JP3487903B2 - 演算装置及び演算方法 - Google Patents
演算装置及び演算方法Info
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- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 27
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル信号処理プロ
セッサ（ＤＳＰ）等に内蔵される固定小数点の演算装置
に関し、特に、倍精度の演算や並列演算におけるオーバ
ーフロー補正を正しく行なうことができるように構成し
たものである。
セッサ（ＤＳＰ）等に内蔵される固定小数点の演算装置
に関し、特に、倍精度の演算や並列演算におけるオーバ
ーフロー補正を正しく行なうことができるように構成し
たものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＤＳＰはデジタル携帯電話等で多
用されている。このような機器組込み用のＤＳＰでは、
コストを抑えるため、演算装置として固定小数点演算を
行なう装置を内蔵している。
用されている。このような機器組込み用のＤＳＰでは、
コストを抑えるため、演算装置として固定小数点演算を
行なう装置を内蔵している。
【０００３】固定小数点方式の演算装置では、表示する
数値の右端に小数点を置き、数値を整数として扱う場合
が多い。また、演算結果の桁数がオーバーフローする場
合には、オーバーフローの方向に合わせて、演算結果を
正の最大値または負の最小値に設定するオーバーフロー
補正が行なわれる。
数値の右端に小数点を置き、数値を整数として扱う場合
が多い。また、演算結果の桁数がオーバーフローする場
合には、オーバーフローの方向に合わせて、演算結果を
正の最大値または負の最小値に設定するオーバーフロー
補正が行なわれる。
【０００４】従来のこの種の演算装置において、倍精度
の演算を行なう場合のオーバーフロー補正について説明
する。
の演算を行なう場合のオーバーフロー補正について説明
する。
【０００５】この演算装置は、図７に示すように、Ｎビ
ットのデータを記憶するメモリ１および２と、論理、演
算ユニットであるＡＬＵ５と、メモリ１のデータをＡＬ
Ｕ５の右側に入力するバス３と、メモリ２のデータをＡ
ＬＵ５の左側に入力するバス４と、ＡＬＵ５に接続して
オーバーフロー検出信号11とオーバーフロー符号信号12
とを出力するオーバーフロー検出手段６と、倍精度の演
算において下位桁の最上位ビットで発生したキャリー
（桁上げ）を保持するキャリーフラグレジスタ７と、オ
ーバーフロー検出信号11がアクティブでオーバーフロー
符号信号12が正の時に正の最大値を出力し、オーバーフ
ロー検出信号11がアクティブでオーバーフロー符号信号
12が負の時に負の最小値を出力し、オーバーフロー検出
信号がアクティブでないときにＡＬＵ５の出力をそのま
ま出力する最大値最小値設定手段８と、最大値最小値設
定手段８の出力をそのまま保持するレジスタ９および10
とを備えている。
ットのデータを記憶するメモリ１および２と、論理、演
算ユニットであるＡＬＵ５と、メモリ１のデータをＡＬ
Ｕ５の右側に入力するバス３と、メモリ２のデータをＡ
ＬＵ５の左側に入力するバス４と、ＡＬＵ５に接続して
オーバーフロー検出信号11とオーバーフロー符号信号12
とを出力するオーバーフロー検出手段６と、倍精度の演
算において下位桁の最上位ビットで発生したキャリー
（桁上げ）を保持するキャリーフラグレジスタ７と、オ
ーバーフロー検出信号11がアクティブでオーバーフロー
符号信号12が正の時に正の最大値を出力し、オーバーフ
ロー検出信号11がアクティブでオーバーフロー符号信号
12が負の時に負の最小値を出力し、オーバーフロー検出
信号がアクティブでないときにＡＬＵ５の出力をそのま
ま出力する最大値最小値設定手段８と、最大値最小値設
定手段８の出力をそのまま保持するレジスタ９および10
とを備えている。
【０００６】オーバーフロー検出手段６は、図８に示す
構成を有しており、補数表示された数の最上位桁のキャ
リーの値をオーバーフロー符号信号12として出力し（０
は正、１は負を表わす）、また、最上位桁のキャリーの
値と一つ手前の桁からのキャリーの値とが一致したとき
に０、一致しないときに１のオーバーフロー検出信号11
を出力する。
構成を有しており、補数表示された数の最上位桁のキャ
リーの値をオーバーフロー符号信号12として出力し（０
は正、１は負を表わす）、また、最上位桁のキャリーの
値と一つ手前の桁からのキャリーの値とが一致したとき
に０、一致しないときに１のオーバーフロー検出信号11
を出力する。
【０００７】また、最大値最小値設定手段８は、図９に
示すように、オーバーフロー符号信号12が１のときに
「１００００‥」（負の最小値）を、また、オーバーフ
ロー符号信号12が０のときに「０１１１１‥」（正の最
大値）を出力する最大値最小値出力素子と、この素子か
らの出力とＡＬＵ５の出力とが入力するマルチプレクサ
とを備えている。マルチプレクサは、オーバーフロー検
出信号11が０のときにＡＬＵ５の出力を選択し、オーバ
ーフロー検出信号11が１のときに最大値最小値出力素子
の出力を選択する。
示すように、オーバーフロー符号信号12が１のときに
「１００００‥」（負の最小値）を、また、オーバーフ
ロー符号信号12が０のときに「０１１１１‥」（正の最
大値）を出力する最大値最小値出力素子と、この素子か
らの出力とＡＬＵ５の出力とが入力するマルチプレクサ
とを備えている。マルチプレクサは、オーバーフロー検
出信号11が０のときにＡＬＵ５の出力を選択し、オーバ
ーフロー検出信号11が１のときに最大値最小値出力素子
の出力を選択する。
【０００８】いま、メモリ１および２、バス３および
４、ＡＬＵ５、レジスタ９および10におけるデータのビ
ット数Ｎが１６ビットであるとする。倍精度の演算で
は、ＡＬＵ５は、バス３とバス４とから供給されるデー
タを２回に亙って加減算する。その結果、２Ｎ＝３２ビ
ットのデータの加減算が可能になる。
４、ＡＬＵ５、レジスタ９および10におけるデータのビ
ット数Ｎが１６ビットであるとする。倍精度の演算で
は、ＡＬＵ５は、バス３とバス４とから供給されるデー
タを２回に亙って加減算する。その結果、２Ｎ＝３２ビ
ットのデータの加減算が可能になる。
【０００９】１６ビットにおける正の最大値は、２の補
数表示で７ｆｆｆとなり、負の最小値は８０００とな
る。最大値最小値設定手段８は、オーバーフロー検出信
号11がアクティブ（１）でオーバーフロー符号信号12が
正（０）の時には正の最大値７ｆｆｆを出力し、オーバ
ーフロー検出信号11がアクティブでオーバーフロー符号
信号12が負（１）の時には負の最小値８０００を出力す
る。
数表示で７ｆｆｆとなり、負の最小値は８０００とな
る。最大値最小値設定手段８は、オーバーフロー検出信
号11がアクティブ（１）でオーバーフロー符号信号12が
正（０）の時には正の最大値７ｆｆｆを出力し、オーバ
ーフロー検出信号11がアクティブでオーバーフロー符号
信号12が負（１）の時には負の最小値８０００を出力す
る。
【００１０】以上のように構成された演算装置におい
て、倍精度（２Ｎ＝３２ビット）のデータＸとＹの加減
算を行なう場合の動作について説明する。
て、倍精度（２Ｎ＝３２ビット）のデータＸとＹの加減
算を行なう場合の動作について説明する。
【００１１】（１）ＸとＹの下位側データ同士の加減算
のステップ まず、メモリ１からデータＸの下位１６ビットのデータ
ＸＬを読出してバス３に出力する。また、メモリ２から
データＹの下位１６ビットのデータＹＬを読出してバス
４に出力する。ＡＬＵ５は、ＸＬとＹＬの加減算を行な
い、結果を最大値最小値設定手段８を介してレジスタ10
に格納する。
のステップ まず、メモリ１からデータＸの下位１６ビットのデータ
ＸＬを読出してバス３に出力する。また、メモリ２から
データＹの下位１６ビットのデータＹＬを読出してバス
４に出力する。ＡＬＵ５は、ＸＬとＹＬの加減算を行な
い、結果を最大値最小値設定手段８を介してレジスタ10
に格納する。
【００１２】また、最上位ビットで発生したキャリー
は、キャリーフラグレジスタ７に格納する。このとき、
最大値最小値設定手段８は、ＡＬＵ５の出力をそのまま
レジスタ10に出力する。
は、キャリーフラグレジスタ７に格納する。このとき、
最大値最小値設定手段８は、ＡＬＵ５の出力をそのまま
レジスタ10に出力する。
【００１３】（２）ＸとＹの上位側データ同士の加減算
のステップ まず、メモリ１からデータＸの上位１６ビットのデータ
ＸＵを読出してバス３に出力する。また、メモリ２から
データＹの上位１６ビットのデータＹＵを読出してバス
４に出力する。ＡＬＵ５は、ＸＵ、ＹＵおよびキャリー
フラグレジスタ７の値の加減算を行ない、結果を最大値
最小値設定手段８を介してレジスタ９に格納する。
のステップ まず、メモリ１からデータＸの上位１６ビットのデータ
ＸＵを読出してバス３に出力する。また、メモリ２から
データＹの上位１６ビットのデータＹＵを読出してバス
４に出力する。ＡＬＵ５は、ＸＵ、ＹＵおよびキャリー
フラグレジスタ７の値の加減算を行ない、結果を最大値
最小値設定手段８を介してレジスタ９に格納する。
【００１４】このとき、オーバーフロー検出手段６は、
ＡＬＵ５の演算結果がオーバーフローした場合、オーバ
