JP2699658B2 - 平方根演算装置 - Google Patents
平方根演算装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は平方根演算装置に関し、
特に正規化浮動小数点数の平方根の演算を行う平方根演
算装置に関する。
特に正規化浮動小数点数の平方根の演算を行う平方根演
算装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の平方根演算装置では、2
のべき乗数(ここでは、kを正整数とするときの2k を
意味する)であるN(24 である16を代表例とする)
を基数とする正規化浮動小数点数が被演算数である場合
に、以下に示すような考え方に基づき演算が行われてい
た。
のべき乗数(ここでは、kを正整数とするときの2k を
意味する)であるN(24 である16を代表例とする)
を基数とする正規化浮動小数点数が被演算数である場合
に、以下に示すような考え方に基づき演算が行われてい
た。
【0003】被演算数の仮数をmとし、被演算数の偶数
の指数を2n(nは整数)とし、被演算数の奇数の指数
を2n+1とすると、浮動小数点数である被演算数の平
方根は次のように表すことができる。 (m×N2n)1/2 =m1/2 ×Nn (m×N2n+1)1/2 =(m1/2 ×Nn )×N1/2
の指数を2n(nは整数)とし、被演算数の奇数の指数
を2n+1とすると、浮動小数点数である被演算数の平
方根は次のように表すことができる。 (m×N2n)1/2 =m1/2 ×Nn (m×N2n+1)1/2 =(m1/2 ×Nn )×N1/2
【0004】したがって、被演算数の指数が偶数
の場合には、被演算数の平方根の仮数は被演算数の仮数
の平方根になり、被演算数の平方根の指数は被演算数の
指数の2分の1になる。
の場合には、被演算数の平方根の仮数は被演算数の仮数
の平方根になり、被演算数の平方根の指数は被演算数の
指数の2分の1になる。
【0005】また、被演算数の指数が奇数の場合には、
指数が偶数の場合の演算結果にN1/2 (Nが16の場合
には4)を乗じた値になる。
指数が偶数の場合の演算結果にN1/2 (Nが16の場合
には4)を乗じた値になる。
【0006】図2は、以上のような考え方に基づく従来
の平方根演算装置の一例の構成を示すブロック図であ
る。
の平方根演算装置の一例の構成を示すブロック図であ
る。
【0007】変換表記憶部20は、被演算数の仮数mか
らその平方根m1/2 を求めるための変換表をあらかじめ
記憶しており、信号線201(被演算数仮数部入力信号
線)から被演算数の仮数を入力し、その平方根を出力す
る。
らその平方根m1/2 を求めるための変換表をあらかじめ
記憶しており、信号線201(被演算数仮数部入力信号
線)から被演算数の仮数を入力し、その平方根を出力す
る。
【0008】除算部21は、信号線202(被演算数指
数部入力信号線)から被演算数の指数を入力し、その2
分の1を整数演算で求めて出力する。
数部入力信号線)から被演算数の指数を入力し、その2
分の1を整数演算で求めて出力する。
【0009】浮動小数点数乗算部22は、変換表記憶部
20の出力の仮数と除算部21の出力の指数とを合わせ
た浮動小数点数(変換表記憶部20の出力を仮数とし除
算部21の出力を指数とする浮動小数点数。以下、「あ
る仮数とある指数とを合わせた浮動小数点数」という表
現は同様の意味を示す)を信号線203から入力し、そ
の浮動小数点数にN1/2 (Nが16の場合には4)を乗
じた演算結果を信号線204に出力する。なお、浮動小
数点数乗算部22は演算結果を正規化するための正規化
手段を有しており、信号線204には正規化された演算
結果を出力する(このような正規化手段は、平方根演算
装置から演算結果が出力された後に設けることも可能で
ある)。
20の出力の仮数と除算部21の出力の指数とを合わせ
た浮動小数点数(変換表記憶部20の出力を仮数とし除
算部21の出力を指数とする浮動小数点数。以下、「あ
る仮数とある指数とを合わせた浮動小数点数」という表
現は同様の意味を示す)を信号線203から入力し、そ
の浮動小数点数にN1/2 (Nが16の場合には4)を乗
じた演算結果を信号線204に出力する。なお、浮動小
数点数乗算部22は演算結果を正規化するための正規化
手段を有しており、信号線204には正規化された演算
結果を出力する(このような正規化手段は、平方根演算
装置から演算結果が出力された後に設けることも可能で
ある)。
【0010】演算結果選択部23は、信号線202上の
被演算数の指数が偶数の場合には信号線203上の演算
結果を選択して信号線205(演算結果出力信号線)に
出力し、信号線202上の被演算数の指数が奇数の場合
には信号線204上の演算結果を選択して信号線205
に出力する。
被演算数の指数が偶数の場合には信号線203上の演算
結果を選択して信号線205(演算結果出力信号線)に
出力し、信号線202上の被演算数の指数が奇数の場合
