)(A(
i)) )+D(i)H+1) to determine the partial remainder A. Dashi,
The first term in the above equation is: (i) sign(-q, -1)Xsign(-q,
)=1, P(j)(2XP (” ” (A”)
) = (aL, aj, a, knee a, :Q] SD2 (4
) siqn(-qH-1)Xsign(-q,)=-
1, and the second term is: (i) When qHHO2, D(D=[0,y #3'=-”・yn)sD2(4
) When q, = o, mj) = (o, o, o...-o] SD2, and each digit is a non-negative redundant binary number. Therefore, partial remainder determination circuits 101, 102, 103, 104゜105
, . . . can be realized by an addition circuit for a redundant binary number, a redundant binary number in which each digit is non-negative, an inversion circuit for the redundant binary number, and a circuit for determining the number to be added. In this case, each control signal 261° 252, 263, 254 to the partial remainder determination circuit
, 255... are the corresponding digits q of the quotient, respectively.
and −q, and −((j−.

J の符号の相違の有無から構成される。J It consists of whether or not there is a difference in sign.

最後に、j=1からnまで上のように商の各桁q、を決
定し、商Q=Cq  、q  、q・・・・・・qn)
sD2】                 0 1 
 2が求まると、r進への変換回路1oによって拡張S
D表現された商Qを通常のr(つまり2)進表現Z=〔
zO”1.z2”・・”zn)r 6oに変換する。
Finally, each digit q of the quotient is determined as above from j=1 to n, and the quotient Q=Cq, q, q...qn)
sD2] 0 1
2 is found, the conversion circuit 1o to r-adic converts the extended S
The quotient Q represented by D is expressed as the normal r (that is, binary) representation Z=[
Convert to zO"1.z2"..."zn)r 6o.

r進への変換回路1oは、冗長2進表現の商Qで1にな
っている桁だけを1にした符号なし2進数Q+から、商
Qで−1になっている桁だけを1にした符号なし2進数
Q−の通常の減算Q+−Q−を行い、順次桁上げ加算回
路あるいは桁 げ先見加算回路などによって実現できる
The conversion circuit 1o to r-adic converts an unsigned binary number Q+, in which only the digits that are 1 in the quotient Q of the redundant binary representation are set to 1, to 1 only for the digits that are -1 in the quotient Q. It performs ordinary subtraction Q+-Q- of an unsigned binary number Q-, and can be realized by a sequential carry-addition circuit or a carry-look-ahead addition circuit.

以上が第2図に示した除算器を構成する個々のブロック
を用いた除算法の説明であるが、第2図における各商決
定用セル202,203,204゜205.206.・
・・・・・への上位の商決定用セルからの入力信号線2
71.272,273,274.・・・・・・は未使用
である場合には省略してもよい。
The above is an explanation of the division method using the individual blocks constituting the divider shown in FIG.・
Input signal line 2 from the upper quotient determination cell to...
71.272,273,274. . . . may be omitted if not used.

次に、部分剰余決定回路101.102,103゜10
4.105.・・・・・・について説明する。
Next, partial remainder determination circuits 101, 102, 103°10
4.105. ...... will be explained.

第3図は、第2図における各部分剰余決定回路101.
102,103,104,105.−・・・・・の−構
成例を示したブロック図である。部分剰余決定回路30
0(101,102,103,・・・・・・)は、n+
1個の冗長加算用セル310,311.312,313
゜°°°・・・、329,330のアレイである。今、
仮に部分剰余決定回路300が第2図における1段目の
部分剰余決定回路とすると、被加算数に対応する入力3
40.341.342,343 、・・・・・・、35
9は、それぞれ前段(つまり、j−1段)で決定された
部分剰余の各桁r’、 r’  −”・°・・rj・あ
るいは・1 2I       n る入力361.362,363.・・・・・・、379
,380は、それぞれ除数の各桁71.72 y・・・
・・・yynを表す。制御信号390は、第1図におけ
る制御信号251.252.・・・・・・のいずれかで
あり、同じ段(つまりj段)の商決定用セルにおいて、
商の既に決定された桁q・あるいはq5 1から決まる
信号である。下位の冗長加算用セルから上位の冗長加算
用セルへの入力441.442,443.・・・・・・
FIG. 3 shows each partial remainder determining circuit 101 in FIG.
102, 103, 104, 105. It is a block diagram showing an example of the configuration of -. Partial remainder determination circuit 30
0(101,102,103,...) is n+
1 redundant addition cell 310, 311, 312, 313
, 329, 330 arrays. now,
If the partial remainder determination circuit 300 is the first stage partial remainder determination circuit in FIG. 2, the input 3 corresponding to the augend
40.341.342,343 , 35
9 is the input 361, 362, 363, . ..., 379
, 380, each digit of the divisor is 71.72 y...
...represents yyn. Control signal 390 is similar to control signals 251, 252, . . . in FIG. ......, and in the quotient determination cell of the same stage (that is, the j stage),
This is a signal determined from the already determined digit q or q51 of the quotient. Inputs 441, 442, 443 from the lower redundant addition cell to the upper redundant addition cell.・・・・・・
.