ーフロー検出信号11とオーバーフローの方向を示すオー
バーフロー符号信号12とを出力する。最大値最小値設定
手段８は、オーバーフロー検出信号11がアクティブでオ
ーバーフロー符号信号12が正のときは正の最大値（７ｆ
ｆｆ）を出力し、オーバーフロー検出信号11がアクティ
ブでオーバーフロー符号信号12が負のときは負の最小値
（８０００）を出力する。また、オーバーフロー検出信
号12がアクティブでないときはＡＬＵ５の出力をそのま
ま出力する。
ＡＬＵ５の演算結果がオーバーフローした場合、オーバ
ーフロー検出信号11とオーバーフローの方向を示すオー
バーフロー符号信号12とを出力する。最大値最小値設定
手段８は、オーバーフロー検出信号11がアクティブでオ
ーバーフロー符号信号12が正のときは正の最大値（７ｆ
ｆｆ）を出力し、オーバーフロー検出信号11がアクティ
ブでオーバーフロー符号信号12が負のときは負の最小値
（８０００）を出力する。また、オーバーフロー検出信
号12がアクティブでないときはＡＬＵ５の出力をそのま
ま出力する。
【００１５】以上の（１）と（２）のステップの動作に
より倍精度データの加減算が行なわれ、下位１６ビット
の演算結果がレジスタ10に、上位１６ビットの演算結果
がレジスタ９に、それぞれ格納される。
より倍精度データの加減算が行なわれ、下位１６ビット
の演算結果がレジスタ10に、上位１６ビットの演算結果
がレジスタ９に、それぞれ格納される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の演算装
置では、倍精度の演算において、演算結果がオーバーフ
ローした場合、演算結果３２ビットのうちレジスタ10に
格納された下位側１６ビットの値は補正されないので、
３２ビット精度での正の最大値または負の最小値に正し
くオーバーフロー補正することができないという問題点
を有している。
置では、倍精度の演算において、演算結果がオーバーフ
ローした場合、演算結果３２ビットのうちレジスタ10に
格納された下位側１６ビットの値は補正されないので、
３２ビット精度での正の最大値または負の最小値に正し
くオーバーフロー補正することができないという問題点
を有している。
【００１７】また、近年、ディジタル通信の誤り訂正
に、しばしば畳込み符号が使用され、ＤＳＰにより、こ
の誤り訂正用畳込み符号のビタビ復号処理を行なうこと
が増えている。ビタビ復号は、いわゆるＡＣＳ（加算比
較選択）演算と呼ばれる処理を繰返すことにより実行さ
れる。このＡＣＳ演算は、２回の加算を行ない、その加
算結果の大小を比較し、その比較結果に基づいて、２個
の加算結果のいずれかを選択する処理である。このよう
な処理を繰返すので、ビタビ復号結果を得るまでには、
多くの回数の演算が必要となり、時間が掛かる。そのた
め、こうした多数回の演算を効率的に処理して演算の高
速化を図ること、また、その各演算においてオーバーフ
ローが発生した場合に、正確にオーバーフロー補正する
ことが求められている。
に、しばしば畳込み符号が使用され、ＤＳＰにより、こ
の誤り訂正用畳込み符号のビタビ復号処理を行なうこと
が増えている。ビタビ復号は、いわゆるＡＣＳ（加算比
較選択）演算と呼ばれる処理を繰返すことにより実行さ
れる。このＡＣＳ演算は、２回の加算を行ない、その加
算結果の大小を比較し、その比較結果に基づいて、２個
の加算結果のいずれかを選択する処理である。このよう
な処理を繰返すので、ビタビ復号結果を得るまでには、
多くの回数の演算が必要となり、時間が掛かる。そのた
め、こうした多数回の演算を効率的に処理して演算の高
速化を図ること、また、その各演算においてオーバーフ
ローが発生した場合に、正確にオーバーフロー補正する
ことが求められている。
【００１８】本発明は、こうした課題に応えるものであ
り、倍精度データの演算に際して正確にオーバーフロー
補正することができる演算装置及び演算方法を提供する
ことを目的としている。
り、倍精度データの演算に際して正確にオーバーフロー
補正することができる演算装置及び演算方法を提供する
ことを目的としている。
【００１９】また、多数の演算を効率的に処理すること
ができ、また、その演算におけるオーバーフロー補正を
正確に行なうことができる演算装置及び演算方法を提供
することを目的としている。
ができ、また、その演算におけるオーバーフロー補正を
正確に行なうことができる演算装置及び演算方法を提供
することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、倍
精度データの上位桁の演算結果を記憶する第１のレジス
タと、倍精度データの下位桁の演算結果を記憶する第２
のレジスタと、演算結果のオーバーフローを検出するオ
ーバーフロー検出手段と、このオーバーフロー検出手段
の検出結果に基づいて第１のレジスタに最大値または最
小値を出力する最大値最小値設定手段とを備えた演算装
置において、オーバーフロー検出手段の検出結果に基づ
いて第２のレジスタの出力値を全ビットが０または１の
データに設定する補正手段を設けている。
精度データの上位桁の演算結果を記憶する第１のレジス
タと、倍精度データの下位桁の演算結果を記憶する第２
のレジスタと、演算結果のオーバーフローを検出するオ
ーバーフロー検出手段と、このオーバーフロー検出手段
の検出結果に基づいて第１のレジスタに最大値または最
小値を出力する最大値最小値設定手段とを備えた演算装
置において、オーバーフロー検出手段の検出結果に基づ
いて第２のレジスタの出力値を全ビットが０または１の
データに設定する補正手段を設けている。
【００２１】また、倍精度データの上位桁の演算と下位
桁の演算とを複数回に分けて行なう倍精度データの演算
方法において、倍精度データの上位桁の演算に際して、
演算結果のオーバーフローを検出し、このオーバーフロ
ーの検出結果に基づいて、上位桁の演算結果を最大値ま
たは最小値に設定するとともに、下位桁の演算結果を全
ビットが０または１のデータに設定している。
桁の演算とを複数回に分けて行なう倍精度データの演算
方法において、倍精度データの上位桁の演算に際して、
演算結果のオーバーフローを検出し、このオーバーフロ
ーの検出結果に基づいて、上位桁の演算結果を最大値ま
たは最小値に設定するとともに、下位桁の演算結果を全
ビットが０または１のデータに設定している。
【００２２】また、１つの演算器が扱うデータのビット
幅に複数のデータを含めて、メモリから同時に読み出し
た複数のデータに対する複数の演算を並列に行い、前記
複数の演算のそれぞれでのオーバーフローの有無に応じ
て、前記複数の演算のそれぞれの結果として最大値また
は最小値を出力するように構成している。
幅に複数のデータを含めて、メモリから同時に読み出し
た複数のデータに対する複数の演算を並列に行い、前記
複数の演算のそれぞれでのオーバーフローの有無に応じ
て、前記複数の演算のそれぞれの結果として最大値また
は最小値を出力するように構成している。
【００２３】また、レジスタに格納する複数の演算結果
を得るための複数の演算を並列に行い、前記複数の演算
のそれぞれでのオーバーフローの有無に応じて、前記複
数の演算のそれぞれの結果としての最大値または最小値
の格納と、前記レジスタに格納する１つの演算結果を得
るための演算を行い、前記１つの演算結果を得るための
演算でのオーバーフローの有無に応じて、前記１つの演
算結果を得るための演算の結果としての最大値または最
小値の格納とのいずれかの演算が可能であり、前記複数
の演算を行う場合は下位側の前記複数の演算の結果に基
づいてオーバーフローの有無を判断し、オーバーフロー
が発生したときは前記下位側の演算結果として最大値ま
たは最小値を前記レジスタの下位側に格納し、前記１つ
の演算結果を得るための演算を行う場合は前記１つの演
算の結果に基づいてオーバーフローの有無を判断し、オ
ーバーフローが発生したときは前記１つのデータに対す
る演算結果として最大値または最小値の下位側を前記レ
ジスタの下位側に格納するように構成している。
を得るための複数の演算を並列に行い、前記複数の演算
のそれぞれでのオーバーフローの有無に応じて、前記複
数の演算のそれぞれの結果としての最大値または最小値
の格納と、前記レジスタに格納する１つの演算結果を得
るための演算を行い、前記１つの演算結果を得るための
演算でのオーバーフローの有無に応じて、前記１つの演
算結果を得るための演算の結果としての最大値または最
小値の格納とのいずれかの演算が可能であり、前記複数
の演算を行う場合は下位側の前記複数の演算の結果に基
づいてオーバーフローの有無を判断し、オーバーフロー
が発生したときは前記下位側の演算結果として最大値ま
たは最小値を前記レジスタの下位側に格納し、前記１つ
の演算結果を得るための演算を行う場合は前記１つの演
算の結果に基づいてオーバーフローの有無を判断し、オ
ーバーフローが発生したときは前記１つのデータに対す
る演算結果として最大値または最小値の下位側を前記レ
ジスタの下位側に格納するように構成している。
【００２４】また、本発明の演算方法では、１つの演算
器が扱うデータのビット幅に複数のデータを含めて、メ
モリから同時に読み出した複数のデータに対する複数の
演算を並列に行い、前記複数の演算のそれぞれでのオー
バーフローの有無に応じて、前記複数の演算のそれぞれ
の結果として最大値または最小値を出力するようにして
いる。
器が扱うデータのビット幅に複数のデータを含めて、メ