には信号線204上の演算結果を選択して信号線205
に出力する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の平方根
演算装置では、浮動小数点数の演算を行う浮動小数点数
乗算部が必要になるので、回路規模が大きく複雑にな
り、信号の伝播遅延時間が大きくなるという欠点があ
る。
演算装置では、浮動小数点数の演算を行う浮動小数点数
乗算部が必要になるので、回路規模が大きく複雑にな
り、信号の伝播遅延時間が大きくなるという欠点があ
る。
【0012】本発明の目的は、上述の点に鑑み、2のべ
き乗数であるN(16を代表例とする)を基数とする正
規化浮動小数点数の平方根の演算を行う場合に、回路規
模を縮小することができ、信号の伝播遅延時間を小さく
することができる平方根演算装置を提供することにあ
る。
き乗数であるN(16を代表例とする)を基数とする正
規化浮動小数点数の平方根の演算を行う場合に、回路規
模を縮小することができ、信号の伝播遅延時間を小さく
することができる平方根演算装置を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の平方根演算装置
は、16を基数とする正規化浮動小数点数の平方根の演
算を行う平方根演算装置において、被演算数の仮数を入
力しその値の平方根を出力するための変換表を記憶する
第1の変換表記憶部と、被演算数の仮数を入力しその値
を16で除した値の平方根を出力するための変換表を記
憶する第2の変換表記憶部と、被演算数の指数を2で除
した値を求めて出力する除算部と、この除算部の出力に
1を加えて出力する加算部と、被演算数の指数が偶数で
ある場合に前記第1の変換表記憶部の出力の仮数部と前
記除算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点
数を演算結果として出力し被演算数の指数が奇数である
場合に前記第2の変換表記憶部の出力の仮数部と前記加
算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点数を
演算結果として出力する演算結果選択部とを有する。
は、16を基数とする正規化浮動小数点数の平方根の演
算を行う平方根演算装置において、被演算数の仮数を入
力しその値の平方根を出力するための変換表を記憶する
第1の変換表記憶部と、被演算数の仮数を入力しその値
を16で除した値の平方根を出力するための変換表を記
憶する第2の変換表記憶部と、被演算数の指数を2で除
した値を求めて出力する除算部と、この除算部の出力に
1を加えて出力する加算部と、被演算数の指数が偶数で
ある場合に前記第1の変換表記憶部の出力の仮数部と前
記除算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点
数を演算結果として出力し被演算数の指数が奇数である
場合に前記第2の変換表記憶部の出力の仮数部と前記加
算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点数を
演算結果として出力する演算結果選択部とを有する。
【0014】また、本発明の平方根演算装置は、2のべ
き乗数であるNを基数とする正規化浮動小数点数の平方
根の演算を行う平方根演算装置において、被演算数の仮
数を入力しその値の平方根を出力するための変換表を記
憶する第1の変換表記憶部と、被演算数の仮数を入力し
その値をNで除した値の平方根を出力するための変換表
を記憶する第2の変換表記憶部と、被演算数の指数を2
で除した値を求めて出力する除算部と、この除算部の出
力に1を加えて出力する加算部と、被演算数の指数が偶
数である場合に前記第1の変換表記憶部の出力の仮数部
と前記除算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小
数点数を演算結果として出力し被演算数の指数が奇数で
ある場合に前記第2の変換表記憶部の出力の仮数部と前
記加算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点
数を演算結果として出力する演算結果選択部とを有す
る。
き乗数であるNを基数とする正規化浮動小数点数の平方
根の演算を行う平方根演算装置において、被演算数の仮
数を入力しその値の平方根を出力するための変換表を記
憶する第1の変換表記憶部と、被演算数の仮数を入力し
その値をNで除した値の平方根を出力するための変換表
を記憶する第2の変換表記憶部と、被演算数の指数を2
で除した値を求めて出力する除算部と、この除算部の出
力に1を加えて出力する加算部と、被演算数の指数が偶
数である場合に前記第1の変換表記憶部の出力の仮数部
と前記除算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小
数点数を演算結果として出力し被演算数の指数が奇数で
ある場合に前記第2の変換表記憶部の出力の仮数部と前