450は、それぞれ下位桁からの中間桁上げを表す。ま
た、各冗長加算セル310,311.312゜・・・・
・・、33oの出力410,411.412.・・・・
・−1430は、それぞれ部分剰余の各桁rj+1. 
rj+1゜r2.・・・・・・”n’  あるいは・ 
54−1・a!+1・j+1        j+1 、=+1.・・・・・・ 、 j+1の値を表す。なお
、r=2゜つまり2進表現の場合、除数の小数点第1桁
は、y1=1と固定しているから、入力361を省略し
てよい。また、最終桁の桁上げ450を省略することも
可能である。
450 each represents an intermediate carry from the lower digit. In addition, each redundant addition cell 310, 311, 312°...
..., 33o output 410, 411.412.・・・・・・
-1430 is each digit rj+1 of the partial remainder.
rj+1°r2.・・・・・・”n' or・
54-1・a! +1・j+1 j+1 , =+1. ......, represents the value of j+1. Note that in the case of r=2°, that is, in binary representation, the first digit of the decimal point of the divisor is fixed as y1=1, so the input 361 may be omitted. It is also possible to omit the carry 450 of the last digit.

冗長加算用セル310,311.312,313゜・・
・・・・、329,330は、部分剰余\HN+1)あ
るいはA(j+j )の整数第1桁、小数点第1桁、小
数点第2桁、・・・・・・、小数点第1桁をそれぞれ決
定するセルである。これらの冗長加算用セルのうち、素
子数削減のため、小数点第2桁から小数点筒n−1桁の
冗長加算用セル312 、313 、・・・・・・。
Redundant addition cells 310, 311, 312, 313°...
..., 329, 330 determine the first digit of the integer, the first digit of the decimal point, the second digit of the decimal point, and the first digit of the decimal point of the partial remainder \HN+1) or A(j+j), respectively. This is the cell that does this. Among these redundant addition cells, in order to reduce the number of elements, redundant addition cells 312, 313, .

329を基本セルで構成し、上位2桁の冗長加算用セル
310,311および最下位桁(つまり、小数点第1桁
)の冗長加算用セル330を例外的なセルとしてもよい
。また、上位2桁の冗長加算用セル310,311を同
段(つまり、j段)の商決定用セルをまとめて1つのセ
ルとすることも可能であり、あるいは、5段の最下位桁
の冗長加算用セル330とj+j段の小数点n−1桁の
冗長加算用セル329を1つのセルにまとめて、素子数
を削減することも可能である。また、n/2<i≦n−
1の範囲の整数jに対して、1段目の部分剰余決定回路
において、小数点2x(n−j+1)桁以降の冗長加算
用セルを省略してもよい。第2図は、特に、この部分を
省略した例を示している。
329 may be made up of basic cells, and the redundant addition cells 310 and 311 of the upper two digits and the redundant addition cell 330 of the lowest digit (that is, the first decimal point) may be made into exceptional cells. Furthermore, it is also possible to combine the redundant addition cells 310 and 311 of the upper two digits with the quotient determination cells of the same stage (that is, the j stage) into a single cell, or to It is also possible to reduce the number of elements by combining the redundant addition cell 330 and the n-1 decimal point redundant addition cell 329 of the j+j stage into one cell. Also, n/2<i≦n-
For an integer j in the range of 1, the redundant addition cells after 2x(n-j+1) digits of the decimal point may be omitted in the first stage partial remainder determination circuit. FIG. 2 particularly shows an example in which this part is omitted.

第1図は、第3図における各冗長加算用セル312.3
13.・・・・・・、329を構成する。基本セルの構
成例を示すブロック図である。
FIG. 1 shows each redundant addition cell 312.3 in FIG.
13. ..., constitutes 329. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a basic cell.

基本セル510(312,313・・・・・・)は、正
負反転回路511、除数変換回路612、中間相決定回
路513、中間桁上げ決定回路514および最終和決定
回路515から構成される。入力521は、部分剰余A
(Dの小数点筒1−1−1桁a!  の値1+1 を裏す2ビット信号であり、制御信号523は、商の小
数点第1桁q1の大きさ、および−93−1と−C4j
 との符号の相違の有無を表す2ビツトの信号である。
The basic cell 510 (312, 313, . . . ) includes a positive/negative inversion circuit 511, a divisor conversion circuit 612, an intermediate phase determination circuit 513, an intermediate carry determination circuit 514, and a final sum determination circuit 515. Input 521 is partial remainder A
(This is a 2-bit signal that confirms the value 1+1 of the decimal point cylinder 1-1-1 digit a! of D, and the control signal 523 is the size of the first decimal point q1 of the quotient, and -93-1 and -C4j
This is a 2-bit signal indicating whether or not there is a difference in sign from the .