モリから同時に読み出した複数のデータに対する複数の
演算を並列に行い、前記複数の演算のそれぞれでのオー
バーフローの有無に応じて、前記複数の演算のそれぞれ
の結果として最大値または最小値を出力するようにして
いる。
【００２５】さらに、本発明の演算方法では、レジスタ
に格納する複数の演算結果を得るための複数の演算を並
列に行い、前記複数の演算のそれぞれでのオーバーフロ
ーの有無に応じて、前記複数の演算のそれぞれの結果と
しての最大値または最小値の格納と、前記レジスタに格
納する１つの演算結果を得るための演算を行い、前記１
つの演算結果を得るための演算でのオーバーフローの有
無に応じて、前記１つの演算結果を得るための演算の結
果としての最大値または最小値の格納とのいずれかの演
算が可能であり、前記複数の演算を行う場合は下位側の
前記複数の演算の結果に基づいてオーバーフローの有無
を判断し、オーバーフローが発生したときは前記下位側
の演算結果として最大値または最小値を前記レジスタの
下位側に格納し、前記１つの演算結果を得るための演算
を行う場合は前記１つの演算の結果に基づいてオーバー
フローの有無を判断し、オーバーフローが発生したとき
は前記１つのデータに対する演算結果として最大値また
は最小値の下位側を前記レジスタの下位側に格納するよ
うにしている。
に格納する複数の演算結果を得るための複数の演算を並
列に行い、前記複数の演算のそれぞれでのオーバーフロ
ーの有無に応じて、前記複数の演算のそれぞれの結果と
しての最大値または最小値の格納と、前記レジスタに格
納する１つの演算結果を得るための演算を行い、前記１
つの演算結果を得るための演算でのオーバーフローの有
無に応じて、前記１つの演算結果を得るための演算の結
果としての最大値または最小値の格納とのいずれかの演
算が可能であり、前記複数の演算を行う場合は下位側の
前記複数の演算の結果に基づいてオーバーフローの有無
を判断し、オーバーフローが発生したときは前記下位側
の演算結果として最大値または最小値を前記レジスタの
下位側に格納し、前記１つの演算結果を得るための演算
を行う場合は前記１つの演算の結果に基づいてオーバー
フローの有無を判断し、オーバーフローが発生したとき
は前記１つのデータに対する演算結果として最大値また
は最小値の下位側を前記レジスタの下位側に格納するよ
うにしている。
【００２６】
【作用】そのため、倍精度データの演算を行なう演算装
置及び演算方法では、オーバーフローが発生して、上位
桁が最大値に設定されるときには、下位桁も「１１１１
‥」に設定され、また、上位桁が最小値に設定されると
きには、下位桁も「００００‥」に設定される。従っ
て、倍精度の演算において、正確なオーバーフロー補正
が行なわれる。
置及び演算方法では、オーバーフローが発生して、上位
桁が最大値に設定されるときには、下位桁も「１１１１
‥」に設定され、また、上位桁が最小値に設定されると
きには、下位桁も「００００‥」に設定される。従っ
て、倍精度の演算において、正確なオーバーフロー補正
が行なわれる。
【００２７】また、並列演算を行なう演算装置及び演算
方法では、複数の演算が同時並行して行なわれるため、
多数回の演算を高速で処理することが可能であり、ま
た、その際にオーバーフローが発生すると、各演算毎に
正しいオーバーフロー補正が行なわれる。
方法では、複数の演算が同時並行して行なわれるため、
多数回の演算を高速で処理することが可能であり、ま
た、その際にオーバーフローが発生すると、各演算毎に
正しいオーバーフロー補正が行なわれる。
【００２８】
（第１実施例）本発明の第１実施例における演算装置
は、図１に示すように、オーバーフロー検出信号11がア
クティブで、オーバーフロー符号信号12が正の時にレジ
スタ10の出力として値（ｆｆｆｆ）を出力し、オーバー
フロー検出信号11がアクティブで符号信号12が負の時に
レジスタ10の出力として値（００００）を出力し、オー
バーフロー検出信号がアクティブでない時にレジスタ10
の値をそのまま出力する補正値設定手段13を備えてい
る。その他の構成は、従来の装置と変わりがない。
は、図１に示すように、オーバーフロー検出信号11がア
クティブで、オーバーフロー符号信号12が正の時にレジ
スタ10の出力として値（ｆｆｆｆ）を出力し、オーバー
フロー検出信号11がアクティブで符号信号12が負の時に
レジスタ10の出力として値（００００）を出力し、オー
バーフロー検出信号がアクティブでない時にレジスタ10
の値をそのまま出力する補正値設定手段13を備えてい
る。その他の構成は、従来の装置と変わりがない。
【００２９】この補正値設定手段13は、図２に示すよう
に、オーバーフロー符号信号12がアクティブのときに
「００００‥」を、また、オーバーフロー符号信号12が
アクティブでない（０）のときに「１１１１‥」を出力
する補正値出力素子と、この素子からの出力とレジスタ
10の出力とが入力するマルチプレクサとを備えている。
マルチプレクサは、オーバーフロー検出信号11がアクテ
ィブ（１）のときに補正値出力素子の出力を選択し、オ
ーバーフロー検出信号11がアクティブでない（０）とき
にレジスタ10の出力を選択する。
に、オーバーフロー符号信号12がアクティブのときに
「００００‥」を、また、オーバーフロー符号信号12が
アクティブでない（０）のときに「１１１１‥」を出力
する補正値出力素子と、この素子からの出力とレジスタ
10の出力とが入力するマルチプレクサとを備えている。
マルチプレクサは、オーバーフロー検出信号11がアクテ
ィブ（１）のときに補正値出力素子の出力を選択し、オ
ーバーフロー検出信号11がアクティブでない（０）とき
にレジスタ10の出力を選択する。
【００３０】いま、メモリ１および２、バス３および
４、ＡＬＵ５、レジスタ９および10におけるデータのビ
ット数Ｎが１６ビットであるとして、倍精度（２Ｎ＝３
２ビット）のデータＸとＹの加減算を行なう場合の動作
について説明する。
４、ＡＬＵ５、レジスタ９および10におけるデータのビ
ット数Ｎが１６ビットであるとして、倍精度（２Ｎ＝３
２ビット）のデータＸとＹの加減算を行なう場合の動作
について説明する。
【００３１】（１）ＸとＹの下位側データ同士の加減算
のステップ まず、メモリ１からデータＸの下位１６ビットのデータ
ＸＬを読出してバス３に出力する。また、メモリ２から
データＹの下位１６ビットのデータＹＬを読出してバス
４に出力する。ＡＬＵ５は、ＸＬとＹＬの加減算を行な
い、結果を最大値最小値設定手段８を介してレジスタ10
に格納する。また、最上位ビットで発生したキャリーは
キャリーフラグレジスタ７に格納する。このとき、最大
値最小値設定手段８は、ＡＬＵ５の出力をそのままレジ
スタ10に出力する。
のステップ まず、メモリ１からデータＸの下位１６ビットのデータ
ＸＬを読出してバス３に出力する。また、メモリ２から
データＹの下位１６ビットのデータＹＬを読出してバス
４に出力する。ＡＬＵ５は、ＸＬとＹＬの加減算を行な
い、結果を最大値最小値設定手段８を介してレジスタ10
に格納する。また、最上位ビットで発生したキャリーは
キャリーフラグレジスタ７に格納する。このとき、最大
値最小値設定手段８は、ＡＬＵ５の出力をそのままレジ
スタ10に出力する。
【００３２】（２）ＸとＹの上位側データ同士の加減算
のステップ まず、メモリ１からデータＸの上位１６ビットのデータ
ＸＵを読出してバス３に出力する。また、メモリ２から
データＹの上位１６ビットのデータＹＵを読出してバス
４に出力する。ＡＬＵ５は、ＸＵ、ＹＵおよびキャリー
フラグレジスタ７の値の加減算を行ない、結果を最大値
最小値設定手段８を介してレジスタ９に格納する。
のステップ まず、メモリ１からデータＸの上位１６ビットのデータ
ＸＵを読出してバス３に出力する。また、メモリ２から
データＹの上位１６ビットのデータＹＵを読出してバス
４に出力する。ＡＬＵ５は、ＸＵ、ＹＵおよびキャリー
フラグレジスタ７の値の加減算を行ない、結果を最大値
最小値設定手段８を介してレジスタ９に格納する。
【００３３】このとき、オーバーフロー検出手段６は、
ＡＬＵ５の演算結果がオーバーフローした場合、オーバ
ーフロー検出信号11とオーバーフローの方向を示すオー
バーフロー符号信号12とを出力する。最大値最小値設定
手段８は、オーバーフロー検出信号11がアクティブでオ
ーバーフロー符号信号12が正の時は正の最大値（７ｆｆ
ｆ）を出力し、オーバーフロー検出信号11がアクティブ
でオーバーフロー符号信号12が負の時は負の最小値（８
０００）を出力し、オーバーフロー検出信号11がアクテ
ィブでない場合はＡＬＵ５の出力をそのまま出力する。
ＡＬＵ５の演算結果がオーバーフローした場合、オーバ
ーフロー検出信号11とオーバーフローの方向を示すオー
バーフロー符号信号12とを出力する。最大値最小値設定
手段８は、オーバーフロー検出信号11がアクティブでオ
ーバーフロー符号信号12が正の時は正の最大値（７ｆｆ
ｆ）を出力し、オーバーフロー検出信号11がアクティブ
でオーバーフロー符号信号12が負の時は負の最小値（８
０００）を出力し、オーバーフロー検出信号11がアクテ
ィブでない場合はＡＬＵ５の出力をそのまま出力する。
【００３４】また、オーバーフロー検出手段６からオー
バーフロー検出信号11及びオーバーフロー符号信号12が
入力した補正値設定手段13は、オーバーフロー検出信号
11がアクティブでオーバーフロー符号信号12が正のとき
は値（ｆｆｆｆ）をレジスタ10の出力として設定し、オ
ーバーフロー検出信号11がアクティブで符号信号12が負
のときは値（００００）をレジスタ10の出力として設定
する。また、オーバーフロー検出信号11がアクティブで
ない場合は、レジスタ10の値をそのまま出力する。
バーフロー検出信号11及びオーバーフロー符号信号12が
入力した補正値設定手段13は、オーバーフロー検出信号
11がアクティブでオーバーフロー符号信号12が正のとき
は値（ｆｆｆｆ）をレジスタ10の出力として設定し、オ
ーバーフロー検出信号11がアクティブで符号信号12が負
のときは値（００００）をレジスタ10の出力として設定
する。また、オーバーフロー検出信号11がアクティブで
ない場合は、レジスタ10の値をそのまま出力する。
【００３５】以上の（１）と（２）のステップの動作に
より倍精度データの加減算が行なわれる。
より倍精度データの加減算が行なわれる。
【００３６】従って、オーバーフロー時に最大値最小値
設定手段８が演算結果の上位側データを補正した場合に
は、補正値設定手段13が演算結果の下位側データを補正
し、それにより、加減算結果が正の方向にオーバーフロ
ーした場合は、３２ビットの正の最大値（７ｆｆｆｆｆ
ｆｆ）が出力され、また、加減算結果が負の方向にオー
バーフローした場合は、３２ビットの負の最小値（８０
００００００）が出力される。
設定手段８が演算結果の上位側データを補正した場合に
は、補正値設定手段13が演算結果の下位側データを補正
し、それにより、加減算結果が正の方向にオーバーフロ
ーした場合は、３２ビットの正の最大値（７ｆｆｆｆｆ
ｆｆ）が出力され、また、加減算結果が負の方向にオー
バーフローした場合は、３２ビットの負の最小値（８０
００００００）が出力される。
【００３７】なお、補正値設定手段13の設定した値をレ
ジスタ10に格納するように構成することもできる。
ジスタ10に格納するように構成することもできる。
【００３８】このように第１実施例の演算装置は、倍精
度データ同士の加減算に際して、オーバーフロー補正を
正確に行なうことができる。また、この補正は、２ステ
ップの高速で実行される。
度データ同士の加減算に際して、オーバーフロー補正を
正確に行なうことができる。また、この補正は、２ステ
ップの高速で実行される。
【００３９】（第２実施例）第２実施例では、第１実施
例における補正値設定手段13をレジスタ10と一体的に構
成している。
例における補正値設定手段13をレジスタ10と一体的に構
成している。
【００４０】この装置は、図３に示すように、レジスタ
10がセット・リセット機能付きＤラッチによって構成さ
れる。
10がセット・リセット機能付きＤラッチによって構成さ
れる。
【００４１】レジスタ10のデータ入力端子Ｄには、最大
値最小値設定手段８からのデータが入力し、このデータ
は、書込みイネーブル端子Ｅがアクティブであるとき、
レジスタ10に書込まれ、データ出力端子Ｑからバス３に
出力される。
値最小値設定手段８からのデータが入力し、このデータ
は、書込みイネーブル端子Ｅがアクティブであるとき、
レジスタ10に書込まれ、データ出力端子Ｑからバス３に
出力される。
【００４２】オーバーフロー検出信号11がアクティブと
なり、同時にオーバーフロー符号信号12がアクティブと
なると、リセット端子Ｒがアクティブとなって、レジス
タ10は「００００」にリセットされ、データ出力端子Ｑ
からは「００００」が出力される。
なり、同時にオーバーフロー符号信号12がアクティブと
なると、リセット端子Ｒがアクティブとなって、レジス
タ10は「００００」にリセットされ、データ出力端子Ｑ
からは「００００」が出力される。
【００４３】オーバーフロー検出信号11がアクティブ
で、オーバーフロー符号信号12がノンアクティブのとき
は、セット端子Ｓがアクティブとなって、レジスタ10は
「ｆｆｆｆ」にセットされ、データ出力端子Ｑからは
「ｆｆｆｆ」が出力される。
で、オーバーフロー符号信号12がノンアクティブのとき
は、セット端子Ｓがアクティブとなって、レジスタ10は
「ｆｆｆｆ」にセットされ、データ出力端子Ｑからは
「ｆｆｆｆ」が出力される。
【００４４】その結果、オーバーフロー時に最大値最小
値設定手段８がレジスタ９に格納する演算結果の上位側
データを最大値または最小値に補正するとき、併せて、
レジスタ10に格納された演算結果の下位側データが「ｆ
ｆｆｆ」または「００００」に補正される。
値設定手段８がレジスタ９に格納する演算結果の上位側
データを最大値または最小値に補正するとき、併せて、
レジスタ10に格納された演算結果の下位側データが「ｆ
ｆｆｆ」または「００００」に補正される。
【００４５】（第３実施例）第３実施例の演算装置は、
倍精度の演算と、演算装置のビット幅の半分のビット幅
の演算を二つ同時に並行して実行する並列演算とを選択
して処理することができ、また、それら演算におけるオ
ーバーフロー補正を正確に行なうことができる。
倍精度の演算と、演算装置のビット幅の半分のビット幅
の演算を二つ同時に並行して実行する並列演算とを選択
して処理することができ、また、それら演算におけるオ
ーバーフロー補正を正確に行なうことができる。
【００４６】この演算装置は、図４に示すように、８ビ
ット幅のＡＬＵ２個を並列に並べた構成を有するＡＬＵ
５と、ＡＬＵ５の演算結果の最上位桁のキャリーの値を
オーバーフロー符号信号12として出力し、この最上位桁
のキャリーの値と一つ手前の桁からのキャリーの値とが
一致したときに０、一致しないときに１のオーバーフロ
ー検出信号11を出力する第１のオーバーフロー検出手段
６と、ＡＬＵ５の演算結果の下位側から８ビット目のキ
ャリーの値をオーバーフロー符号信号16として出力し、
この下位側から８ビット目のキャリーの値と７ビット目
の桁からのキャリーの値とが一致したときに０、一致し
ないときに１のオーバーフロー検出信号15を出力する第
２のオーバーフロー検出手段14と、倍精度演算または並
列演算においてオーバーフローが発生したときに、それ
らの演算に応じた最大値または最小値を出力し、オーバ
ーフローが発生していないときにＡＬＵ５の演算結果を
出力する最大値最小値設定手段８とを備えている。その
他の構成は第１実施例の演算装置と変わりがない。
ット幅のＡＬＵ２個を並列に並べた構成を有するＡＬＵ
５と、ＡＬＵ５の演算結果の最上位桁のキャリーの値を
オーバーフロー符号信号12として出力し、この最上位桁
のキャリーの値と一つ手前の桁からのキャリーの値とが
一致したときに０、一致しないときに１のオーバーフロ
ー検出信号11を出力する第１のオーバーフロー検出手段
６と、ＡＬＵ５の演算結果の下位側から８ビット目のキ
ャリーの値をオーバーフロー符号信号16として出力し、
この下位側から８ビット目のキャリーの値と７ビット目
の桁からのキャリーの値とが一致したときに０、一致し
ないときに１のオーバーフロー検出信号15を出力する第
２のオーバーフロー検出手段14と、倍精度演算または並
列演算においてオーバーフローが発生したときに、それ
らの演算に応じた最大値または最小値を出力し、オーバ
ーフローが発生していないときにＡＬＵ５の演算結果を
出力する最大値最小値設定手段８とを備えている。その
他の構成は第１実施例の演算装置と変わりがない。
【００４７】第１のオーバーフロー検出手段６の構成は
図８と同じである。また、第２のオーバーフロー検出手
段14は、図５に示すように、ＡＬＵ５の演算結果の下位
側から８ビット目のキャリーの値をオーバーフローの方
向を示すオーバーフロー符号信号16として出力し（オー
バーフローの方向が正のときは０、負のときは１）、ま
た、この下位側から８ビット目のキャリーの値と７ビッ
ト目の桁からのキャリーの値とが一致したときに０、一
致しないときに１のオーバーフロー検出信号15を出力す
る。
図８と同じである。また、第２のオーバーフロー検出手
段14は、図５に示すように、ＡＬＵ５の演算結果の下位
側から８ビット目のキャリーの値をオーバーフローの方
向を示すオーバーフロー符号信号16として出力し（オー
バーフローの方向が正のときは０、負のときは１）、ま
た、この下位側から８ビット目のキャリーの値と７ビッ
ト目の桁からのキャリーの値とが一致したときに０、一
致しないときに１のオーバーフロー検出信号15を出力す
る。
【００４８】また、最大値最小値設定手段８は、図６に
示すように、オーバーフロー符号信号16が１のときに
「１０００００００」（８ビットの負の最小値）を、ま
た、オーバーフロー符号信号16が０のときに「０１１１
１１１１」（８ビットの正の最大値）を出力する最大値
最小値出力素子81と、オーバーフロー符号信号12が１の
ときに「１０００００００００００００００」（１６ビ
ットの負の最小値）を、また、オーバーフロー符号信号
12が０のときに「０１１１１１１１１１１１１１１１」
（１６ビットの正の最大値）を出力する最大値最小値出
力素子82と、最大値最小値出力素子82の出力の上位８ビ
ットとＡＬＵ５の上位側８ビットとが入力し、オーバー
フロー検出信号11によってそれらを選択するマルチプレ
クサ83と、最大値最小値出力素子82の出力の下位８ビッ
ト、最大値最小値出力素子81の出力およびＡＬＵ５の下
位側８ビットが入力し、オーバーフロー検出信号11また
は15によってそれらを選択するマルチプレクサ83とを備
えている。