正負反転回路511の出力524は、冗長2進の被加算
数e!を表す2ピット信号である。また、除数変換回路
512の出力525は、2進の加算数dlを表す1ピッ
ト信号である。信号526は、小数点第1桁の中間相S
7  を表す1ピット信号であり、信号527は小数点
第1桁の中間桁上げの有無を表す1ビット信号であり、
信号528は小数点筒i+1桁からの中間桁上げの有無
を表す1ビット信号である。出力529は部分剰余AH
+1)の小数点第1桁、 j+1の値を表す2ビット信
号である。
The output 524 of the positive/negative inversion circuit 511 is the redundant binary augend e! This is a 2-pit signal representing . Further, the output 525 of the divisor conversion circuit 512 is a 1-pit signal representing the binary addition number dl. The signal 526 is the intermediate phase S of the first decimal place.
The signal 527 is a 1-bit signal representing the presence or absence of an intermediate carry of the first digit of the decimal point.
The signal 528 is a 1-bit signal indicating the presence or absence of an intermediate carry from the i+1 digit of the decimal point cylinder. Output 529 is partial remainder AH
+1), the first decimal place, is a 2-bit signal representing the value of j+1.

正負反転回路511は、商の小数点i 、 i −1桁
qj r qj−1の符号の相違に応じて、部分剰余の
小数点筒i+1桁a!  を決定する回路である。
The positive/negative inversion circuit 511 converts the partial remainder decimal point i+1 digit a! according to the difference in sign of the quotient decimal point i, i-1 digit qj r qj-1. This is a circuit that determines the

1+1 つまり、sign(−q、  、 )Xsign(−q
、)=1のとき、−j e、−al、1.sign(−q、  )xsign(
−q、)= −1] −1+ のとき、・j=5  と正負の反転を行い、被加算1 
 1+1 数を決定する。ただし、ai=−1ならばai  =1
゜l+1            t+1j     
    ] a、=0ならば、a、  =O,aj =1 ならばl
+1              1+1      
1 +1・!  =−1である。
1+1 In other words, sign(-q, , )Xsign(-q
, )=1, -j e, -al, 1. sign(-q, )xsign(
−q, )= −1] −1+, perform the positive/negative inversion as ・j=5, and add the addend 1
1+1 Determine the number. However, if ai=-1, ai=1
゜l+1 t+1j
] If a, = 0, then a, = O, aj = 1, then l
+1 1+1
1 +1・! =-1.

1+1 除数変換回路512は、商の小数点第1桁(Ijの大き
さに応じて、加算数の小数点第1桁dlを決定する回路
である。つまり、(J”:Oのとき、dl=d−、q、
=C1)とき、d!=0となるようにOl    1 
   】               1の割り当て
により加算数を決定する。ただし、diは除数の小数点
第1桁y0の値を表す。
The 1+1 divisor conversion circuit 512 is a circuit that determines the first decimal point dl of the addition number according to the size of the first decimal point digit (Ij) of the quotient. In other words, when (J":O, dl=d −, q,
= C1) when d! = 0 so that Ol 1
] Determine the number of additions by assigning 1. However, di represents the value of the first decimal place y0 of the divisor.

中間相決定回路513は、冗長2進の被加算数り中間相
を決定する回路である。つまり、表1に示すように中間
相を決定する。
The intermediate phase determination circuit 513 is a circuit that determines the intermediate phase of the redundant binary augend. That is, the intermediate phase is determined as shown in Table 1.

表   1 中間桁上げ決定回路514ば、被加算数a!l+1 と加算数dlの冗長加算により中間桁上げ値を決定する
回路である。つまり、表2に示すように中間桁上げ値を
決定する。
Table 1 Intermediate carry determination circuit 514, augend a! This circuit determines an intermediate carry value by redundant addition of l+1 and the number of additions dl. That is, the intermediate carry value is determined as shown in Table 2.

表    2 最終和決定回路615は、小数点第1桁の中間相と小数
点筒i+1桁の中間桁上げ値の和を求め、部分剰余A(
l+1)の小数点第1桁 j+1を決定する回路である
Table 2 The final sum determination circuit 615 calculates the sum of the intermediate phase of the first decimal place and the intermediate carry value of the decimal point cylinder i+1 digit, and calculates the partial remainder A(
This is a circuit that determines the first decimal place j+1 of 1+1).

以上が第2図に示した部分剰余決定回路101゜102
.103,104,105.・・・・・・の構成法につ
いての説明である。
The above is the partial remainder determination circuit 101 and 102 shown in FIG.
.. 103, 104, 105. This is an explanation of the construction method of .

また、初期部分剰余決定回路100は、基本的には、部
分剰余決定回路101,102.・・・・・と同様に、
基本セル510においてq。=1の場合のセルのアレイ
として構成することができる。なお、初期部分剰余決定
回路100は、通常の2進数同士の冗長減算あるいは、
通常の2進数と各桁が非圧の冗長2進数の冗長加算であ
るだめ、各桁の中間桁上げを常に0とすることができ、
各セルを簡単化することが可能である。
Further, the initial partial remainder determination circuit 100 basically consists of partial remainder determination circuits 101, 102 . ·····alike,
q in basic cell 510. =1 can be configured as an array of cells. The initial partial remainder determination circuit 100 performs normal redundant subtraction between binary numbers or
Since it is a redundant addition of a normal binary number and a redundant binary number where each digit is uncompressed, the intermediate carry of each digit can always be 0,
It is possible to simplify each cell.

次に商決定用セル201,202,203,204゜2
o6.・・・・・・の構成法について簡単に説明する。
Next, quotient determination cells 201, 202, 203, 204゜2
o6. The construction method of ... will be briefly explained.

第4図は、第2図における各商決定用セル201゜20
2.203,204,206・・・・・・の構成例を示
すブロック図である。
FIG. 4 shows each quotient determination cell 201゜20 in FIG.
2. It is a block diagram showing an example of the configuration of 203, 204, 206, . . . .

商決定用セル650(201,202・・・・・・)は
、商決定回路661、正負反転回路562および制御信
号決定回路653から構成される。入力660゜561
および662は、それぞれ部分剰余の上3桁rj、jお
よびrj、あるいはaj、jおよびajol     
    2          01        
2の値を表す2ビット信号であシ、入力563は商の小
数点茶j−1桁q5−1から決定される1ピット信号で
ある。信号564は、商の小数点第1桁(Ij と符号
の違いがある仮の値を表す2ビット信号である。また、
出力56I5は商の小数点第1桁CJの値を表す2ピン
ト信号であり、出力566は部分剰余決定回路101,
102.・・・・・・を制御する2ビット信号である。
The quotient determining cell 650 (201, 202, . . . ) includes a quotient determining circuit 661, a positive/negative inverting circuit 562, and a control signal determining circuit 653. Input 660°561
and 662 are the first three digits rj, j and rj of the partial remainder, or aj, j and ajol, respectively.
2 01
The input signal 563 is a 2-bit signal representing a value of 2, and the input 563 is a 1-bit signal determined from the decimal point j-1 digit q5-1 of the quotient. The signal 564 is a 2-bit signal representing a provisional value whose sign is different from the first decimal place of the quotient (Ij).
The output 56I5 is a 2-pinto signal representing the value of the first decimal point CJ of the quotient, and the output 566 is the partial remainder determination circuit 101,
102. This is a 2-bit signal that controls...

商決定回路551は、部分剰余の上3桁560゜j  
j  j 661および562の値Cr  、r  、r  ) 
   あ12SD2 」jj るいはCa +”  r”  )    によって商の
小数点12SD2 第j桁qjの仮の値664を決定する回路である。
The quotient determination circuit 551 calculates the first three digits of the partial remainder 560゜j
j j 661 and 562 values Cr , r , r )
This circuit determines the provisional value 664 of the quotient decimal point 12SD2 j-th digit qj by A12SD2''jj or Ca+''r'').

つまり、部分剰余の上位3桁の値が正なら仮の値ば1.
0なら仮の値は0、負なら仮の値は−1である。
In other words, if the upper three digits of the partial remainder are positive, the temporary value is 1.
If it is 0, the temporary value is 0, and if it is negative, the temporary value is -1.

正負反転回路552は、商の小数点Wj−1桁q11の
値に応じて正負の反転を行い、商の小数点第1桁(ij
 を決定する回路である。つまり、q、  、=1のと
き、1を−1に、−1を1に置き換える正負の反転を行
い、qi  1”  ’ r Oのときは、そのままの
値を出力する。
The positive/negative inversion circuit 552 performs positive/negative inversion according to the value of the quotient decimal point Wj - 1st digit q11, and converts the quotient decimal point 1st digit (ij
This is a circuit that determines the That is, when q, , = 1, the positive/negative inversion is performed to replace 1 with -1 and -1 with 1, and when qi 1''' r O, the value is output as is.

制御信号決定回路553ば、(Ijの大きさ、および−
q・と−q、−1の符号の相違の有無を決定] する回路である。なお、本回路553は商決定回路55
1と共通する部分が多く、通常は素子数削減のため、こ
れらの2回路をまとめて共通する部分を共有化する。
The control signal determination circuit 553 determines (the magnitude of Ij and -
This is a circuit that determines whether there is a difference in sign between q., -q, and -1. Note that this circuit 553 is the quotient determination circuit 55
These two circuits have many parts in common with 1, and in order to reduce the number of elements, these two circuits are usually combined to share the common parts.

以上が商決定用セルの構成法の説明である。The above is an explanation of the method for configuring the quotient determination cell.

次に、上記の構成法に従って実現した具体的な回路につ
いて説明する。
Next, a specific circuit realized according to the above configuration method will be explained.

まず、各信号に対し2値打号化の一例を次に示す。First, an example of binary encoding for each signal will be shown below.

冗長2進表現の1桁a!あるいばq、を2ビンl   
        】 ト、]鰻、あるいはq、q、  でそれぞれ表し、1+
l−3+3− −1を11,0を10,1を01と2値打号化する。こ
のとき、商の小数点第1桁qjの大きさおよび符号は、
それぞれq、 および’J+で表わ】− せる。また、商の小数点第1桁(Tj とj −1桁C
!j  、との符号の相違の有無の信号を13 とする
1 digit a in redundant binary representation! In other words, q, 2 bottles l
] To, ] eel, or q, q, respectively, and 1+
Binary code l-3+3--1 as 11, 0 as 10, and 1 as 01. At this time, the size and sign of the first decimal point qj of the quotient are:
Represented by q and 'J+, respectively]-. Also, the first decimal place of the quotient (Tj and j -1 digit C
! Let 13 be the signal indicating the presence or absence of a difference in sign from j.