示すように、オーバーフロー符号信号16が１のときに
「１０００００００」（８ビットの負の最小値）を、ま
た、オーバーフロー符号信号16が０のときに「０１１１
１１１１」（８ビットの正の最大値）を出力する最大値
最小値出力素子81と、オーバーフロー符号信号12が１の
ときに「１０００００００００００００００」（１６ビ
ットの負の最小値）を、また、オーバーフロー符号信号
12が０のときに「０１１１１１１１１１１１１１１１」
（１６ビットの正の最大値）を出力する最大値最小値出
力素子82と、最大値最小値出力素子82の出力の上位８ビ
ットとＡＬＵ５の上位側８ビットとが入力し、オーバー
フロー検出信号11によってそれらを選択するマルチプレ
クサ83と、最大値最小値出力素子82の出力の下位８ビッ
ト、最大値最小値出力素子81の出力およびＡＬＵ５の下
位側８ビットが入力し、オーバーフロー検出信号11また
は15によってそれらを選択するマルチプレクサ83とを備
えている。
【００４９】マルチプレクサ83は、オーバーフロー検出
信号11が０のときにはＡＬＵ５の上位側出力を選択し、
また、オーバーフロー検出信号11が１のときには最大値
最小値出力素子82の出力の上位８ビットを選択して出力
する。従って、マルチプレクサ83は、オーバーフロー検
出信号11が１の場合に、オーバーフロー符号信号12が１
であれば「１０００００００」（８ビットの負の最小
値）を、また、オーバーフロー符号信号12が０であれば
「０１１１１１１１」（８ビットの正の最大値）を出力
する。
信号11が０のときにはＡＬＵ５の上位側出力を選択し、
また、オーバーフロー検出信号11が１のときには最大値
最小値出力素子82の出力の上位８ビットを選択して出力
する。従って、マルチプレクサ83は、オーバーフロー検
出信号11が１の場合に、オーバーフロー符号信号12が１
であれば「１０００００００」（８ビットの負の最小
値）を、また、オーバーフロー符号信号12が０であれば
「０１１１１１１１」（８ビットの正の最大値）を出力
する。
【００５０】また、マルチプレクサ84は、制御部（図示
せず）が並列演算を指示している場合には、オーバーフ
ロー検出信号15によって、ＡＬＵ５の下位側出力または
最大値最小値出力素子81の出力のいずれかを選択し、オ
ーバーフロー検出信号15が０のときには、ＡＬＵ５の下
位側の演算結果を出力し、また、オーバーフロー検出信
号15が１のときには、オーバーフロー符号信号16が１で
あれば「１０００００００」（８ビットの負の最小値）
を、オーバーフロー符号信号16が０であれば「０１１１
１１１１」（８ビットの正の最大値）を出力する。
せず）が並列演算を指示している場合には、オーバーフ
ロー検出信号15によって、ＡＬＵ５の下位側出力または
最大値最小値出力素子81の出力のいずれかを選択し、オ
ーバーフロー検出信号15が０のときには、ＡＬＵ５の下
位側の演算結果を出力し、また、オーバーフロー検出信
号15が１のときには、オーバーフロー符号信号16が１で
あれば「１０００００００」（８ビットの負の最小値）
を、オーバーフロー符号信号16が０であれば「０１１１
１１１１」（８ビットの正の最大値）を出力する。
【００５１】一方、制御部（図示せず）が並列演算を指
示していない場合には、マルチプレクサ84は、オーバー
フロー検出信号11によって、ＡＬＵ５の下位側出力また
は最大値最小値出力素子82の下位８ビットの出力のいず
れかを選択し、オーバーフロー検出信号11が０のときに
は、ＡＬＵ５の下位側出力を出力し、また、オーバーフ
ロー検出信号11が１のときには、オーバーフロー符号信
号12が１であれば「００００００００」を、オーバーフ
ロー符号信号12が０であれば「１１１１１１１１」を出
力する。
示していない場合には、マルチプレクサ84は、オーバー
フロー検出信号11によって、ＡＬＵ５の下位側出力また
は最大値最小値出力素子82の下位８ビットの出力のいず
れかを選択し、オーバーフロー検出信号11が０のときに
は、ＡＬＵ５の下位側出力を出力し、また、オーバーフ
ロー検出信号11が１のときには、オーバーフロー符号信
号12が１であれば「００００００００」を、オーバーフ
ロー符号信号12が０であれば「１１１１１１１１」を出
力する。
【００５２】この演算装置で倍精度の演算を行なう場合
は、メモリ１から３２ビットのデータＸの下位１６ビッ
トのデータＸＬを読出し、また、メモリ２から３２ビッ
トのデータＹの下位１６ビットのデータＹＬを読出し、
８ビット幅の２個のＡＬＵの一方（下位側）を用いて１
ビット目から８ビット目までの演算を行ない、他方（上
位側）のＡＬＵを用いて９ビット目から１６ビット目ま
での演算を行なう。このとき、下位側ＡＬＵの８ビット
目のキャリーの値が上位側ＡＬＵの９ビット目の演算に
加えられるように構成する。また、上位側の１６ビット
目で発生したキャリーは、キャリーフラグレジスタ７に
格納する。
は、メモリ１から３２ビットのデータＸの下位１６ビッ
トのデータＸＬを読出し、また、メモリ２から３２ビッ
トのデータＹの下位１６ビットのデータＹＬを読出し、
８ビット幅の２個のＡＬＵの一方（下位側）を用いて１
ビット目から８ビット目までの演算を行ない、他方（上
位側）のＡＬＵを用いて９ビット目から１６ビット目ま
での演算を行なう。このとき、下位側ＡＬＵの８ビット
目のキャリーの値が上位側ＡＬＵの９ビット目の演算に
加えられるように構成する。また、上位側の１６ビット
目で発生したキャリーは、キャリーフラグレジスタ７に
格納する。
【００５３】下位側ＡＬＵの演算結果は最大値最小値設
定手段８のマルチプレクサ84に入力し、また、上位側Ａ
ＬＵの演算結果はマルチプレクサ83に入力する。このと
きマルチプレクサ83、84は、上位側ＡＬＵおよび下位側
ＡＬＵの出力をそのまま選択し、最大値最小値設定手段
８からは、それらを合わせた１６ビットのデータが出力
され、レジスタ10に格納される。
定手段８のマルチプレクサ84に入力し、また、上位側Ａ
ＬＵの演算結果はマルチプレクサ83に入力する。このと
きマルチプレクサ83、84は、上位側ＡＬＵおよび下位側
ＡＬＵの出力をそのまま選択し、最大値最小値設定手段
８からは、それらを合わせた１６ビットのデータが出力
され、レジスタ10に格納される。
【００５４】次に、メモリ１からデータＸの上位１６ビ
ットのデータＸＵを読出し、また、メモリ２からデータ
Ｙの上位１６ビットのデータＹＵを読出し、８ビット幅
の２個のＡＬＵを用いて、ＸＵ、ＹＵおよびキャリーフ
ラグレジスタ７の値の加減算を行ない、上位側ＡＬＵの
演算結果を最大値最小値設定手段８のマルチプレクサ83
に、また、下位側ＡＬＵの演算結果をマルチプレクサ84
に入力する。
ットのデータＸＵを読出し、また、メモリ２からデータ
Ｙの上位１６ビットのデータＹＵを読出し、８ビット幅
の２個のＡＬＵを用いて、ＸＵ、ＹＵおよびキャリーフ
ラグレジスタ７の値の加減算を行ない、上位側ＡＬＵの
演算結果を最大値最小値設定手段８のマルチプレクサ83
に、また、下位側ＡＬＵの演算結果をマルチプレクサ84
に入力する。
【００５５】このとき、オーバーフロー検出手段６は、
上位側ＡＬＵの演算結果がオーバーフローした場合に、
オーバーフロー検出信号11とオーバーフローの方向を示
すオーバーフロー符号信号12とを出力する。オーバーフ
ロー検出信号11が出力されると、最大値最小値設定手段
８のマルチプレクサ83は、最大値最小値出力素子82から
オーバーフロー符号信号12に応じて出力された１６ビッ
トの正の最大値または負の最小値の上位８ビットを選択
して出力し、また、倍精度演算が指定されているマルチ
プレクサ84は、この１６ビットの下位８ビットを選択し
て出力する。その結果、オーバーフロー発生時には、最
大値最小値設定手段８から、それらを合わせた１６ビッ
トの最大値または最小値が出力されレジスタ９に格納さ
れる。
上位側ＡＬＵの演算結果がオーバーフローした場合に、
オーバーフロー検出信号11とオーバーフローの方向を示
すオーバーフロー符号信号12とを出力する。オーバーフ
ロー検出信号11が出力されると、最大値最小値設定手段
８のマルチプレクサ83は、最大値最小値出力素子82から
オーバーフロー符号信号12に応じて出力された１６ビッ
トの正の最大値または負の最小値の上位８ビットを選択
して出力し、また、倍精度演算が指定されているマルチ
プレクサ84は、この１６ビットの下位８ビットを選択し
て出力する。その結果、オーバーフロー発生時には、最
大値最小値設定手段８から、それらを合わせた１６ビッ
トの最大値または最小値が出力されレジスタ９に格納さ
れる。
【００５６】また、オーバーフローが発生していないと
きには、マルチプレクサ83、84は、それぞれＡＬＵの上
位側、下位側の演算結果を出力し、それらを合わせた１
６ビットのデータがレジスタ９に格納される。
きには、マルチプレクサ83、84は、それぞれＡＬＵの上
位側、下位側の演算結果を出力し、それらを合わせた１
６ビットのデータがレジスタ９に格納される。
【００５７】オーバーフローの発生時には、第１実施例
の場合と同じように、オーバーフロー検出手段６から出
力されたオーバーフロー検出信号11とオーバーフロー符
号信号12とが補正値設定手段13に入力し、補正値設定手
段13は、レジスタ10に格納された値を（ｆｆｆｆ）また
は（００００）に補正する。
の場合と同じように、オーバーフロー検出手段６から出
力されたオーバーフロー検出信号11とオーバーフロー符
号信号12とが補正値設定手段13に入力し、補正値設定手
段13は、レジスタ10に格納された値を（ｆｆｆｆ）また
は（００００）に補正する。
【００５８】このように、第３実施例の演算装置では、
倍精度の演算において、第１実施例の装置と同じよう
に、正確なオーバーフロー補正を行なうことができる。
倍精度の演算において、第１実施例の装置と同じよう
に、正確なオーバーフロー補正を行なうことができる。
【００５９】次に、演算装置の半分のビット幅の演算
を、２回、並列して行なう場合の動作について説明す
る。
を、２回、並列して行なう場合の動作について説明す
る。
【００６０】８ビット幅の４つのデータＸＵ’、Ｘ
Ｌ’、ＹＵ’、ＹＬ’について、ＸＵ’＋ＹＵ’とＸ
Ｌ’＋ＹＬ’の２つの加算を以下のように行なう。予
め、メモリ１の上位８ビットにデータＸＵ’、下位８ビ
ットにデータＸＬ’が格納されており、また、メモリ２
の上位８ビットにデータＹＵ’、下位８ビットにデータ
ＹＬ’が格納されているものとする。まず、メモリ１か
らＸＵ’とＸＬ’のデータを１６ビットのバス３を介し
て同時に読出し、ＡＬＵ５の右側に入力する。また、メ
モリ２からＹＵ’とＹＬ’のデータを１６ビットのバス
４を介して同時に読出し、ＡＬＵ５の左側に入力する。
ＡＬＵ５は、その上位側でＸＵ’＋ＹＵ’の演算を行な
い、並行して、下位側でＸＬ’＋ＹＬ’の演算を行な
う。このとき、ＡＬＵの下位側８ビット目から９ビット
目に入力するキャリーの値を０にするように構成する。
Ｌ’、ＹＵ’、ＹＬ’について、ＸＵ’＋ＹＵ’とＸ
Ｌ’＋ＹＬ’の２つの加算を以下のように行なう。予
め、メモリ１の上位８ビットにデータＸＵ’、下位８ビ
ットにデータＸＬ’が格納されており、また、メモリ２
の上位８ビットにデータＹＵ’、下位８ビットにデータ
ＹＬ’が格納されているものとする。まず、メモリ１か
らＸＵ’とＸＬ’のデータを１６ビットのバス３を介し
て同時に読出し、ＡＬＵ５の右側に入力する。また、メ
モリ２からＹＵ’とＹＬ’のデータを１６ビットのバス
４を介して同時に読出し、ＡＬＵ５の左側に入力する。
ＡＬＵ５は、その上位側でＸＵ’＋ＹＵ’の演算を行な
い、並行して、下位側でＸＬ’＋ＹＬ’の演算を行な
う。このとき、ＡＬＵの下位側８ビット目から９ビット
目に入力するキャリーの値を０にするように構成する。
【００６１】第１のオーバーフロー検出手段６は、ＡＬ
Ｕ５の上位側の演算結果がオーバーフローした場合に、
オーバーフロー検出信号11とオーバーフローの方向を示
すオーバーフロー符号信号12とを出力する。オーバーフ
ロー検出信号11が出力される（アクティブになる）と、
最大値最小値設定手段８のマルチプレクサ83は、オーバ
ーフロー符号信号12が正のときには、最大値最小値出力
素子82から出力された１６ビットの正の最大値の上位８
ビット（０１１１１１１１）を選択して出力し、また、
オーバーフロー符号信号12が負のときには、１６ビット
の負の最小値の上位８ビット（１０００００００）を選
択して出力する。
Ｕ５の上位側の演算結果がオーバーフローした場合に、
オーバーフロー検出信号11とオーバーフローの方向を示
すオーバーフロー符号信号12とを出力する。オーバーフ
ロー検出信号11が出力される（アクティブになる）と、
最大値最小値設定手段８のマルチプレクサ83は、オーバ
ーフロー符号信号12が正のときには、最大値最小値出力
素子82から出力された１６ビットの正の最大値の上位８
ビット（０１１１１１１１）を選択して出力し、また、
オーバーフロー符号信号12が負のときには、１６ビット
の負の最小値の上位８ビット（１０００００００）を選
択して出力する。
【００６２】また、オーバーフロー検出信号11がアクテ
ィブでないときには、マルチプレクサ83は、ＡＬＵ５の
上位側出力をそのまま出力する。
ィブでないときには、マルチプレクサ83は、ＡＬＵ５の
上位側出力をそのまま出力する。
【００６３】一方、第２のオーバーフロー検出手段14
は、ＡＬＵ５の下位側の演算結果がオーバーフローした
場合に、オーバーフロー検出信号15とオーバーフローの
方向を示すオーバーフロー符号信号16とを出力する。オ
ーバーフロー検出信号15が出力されると、並列演算が指
示されている最大値最小値設定手段８のマルチプレクサ
84は、オーバーフロー符号信号16が正のときに、最大値
最小値出力素子81から出力された８ビットの正の最大値
（０１１１１１１１）を選択して出力し、オーバーフロ
ー符号信号16が負のときに、８ビットの負の最小値（１
０００００００）を選択して出力する。また、オーバー
フロー検出信号15がアクティブでないときはＡＬＵ５の
下位側出力をそのまま出力する。
は、ＡＬＵ５の下位側の演算結果がオーバーフローした
場合に、オーバーフロー検出信号15とオーバーフローの
方向を示すオーバーフロー符号信号16とを出力する。オ
ーバーフロー検出信号15が出力されると、並列演算が指
示されている最大値最小値設定手段８のマルチプレクサ
84は、オーバーフロー符号信号16が正のときに、最大値
最小値出力素子81から出力された８ビットの正の最大値
（０１１１１１１１）を選択して出力し、オーバーフロ
ー符号信号16が負のときに、８ビットの負の最小値（１
０００００００）を選択して出力する。また、オーバー
フロー検出信号15がアクティブでないときはＡＬＵ５の
下位側出力をそのまま出力する。
【００６４】このマルチプレクサ83およびマルチプレク
サ84の出力は、１６ビットのデータに寄せ合わされて、
レジスタ９に格納される。
サ84の出力は、１６ビットのデータに寄せ合わされて、
レジスタ９に格納される。
【００６５】このように第３実施例の演算装置では、１
ステップで、８ビット幅の加算２回を同時に行なうこと
ができ、また、各演算のそれぞれにオーバーフローが発
生した場合に、正確なオーバーフロー補正を行なうこと
ができる。
ステップで、８ビット幅の加算２回を同時に行なうこと
ができ、また、各演算のそれぞれにオーバーフローが発
生した場合に、正確なオーバーフロー補正を行なうこと
ができる。
【００６６】なお、第３実施例では、ＡＬＵ５の下位側
演算結果の８ビットのオーバーフロー補正を行なう最大
値最小値出力素子81およびマルチプレクサ84を最大値最
小値設定手段８の内部に設けているが、これらを補正値
設定手段13の内部に設けるように変更することもでき
る。その場合、レジスタ10の上位８ビットには、最大値
最小値出力素子82とマルチプレクサ83とを用いてオーバ
ーフロー補正が行なわれたＡＬＵ５の上位側８ビットの
データを格納し、下位側８ビットにはＡＬＵ８の下位側
８ビットの出力をそのまま格納する。そして、オーバー
フロー検出手段14から出力されたオーバーフロー検出信
号15とオーバーフロー符号信号16とを補正値設定手段13
に入力し、レジスタ10からデータを読出してバス３に出
力する際に、この補正値設定手段13が、レジスタ10の上
位側８ビットについてはそのまま出力し、レジスタ10の
下位側８ビットデータに対しては、前述した手順でオー
バーフロー補正を行なうようにする。
演算結果の８ビットのオーバーフロー補正を行なう最大
値最小値出力素子81およびマルチプレクサ84を最大値最
小値設定手段８の内部に設けているが、これらを補正値
設定手段13の内部に設けるように変更することもでき
る。その場合、レジスタ10の上位８ビットには、最大値
最小値出力素子82とマルチプレクサ83とを用いてオーバ
ーフロー補正が行なわれたＡＬＵ５の上位側８ビットの
データを格納し、下位側８ビットにはＡＬＵ８の下位側
８ビットの出力をそのまま格納する。そして、オーバー
フロー検出手段14から出力されたオーバーフロー検出信
号15とオーバーフロー符号信号16とを補正値設定手段13
に入力し、レジスタ10からデータを読出してバス３に出
力する際に、この補正値設定手段13が、レジスタ10の上
位側８ビットについてはそのまま出力し、レジスタ10の
下位側８ビットデータに対しては、前述した手順でオー
バーフロー補正を行なうようにする。
【００６７】また、第３実施例では、１６ビットの演算
を行なうＡＬＵ８により、８ビットの演算を２回同時に
行なう場合の例を示したが、より並列度の高い演算にも
適用することができる。例えば、４ビットの演算４回を
並列に行なう場合にも、オーバーフロー検出手段と最大
値最小値設定手段を４個ずつ並列に設けるようにすれ
ば、並列演算とそのオーバーフロー補正とを、同様に高
速にしかも正確に行なうことができる。
を行なうＡＬＵ８により、８ビットの演算を２回同時に
行なう場合の例を示したが、より並列度の高い演算にも
適用することができる。例えば、４ビットの演算４回を
並列に行なう場合にも、オーバーフロー検出手段と最大
値最小値設定手段を４個ずつ並列に設けるようにすれ
ば、並列演算とそのオーバーフロー補正とを、同様に高
速にしかも正確に行なうことができる。
【００６８】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の演算装置及び演算方法は、倍精度データの
演算に際して、正確にしかも迅速にオーバーフロー補正
を実行することができる。
に、本発明の演算装置及び演算方法は、倍精度データの
演算に際して、正確にしかも迅速にオーバーフロー補正
を実行することができる。
【００６９】また、演算装置のビット幅よりも小さいビ
ット幅の演算を同時並列的に行なうことにより、多数の