つまり、符号の相違があれば(sign(−q、)Xs
i兜’(il−1)”−1のとき)、tj=o1なけれ
ば(sign(−q、)X+ign(−q、−1)=1
、(ai +a’ +a’  )−(a’ +a’ +
a’ +q、) −c決0−  1−  2+    
O−1−2−1−1+定できる。また、qj−、qH+
は、それぞれj   j   j q 、−=a、、+翳−+a2− の式で決定できる。ただし、・は論理積(AND)を、
+は論理和(OR)を、■は排他的論理和a!+Δ! 
およびq、の論理否定を表す演算子で1−1+]− ある。
In other words, if there is a difference in sign, then (sign(-q,)Xs
i helmet'(il-1)"-1), if tj=o1, then (sign(-q,)X+ign(-q,-1)=1
, (ai + a' + a' ) - (a' + a' +
a' +q,) -c 0- 1- 2+
O-1-2-1-1+ can be determined. Also, qj−, qH+
can be determined by the following equations: j j j q , -=a, , +shadow-+a2-, respectively. However, ・represents logical product (AND),
+ represents a logical sum (OR), and ■ represents an exclusive logical sum a! +Δ!
and q, is an operator representing the logical negation of 1-1+]-.

さらに、第1図における加算数d:s2s、中間相si
  526および中間桁上げci  627は、それぞ
れ d1=ア1.q。
Furthermore, the number of additions d in FIG. 1: s2s, the intermediate phase si
526 and intermediate carry ci 627 are respectively d1=a1. q.

l  1   】− t g、=a、  ■dj 1  1+1−   1 o3=<a7  ■t 、)−a:  +d’、aa’
l 1 ]-t g,=a, ■dj 1 1+1- 1 o3=<a7 ■t,)-a: +d', aa'
.

1  1+1+   ]   l+1− 1 1+1−
の式で決定できる。また、基本セル510の出力・! 
は、 1+1 j+1   j   j a、     =6  、+(。
1 1+1+ ] l+1- 1 1+1-
It can be determined by the formula. Also, the output of the basic cell 510!
is 1+1 j+1 j j a, =6, +(.

l+     1   1+1 ai+1=s!■of 1−     1     1+1 の式で決定できる。l+ 1 1+1 ai+1=s! ■of 1- 1 1+1 It can be determined by the formula.

第5図は、上記の2値打号化により第1図の基本セル5
10を0M05回路で実現した回路図の一例を示ス。ゲ
ート611 、62 sHE、−OR。
Figure 5 shows the basic cell 5 in Figure 1 after the above binary encoding.
An example of a circuit diagram realizing 10 with a 0M05 circuit is shown. Gates 611, 62 sHE, -OR.

ゲート612はインバータ、ゲート613は2人力NO
R。
Gate 612 is inverter, gate 613 is 2-person NO
R.

ゲート631は2人力NAND、ゲート632はEニー
NORゲートである。また、pチャンネル嗜トランジス
タ621とnチャンネルφトランジスタ622、および
pチャンネル・トランジスタ623とnチャンネルトラ
ンジスタ624は、それぞれトランスファー・ゲートを
構成している。
Gate 631 is a two-man NAND gate, and gate 632 is an E-knee NOR gate. Further, the p-channel transistor 621 and the n-channel φ transistor 622, and the p-channel transistor 623 and the n-channel transistor 624 each constitute a transfer gate.

j また、a、   601およびa、   602は第1
1+1+               t+1−図に
おける2ビツトの入力521であり、除数の小数点第1
桁y、の論理否定y、603は第1図における入力52
2である。q、604およびtj606は第1図におけ
る2ビツトの制御信号を構成する。また、d! 614
は第1図における加算数626であシ、信号615およ
び602が被加算数524に相当する情報を与える。さ
らに、中間相を表す信号ン626あるいは中間桁上げの
有無を表す信号c、627、c’、  628は、そ1
            l+1 れぞれ第1図における1ビット信号526あるいおよび
a”  634は第1図における部分剰余の五− 小数点第1桁を表す2ビツト信号529である。
j Also, a, 601 and a, 602 are the first
1+1+t+1 - 2-bit input 521 in the diagram, the first decimal point of the divisor
Logical negation y of digit y, 603 is input 52 in FIG.
It is 2. q, 604 and tj 606 constitute a 2-bit control signal in FIG. Also, d! 614
is the addend number 626 in FIG. 1, and signals 615 and 602 provide information corresponding to the addend number 524. Furthermore, the signal 626 representing the intermediate phase or the signals c, 627, c', and 628 representing the presence or absence of intermediate carry are
The 1-bit signal 526 or a'' 634 in FIG. 1, respectively, is a 2-bit signal 529 representing the first digit of the 5-decimal point of the partial remainder in FIG.