演算回数を必要とするビタビ復号等の処理を高速化する
ことができ、また、この演算でのオーバーフローの発生
に対して正確なオーバーフロー補正を行なうことができ
る。
ット幅の演算を同時並列的に行なうことにより、多数の
演算回数を必要とするビタビ復号等の処理を高速化する
ことができ、また、この演算でのオーバーフローの発生
に対して正確なオーバーフロー補正を行なうことができ
る。
【図１】本発明の第１実施例における演算装置の構成を
示すブロック図、
示すブロック図、
【図２】前記演算装置の補正値設定手段を示すブロック
図、
図、
【図３】本発明の第２実施例の演算装置の補正値設定手
段を示すブロック図、
段を示すブロック図、
【図４】本発明の第３実施例における演算装置の構成を
示すブロック図、
示すブロック図、
【図５】第３実施例の演算装置の第２オーバーフロー検
出手段を示すブロック図、
出手段を示すブロック図、
【図６】第３実施例の演算装置の最大値最小値設定手段
を示すブロック図、
を示すブロック図、
【図７】従来の演算装置の構成を示すブロック図、
【図８】従来の演算装置のオーバーフロー検出手段の構
成を示すブロック図、
成を示すブロック図、
【図９】従来の演算装置の最大値最小値設定手段の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１、２ メモリ
３、４ バス
５ ＡＬＵ
６、14 オーバーフロー検出手段
７ キャリーフラグレジスタ
８ 最大値最小値設定手段
９、10 レジスタ
11、15 オーバーフロー検出信号
12、16 オーバーフロー符号信号
13 補正値設定手段
81、82 最大値最小値出力素子
83、84 マルチプレクサ
Claims (20)
- 【請求項１】 倍精度データの上位桁の演算結果を記憶
する第１のレジスタと、倍精度データの下位桁の演算結
果を記憶する第２のレジスタと、演算結果のオーバーフ
ローを検出するオーバーフロー検出手段と、該オーバー
フロー検出手段の検出結果に基づいて前記第１のレジス
タに最大値または最小値を出力する最大値最小値設定手
段とを備えた演算装置において、 前記オーバーフロー検出手段の検出結果に基づいて前記
第２のレジスタの出力値を全ビットが０または１のデー
タに設定する補正手段を設けたことを特徴とする演算装
置。 - 【請求項２】 倍精度データの上位桁の演算と下位桁の
演算とを複数回に分けて行なう倍精度データの演算方法
において、 倍精度データの上位桁の演算に際して、演算結果のオー
バーフローを検出し、該オーバーフローの検出結果に基
づいて、前記上位桁の演算結果を最大値または最小値に
設定するとともに、前記下位桁の演算結果を全ビットが
０または１のデータに設定することを特徴とする演算方
法。 - 【請求項３】 １つの演算器が扱うデータのビット幅に
複数のデータを含めて、メモリから同時に読み出した複
数のデータに対する複数の演算を並列に行い、 前記複数の演算のそれぞれでのオーバーフローの有無に
応じて、前記複数の演算のそれぞれの結果として最大値
または最小値を出力する 演算装置。 - 【請求項４】 前記演算装置は、さらに、 １つの演算器によって演算しようとするデータのビット
幅と等しいデータに対する演算を行い、 前記ビット幅と等しいデータに対する演算でのオーバー
フローの有無に応じて、前記ビット幅と等しいデータに
対する演算の結果として最大値または最小値を出力する
処理が可能であり、 前記複数のデータまたは前記ビット幅と等しいデータに
対する演算を選択できる請求項３記載の 演算装置。 - 【請求項５】 前記複数の演算の結果は、１つのレジス
タに格納される請求 項３または４記載の演算装置。 - 【請求項６】 前記複数のデータに対する演算の結果と
前記ビット幅と等しいデータに対する演算の結果とは同
じレジスタに格納され、 前記複数のデータに対する演算を行う場合は下位側の前
記演算の結果に基づいてオーバーフローの有無を判断
し、オーバーフローが発生したときは前記下位側の演算
結果として最大値または最小値を前記レジスタの下位側
に格納し、 前記ビット幅と等しいデータに対する演算を行う場合は
前記ビット幅と等しいデータに対する演算の結果に基づ
いてオーバーフローの有無を判断し、オーバーフローが
発生したときは前記ビット幅と等しいデータに対する演
算結果として最大値または最小値の下位側を前記レジス
タの下位側に格納することを特徴とする請求項４記載の
演算装置 。 - 【請求項７】 レジスタに格納する複数の演算結果を得
るための複数の演算を並列に行い、 前記複数の演算のそれぞれでのオーバーフローの有無に
応じて、前記複数の演算のそれぞれの結果としての最大
値または最小値の格納と、 前記レジスタに格納する１つの演算結果を得るための演
算を行い、 前記１つの演算結果を得るための演算でのオーバーフロ
ーの有無に応じて、前記１つの演算結果を得るための演
算の結果としての最大値または最小値の格納とのいずれ
かの演算が可能であり、 前記複数の演算を行う場合は下位側の前記複数の演算の
結果に基づいてオーバーフローの有無を判断し、オーバ
ーフローが発生したときは前記下位側の演算結果として
最大値または最小値を前記レジスタの下位側に格納し、 前記１つの演算結果を得るための演算を行う場合は前記
１つの演算の結果に基づいてオーバーフローの有無を判
断し、オーバーフローが発生したときは前記１つのデー
タに対する演算結果として最大値または最小値の下位側
を前記レジスタの下位側に格納することを特徴とする演
算装置 。 - 【請求項８】 前記１つの演算器が扱うデータのビット
幅とは、前記複数のデータに対する演算の結果を格納す
る１つのレジスタのビット幅に等しいことを 特徴とする
請求項６記載の演算装置。 - 【請求項９】 前記最大値は正の最大値であり、前記最
小値は負の最小値である請求項３から８のいずれかに記
載の演算装置。 - 【請求項１０】 前記最大値または最小値は前記演算の
ビット幅で設定される請求項３から８のいずれかに記載
の演算装置。 - 【請求項１１】 請求項３から１０のいずれかに記載の
演算装置を内蔵する機器組込み用のＤＳＰ。 - 【請求項１２】 １つの演算器が扱うデータのビット幅
に複数のデータを含めて、メモリから同時に読み出した
複数のデータに対する複数の演算を並列に行い、 前記複数の演算のそれぞれでのオーバーフローの有無に
応じて、前記複数の演算のそれぞれの結果として最大値
または最小値を出力する演算方法 。 - 【請求項１３】 前記演算方法は、さらに、 １つの演算器によって演算しようとするデータのビット
幅と等しいデータに対する演算を行い、 前記ビット幅と等しいデータに対する演算でのオーバー
フローの有無に応じて、前記ビット幅と等しいデータに
対する演算の結果として最大値または最小値を出力する
処理が可能であり、 前記複数のデータまたは前記ビット幅と等しいデータに
対する演算を選択できる請求項１２記載の演算方法。 - 【請求項１４】 前記複数の演算の結果は、１つのレジ
スタに格納される請求項１２または１３記載の演算方
法。 - 【請求項１５】 前記複数のデータに対する演算の結果
と前記ビット幅と等しいデータに対する演算の結果とは
同じレジスタに格納され、 前記複数のデータに対する演算を行う場合は下位側の前
記演算の結果に基づいてオーバーフローの有無を判断
し、オーバーフローが発生したときは前記下位側の演算
結果として最大値または最小値を前記レジスタの下位側
に格納し、 前記ビット幅と等しいデータに対する演算を行う場合は
前記ビット幅と等しいデータに対する演算の結果に基づ
いてオーバーフローの有無を判断し、オーバー フローが
発生したときは前記ビット幅と等しいデータに対する演
算結果として最大値または最小値の下位側を前記レジス
タの下位側に格納することを特徴とする請求項１３記載
の演算方法。 - 【請求項１６】 レジスタに格納する複数の演算結果を
得るための複数の演算を並列に行い、 前記複数の演算のそれぞれでのオーバーフローの有無に
応じて、前記複数の演算のそれぞれの結果としての最大
値または最小値の格納と、 前記レジスタに格納する１つの演算結果を得るための演
算を行い、 前記１つの演算結果を得るための演算でのオーバーフロ
ーの有無に応じて、前記１つの演算結果を得るための演
算の結果としての最大値または最小値の格納とのいずれ
かの演算が可能であり、 前記複数の演算を行う場合は下位側の前記複数の演算の
結果に基づいてオーバーフローの有無を判断し、オーバ
ーフローが発生したときは前記下位側の演算結果として
最大値または最小値を前記レジスタの下位側に格納し、 前記１つの演算結果を得るための演算を行う場合は前記
１つの演算の結果に基づいてオーバーフローの有無を判
断し、オーバーフローが発生したときは前記１つのデー
タに対する演算結果として最大値または最小値の下位側
を前記レジスタの下位側に格納することを特徴とする演
算方法。 - 【請求項１７】 前記１つの演算器が扱うデータのビッ
ト幅とは、前記複数のデータに対する演算の結果を格納
する１つのレジスタのビット幅に等しいことを特徴とす
る請求項１５記載の演算方法。 - 【請求項１８】 前記最大値は正の最大値であり、前記
最小値は負の最小値である請求項１２から１７のいずれ
かに記載の演算方法。 - 【請求項１９】 前記最大値または最小値は前記演算の
ビット幅で設定される請求項１２から１７のいずれかに