また、第1図における除数変換回路512はNORゲー
ト613で、正負反転回路511はE−ORゲート61
1およびトランスフ1−拳ゲ−)621.622によっ
て、中間相決定回路513の核はEx−Ole25で、
中間桁上げ決定回路514はインバータ612、トラン
スファー・ゲート821.822およびトランスファー
・ゲー)623.624によって、最終相決定回路51
5はNANDゲート631およびEx−NORゲート6
32によって、それぞれ構成されている。
Further, the divisor conversion circuit 512 in FIG. 1 is a NOR gate 613, and the positive/negative inversion circuit 511 is an E-OR gate 61.
1 and transfer 1-fist game) 621.622, the core of the intermediate phase determination circuit 513 is Ex-Ole25,
The intermediate carry determination circuit 514 is connected to the final phase determination circuit 51 by an inverter 612, transfer gates 821, 822, and transfer gates 623, 624.
5 is a NAND gate 631 and an Ex-NOR gate 6
32, respectively.

なお、本例ではトランスファー・ゲートを用いているが
、通常のゲートを用いて実現することも可能である。
Note that although a transfer gate is used in this example, it is also possible to implement it using a normal gate.

第6図は、第5図においてトランスファー・ゲートを使
用した部分回路700をNORゲートによって構成した
一例である。ゲート701.702゜703は共に2人
カゲートであり、この場合、ゲート701および612
は第1図における正負反転回路511の一部分を、ゲー
ト702および703は中間桁上げ決定回路527を構
成する。
FIG. 6 is an example in which the partial circuit 700 using the transfer gate in FIG. 5 is configured by a NOR gate. Gates 701, 702, and 703 are both two-person gates, and in this case, gates 701 and 612
constitutes a part of the positive/negative inversion circuit 511 in FIG. 1, and gates 702 and 703 constitute an intermediate carry determination circuit 527.

ただし、第8図のようにすると回路の段数および素子数
が増えるので、複合ゲートを用いた構成も可能である。
However, since the configuration shown in FIG. 8 increases the number of circuit stages and elements, a configuration using composite gates is also possible.

次に、第4図の商決定用セル550の0M03回路での
実現について説明する。
Next, implementation of the quotient determination cell 550 in FIG. 4 in the 0M03 circuit will be described.

第7図は、前記の2値打号化による商決定用セル550
の一実現例を示すCMO3回路図である。
FIG. 7 shows a cell 550 for determining the quotient by the above-mentioned binary encoding.
It is a CMO3 circuit diagram showing an example of implementation.

図中、ゲート811はインバータ、ゲート813および
823は2人力のNOR、ゲート814゜815および
822は3人力のNOR,ゲート812および821は
4人力NOR、ゲート831はEx−NORゲートであ
る。
In the figure, gate 811 is an inverter, gates 813 and 823 are two-man powered NOR gates, gates 814, 815 and 822 are three-man powered NOR gates, gates 812 and 821 are four-man powered NOR gate, and gate 831 is an Ex-NOR gate.

また、a   801およびa’  802は第40十
              〇−図における2ビツト
入力560であり、a’  803およびa’   8
04は2ビツト人力561で1、a  805およびa
  806は2ビツト入力2+        2− 562である。入力q−807は第4図におけJ−1+ る上位の商決定用セルからの入力信号563である。ま
た、出力qj+832およびも−833は商の小数点第
1桁を表す2ビツト信号565であシ、出力q、833
およびt、834はj段にある各基本セル510を制御
する2ビツト信号である。
Furthermore, a801 and a'802 are the 2-bit inputs 560 in Figure 4010, and a'803 and a'8
04 is 2 bit human power 561 1, a 805 and a
806 is a 2-bit input 2+2-562. Input q-807 is the input signal 563 from the upper quotient determination cell J-1+ in FIG. Also, the outputs qj+832 and -833 are 2-bit signals 565 representing the first decimal place of the quotient, and the outputs q, 833
and t, 834 are 2-bit signals that control each basic cell 510 in the j stage.

また、第4図における商決定回路561はインバータ8
11.NORゲート813,814.および816によ
って構成され、正負反転回路552はNORゲート82
3およびEニーNORゲート831によって構成される
。また、制御信号決定回路653はインバータ811、
NORゲート812.813,814,821 、およ
び815によって構成される。なお、インバータ811
、NORゲート813,814、および815は、商決
定回路561と制御信号決定回路553で共通に使用さ
れている。
Further, the quotient determination circuit 561 in FIG.
11. NOR gates 813, 814. and 816, and the positive/negative inverting circuit 552 is composed of a NOR gate 82
3 and E knee NOR gate 831. Further, the control signal determination circuit 653 includes an inverter 811,
It is composed of NOR gates 812, 813, 814, 821, and 815. Note that the inverter 811
, NOR gates 813, 814, and 815 are commonly used by the quotient determining circuit 561 and the control signal determining circuit 553.

以上に本実施例における演算処理装置のCMOS回路に
よる実現の一例を説明した。上記例では、2値打号化に
おいて、部分剰余、7  と商q、とを同じ符号側車て
にしたが、それぞれ異なる2値打号化を行ってもよい。
An example of implementation of the arithmetic processing device in this embodiment using a CMOS circuit has been described above. In the above example, in the binary encoding, the partial remainder 7 and the quotient q are given the same code side, but they may be subjected to different binary encoding.

なお、本実施例では冗長2進数と通常の2進数の加算に
ついてのみ説明したが、減算についても同様にして実施
例を作成することが可能である。
In this embodiment, only the addition of a redundant binary number and a normal binary number has been explained, but it is possible to create an embodiment for subtraction in the same manner.

なお、第5図の基本セルは、6トランジスタのE  −
OR,EニーNORを使用すると32トランジスタであ
り、クリティカル・バスのゲート数は3ゲートとなる。
The basic cell in FIG. 5 is a 6-transistor E-
When OR and E-NOR are used, the number of transistors is 32, and the number of critical bus gates is three.

また、第8図の商決定用セルでは、トランジスタ数が5
0トランジスタてあり、クリティカル・パスのゲート数
が2段となる。
In addition, in the quotient determination cell shown in FIG. 8, the number of transistors is 5.
There are 0 transistors, and the number of critical path gates is 2.

また、本実施例では、特に除算器を0M05回路の2値
論理で実現したが、本発明は他のテクノロジ(例えば、
NMO3、ECL 、TTL等)あるいは多値論理を用
いても容易に実現できる。さらに、乗算器に対しても同
様にして本発明を実施することかできる。
Further, in this embodiment, the divider is particularly implemented using binary logic of the 0M05 circuit, but the present invention is also applicable to other technologies (for example,
This can be easily realized using NMO3, ECL, TTL, etc.) or multi-value logic. Furthermore, the present invention can be implemented in the same manner for multipliers.

本実施例によれば、除算器を0M05回路によって、商
1桁当りの演算に要する遅延が5ゲ一ト程度であり、か
つ3Qトランジスタ程度の素子から構成される基本セル
および50)ランジスタ程度の商決定用セルの規則正し
い配列構造の組合せ回路として実現できるため、順次桁
上げ加算器を用いた従来の減算シフト型除算器に比べ、
トランジスタ数でほぼ半分程度、計算時間(ゲートの段
数)において32ビツトの除算で約12分の1.64ピ
ツトで約24分の1程度になり、さらに、冗長2進加減
算器を用いた従来の減算シフト型除算器に比べ、トラン
ジスタ数でほぼ半分程度になるQ したがって、除算器の回路素子の削減、LSI化の容易
性、および高速化等に効果がある。
According to this embodiment, the divider is formed by a 0M05 circuit, so that the delay required for calculation per one digit of the quotient is about 5 gates, and the basic cell is composed of elements about 3Q transistors and about 50) transistors. Since it can be realized as a combinational circuit with a regular array structure of quotient determination cells, it is
The number of transistors is about half, and the calculation time (number of gate stages) is about 1/24 when dividing by 32 bits, which is about 1.64 bits. Compared to a subtraction-shift type divider, the number of transistors is approximately half that of the Q divider. Therefore, it is effective in reducing the number of circuit elements in the divider, making it easier to integrate into an LSI, and increasing the speed.

発明の効果 本発明によれば、除算あるいは乗算等の内部演算にあら
れれる加減算を、各桁に負値を許す拡張SD表現数等を
用いた冗長加算回路、または冗長減算回路のどちらか一
方のみで組合せ回路として実現でき、加減算の各桁の桁
上げあるいは桁借シが高々1桁しか伝播しないようにす
ることができるので、 (1)演算処理装置の素子数を半減でき、(坤 加減算
が桁数によらず一定時間で高速処理できるため、演算処
理装置の高速化が図れ、(3)演算処理装置のLSI化
が容易かつ経済的に行える。
Effects of the Invention According to the present invention, additions and subtractions that occur in internal operations such as division and multiplication can be performed using either a redundant addition circuit using an extended SD representation number that allows negative values in each digit, or a redundant subtraction circuit. This can be realized as a combinational circuit, and the carry or borrow of each digit in addition and subtraction can be made to propagate only one digit at most. (1) The number of elements in the arithmetic processing unit can be halved, and Since high-speed processing can be performed in a fixed time regardless of the number of digits, the speed of the arithmetic processing device can be increased, and (3) the arithmetic processing device can be easily and economically implemented as an LSI.