記載の演算方法。 - 【請求項２０】 請求項３から１０のいずれかに記載の
演算装置を用いてＡＣＳ演算を行うビタビ復号処理手段
を備えたディジタル携帯電話。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13085694A JP3487903B2 (ja) | 1993-11-12 | 1994-05-23 | 演算装置及び演算方法 |
| US08/339,202 US5508951A (en) | 1993-11-12 | 1994-11-10 | Arithmetic apparatus with overflow correction means |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-306054 | 1993-11-12 | ||
| JP30605493 | 1993-11-12 | ||
| JP13085694A JP3487903B2 (ja) | 1993-11-12 | 1994-05-23 | 演算装置及び演算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07182141A JPH07182141A (ja) | 1995-07-21 |
| JP3487903B2 true JP3487903B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=26465872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13085694A Expired - Lifetime JP3487903B2 (ja) | 1993-11-12 | 1994-05-23 | 演算装置及び演算方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5508951A (ja) |
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| US7301541B2 (en) * | 1995-08-16 | 2007-11-27 | Microunity Systems Engineering, Inc. | Programmable processor and method with wide operations |
| JPH0997178A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 飽和演算処理装置および方法 |
| EP1306752A1 (en) * | 1996-11-29 | 2003-05-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Processor which can favourably execute a rounding process |
| KR100236533B1 (ko) * | 1997-01-16 | 2000-01-15 | 윤종용 | 배럴 쉬프터와 산술논리 연산기가 연결되어 있는 디지탈 신호 처리기 및 그 오버플로 검출방법 |
| US5905661A (en) * | 1997-06-23 | 1999-05-18 | Sun Microsystems, Inc. | Method for handling an overflow condition in a processor |
| US5887181A (en) * | 1997-06-23 | 1999-03-23 | Sun Microsystems, Inc. | Method and apparatus for reducing a computational result to the range boundaries of an unsigned 8-bit integer in case of overflow |
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| US5870320A (en) * | 1997-06-23 | 1999-02-09 | Sun Microsystems, Inc. | Method for reducing a computational result to the range boundaries of a signed 16-bit integer in case of overflow |
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| JP3853981B2 (ja) * | 1998-07-02 | 2006-12-06 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置の製造方法 |
| US6535900B1 (en) * | 1998-09-07 | 2003-03-18 | Dsp Group Ltd. | Accumulation saturation by means of feedback |
| US6529930B1 (en) * | 1998-11-16 | 2003-03-04 | Hitachi America, Ltd. | Methods and apparatus for performing a signed saturation operation |
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| JP2002063151A (ja) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロコンピュータ |
| US7206800B1 (en) * | 2000-08-30 | 2007-04-17 | Micron Technology, Inc. | Overflow detection and clamping with parallel operand processing for fixed-point multipliers |
| EP1387259B1 (en) * | 2002-07-31 | 2017-09-20 | Texas Instruments Incorporated | Inter-processor control |
| US7149766B1 (en) * | 2002-11-12 | 2006-12-12 | Unisys Corporation | Methods for detecting overflow and/or underflow in a fixed length binary field |
| JP2008102715A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Toshiba Corp | 演算装置 |
| US20100023733A1 (en) * | 2008-04-15 | 2010-01-28 | Vns Portfolio Llc | Microprocessor Extended Instruction Set Precision Mode |
| US8539015B2 (en) * | 2008-08-01 | 2013-09-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Performing a binary coded decimal (BCD) calculation |
| US8549264B2 (en) | 2009-12-22 | 2013-10-01 | Intel Corporation | Add instructions to add three source operands |
| GB2580130B (en) * | 2018-12-21 | 2021-02-24 | Graphcore Ltd | Overflow condition |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6211933A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-20 | Nec Corp | 演算回路 |
| JP2600293B2 (ja) * | 1988-06-10 | 1997-04-16 | 日本電気株式会社 | オーバーフロー補正回路 |
| JPH04167170A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 乗加算演算回路 |
-
1994
- 1994-05-23 JP JP13085694A patent/JP3487903B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-10 US US08/339,202 patent/US5508951A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5508951A (en) | 1996-04-16 |
| JPH07182141A (ja) | 1995-07-21 |
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