等の効果がある。There are other effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は第3図の冗長加算用セルにおける基本セルの構
造を示すブロック図、第2図は本発明の一実施例の演算
処理装置の構成を示すブロック図、第3図は第2図の部
分剰余決定回路の一構成例を示すブロック図、第4図は
第2図における商決定用セルの構造を示すブロック図、
第5図は第1図の基本セルのCMO3回路図、第6図は
第5図のトランスファー・ゲートの説明のための図、第
7図は第4図の商決定用セルのCMO3回路図である0 100・・・・・・初期部分剰余決定回路、101゜1
02.103,104,105・・・・・・部分剰余決
定回路、201.202,203,204,205・・
・・・・商決定用セル、10・・・・・・r進への変換
回路、20・・・・・・被除数、4o・・・・・・除数
、60・・・・・・商、310,311゜312.31
3・・・・・冗長加算用セル、510・・・・・・基本
セル、612・・・・・・除数変換回路、511・・・
・・・正負反転回路、514・・・・・・中間桁上げ決
定回路、513・・・・・・中間相決定回路、516・
・・・・・最終和決定回路、551・・・・・・商決定
回路、552・・・・・・正負反転回路、663・・・
・・・制御信号決定回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第 
1 図 第2図 n               ゝ゛′第4図 第5図 第6図
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a basic cell in the redundant addition cell in FIG. 3, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an arithmetic processing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a partial remainder determining circuit, and FIG. 4 is a block diagram showing the structure of the quotient determining cell in FIG.
Figure 5 is a CMO3 circuit diagram of the basic cell in Figure 1, Figure 6 is a diagram for explaining the transfer gate in Figure 5, and Figure 7 is a CMO3 circuit diagram of the quotient determination cell in Figure 4. A certain 0 100... Initial partial remainder determination circuit, 101°1
02.103,104,105...Partial remainder determination circuit, 201.202,203,204,205...
... Quotient determination cell, 10... Conversion circuit to r-base, 20... Dividend, 4o... Divisor, 60... Quotient, 310,311°312.31
3... Redundant addition cell, 510... Basic cell, 612... Divisor conversion circuit, 511...
. . . Positive/negative inversion circuit, 514 . . . Intermediate carry determination circuit, 513 . . . Intermediate phase determination circuit, 516.
...Final sum determining circuit, 551... Quotient determining circuit, 552... Positive/negative inverting circuit, 663...
...Control signal determination circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
1 Figure 2 Figure n ゝ゛' Figure 4 Figure 5 Figure 6

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)加(減)算の各桁毎に、内部演算数即ち被加(減
)数と加(減)数から中間桁上げ(中間桁借り)を求め
る第1の手段と中間相(中間差)を求める第2の手段を
有する第1ステップの演算と、各桁毎に前記第1ステッ
プの第2の手段で求めた中間相(中間差)と一桁下位の
桁に設けられた前記第1の手段で求めた中間桁上げ(中
間桁借り)から前記各桁の加(減)算の結果を求める第
3の手段を有する第2ステップの演算との2つのステッ
プからなる内部演算を伴う演算処理装置において、制御
信号の値により前記演算数の符号の反転を実行する第4
の手段を有し、この第4の手段を前記第1の手段および
前記第2の手段に付加することにより、前記第1の手段
と前記第2の手段と前記第3の手段とによる内部演算の
実行を加算あるいは減算のいずれか一方のみで行い、加
減算を実行することを特徴とする演算処理装置。
(1) For each digit of addition (subtraction), the first means and intermediate phase (intermediate The calculation of the first step has a second means for calculating the difference), and the intermediate phase (intermediate difference) obtained by the second means of the first step for each digit and the above-mentioned value provided in the lower digit. An internal operation consisting of two steps, a second step operation having a third means for obtaining the result of addition (subtraction) of each digit from the intermediate carry (borrow) obtained by the first means. a fourth processor for inverting the sign of the operation number according to the value of the control signal in the accompanying arithmetic processing unit;
By adding this fourth means to the first means and the second means, internal calculations by the first means, the second means, and the third means can be performed. What is claimed is: 1. An arithmetic processing device characterized in that it executes only one of addition and subtraction, and executes addition and subtraction.
(2)第4の手段と制御信号の値により内部演算数を0
に入れ替えて出力する第5の手段とを有し、前記第4の
手段と前記第5の手段とを前記第1の手段と前記第2の
手段に付加することにより、前記第1の手段と前記第2
の手段と前記第3の手段とによる内部演算を加算あるい
は減算のいずれか一方のみで実行でき、演算遅延時間(
素子の段数)を少なくすることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の演算処理装置。
(2) The number of internal operations is reduced to 0 using the fourth means and the value of the control signal.
and a fifth means for replacing and outputting the second means, and by adding the fourth means and the fifth means to the first means and the second means, the first means and the fifth means are added. Said second
The internal calculations by the means and the third means can be performed only by addition or subtraction, and the calculation delay time (
The arithmetic processing device according to claim 1, characterized in that the number of stages of elements is reduced.
(3)第1の手段に第4の手段を付加した第6の手段と
第2の手段に前記第4の手段を付加した第7の手段を有
し、前記第6の手段および前記第7の手段および前記第
3の手段をそれぞれ前記内部演算数の1桁分の演算に対
応するセルによって構成し、前記セルによる配列構造を
有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の演
算処理装置。
(3) a sixth means in which the fourth means is added to the first means; and a seventh means in which the fourth means is added to the second means; The operation according to claim 1, wherein each of the means and the third means is constituted by a cell corresponding to an operation of one digit of the internal operation number, and has an array structure of the cells. Processing equipment.
(4)第1の手段に第4の手段および第5の手段を付加
した第8の手段と第2の手段に前記第4の手段および前
記第5の手段を付加した第9の手段を有し、前記第8の
手段および前記第9の手段および前記第3の手段を内部
演算数の1桁分の演算に対応するセルによって構成し、
前記セルによる配列構造を有することを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載の演算処理装置。
(4) An eighth means in which the fourth means and the fifth means are added to the first means, and a ninth means in which the fourth means and the fifth means are added to the second means. and the eighth means, the ninth means, and the third means are constituted by cells corresponding to an operation for one digit of the internal operation number,
3. The arithmetic processing device according to claim 2, having an array structure of the cells.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0229437U (en) * 1988-08-11 1990-02-26

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