記加算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点
数を演算結果として出力する演算結果選択部とを有す
る。
【0015】
【作用】本発明の平方根演算装置では、第1の変換表記
憶部が被演算数の仮数を入力しその値の平方根を出力す
るための変換表を記憶し、第2の変換表記憶部が被演算
数の仮数を入力しその値を16で除した値の平方根を出
力するための変換表を記憶し、除算部が被演算数の指数
を2で除した値を求めて出力し、加算部が除算部の出力
に1を加えて出力し、演算結果選択部が被演算数の指数
が偶数である場合に第1の変換表記憶部の出力の仮数部
と除算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点
数を演算結果として出力し被演算数の指数が奇数である
場合に第2の変換表記憶部の出力の仮数部と加算部の出
力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点数を演算結果
として出力する。
憶部が被演算数の仮数を入力しその値の平方根を出力す
るための変換表を記憶し、第2の変換表記憶部が被演算
数の仮数を入力しその値を16で除した値の平方根を出
力するための変換表を記憶し、除算部が被演算数の指数
を2で除した値を求めて出力し、加算部が除算部の出力
に1を加えて出力し、演算結果選択部が被演算数の指数
が偶数である場合に第1の変換表記憶部の出力の仮数部
と除算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点
数を演算結果として出力し被演算数の指数が奇数である
場合に第2の変換表記憶部の出力の仮数部と加算部の出
力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点数を演算結果
として出力する。
【0016】また、本発明の平方根演算装置では、第1
の変換表記憶部が被演算数の仮数を入力しその値の平方
根を出力するための変換表を記憶し、第2の変換表記憶
部が被演算数の仮数を入力しその値をNで除した値の平
方根を出力するための変換表を記憶し、除算部が被演算
数の指数を2で除した値を求めて出力し、加算部が除算
部の出力に1を加えて出力し、演算結果選択部が被演算
数の指数が偶数である場合に第1の変換表記憶部の出力
の仮数部と除算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮
動小数点数を演算結果として出力し被演算数の指数が奇
数である場合に第2の変換表記憶部の出力の仮数部と加
算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点数を
演算結果として出力する。
の変換表記憶部が被演算数の仮数を入力しその値の平方
根を出力するための変換表を記憶し、第2の変換表記憶
部が被演算数の仮数を入力しその値をNで除した値の平
方根を出力するための変換表を記憶し、除算部が被演算
数の指数を2で除した値を求めて出力し、加算部が除算
部の出力に1を加えて出力し、演算結果選択部が被演算
数の指数が偶数である場合に第1の変換表記憶部の出力
の仮数部と除算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮
動小数点数を演算結果として出力し被演算数の指数が奇
数である場合に第2の変換表記憶部の出力の仮数部と加
算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮動小数点数を
演算結果として出力する。
【0017】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
【0018】図1は、本発明の平方根演算装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。本実施例の平方根演
算装置は、2のべき乗数であるN(24 である16を代
表例とする)を基数とする正規化浮動小数点数が被演算
数である平方根演算を行う装置であり、変換表記憶部1
0(第1の変換表記憶部)と、変換表記憶部11(第2
の変換表記憶部)と、除算部12と、加算部13と、演
算結果選択部14と、信号線101〜105とを含んで
構成されている。
例の構成を示すブロック図である。本実施例の平方根演
算装置は、2のべき乗数であるN(24 である16を代
表例とする)を基数とする正規化浮動小数点数が被演算
数である平方根演算を行う装置であり、変換表記憶部1
0(第1の変換表記憶部)と、変換表記憶部11(第2
の変換表記憶部)と、除算部12と、加算部13と、演
算結果選択部14と、信号線101〜105とを含んで
構成されている。
【0019】本実施例を含む本発明の平方根演算装置で
は、以下に示すような考え方に基づき演算が行われてい
る。
は、以下に示すような考え方に基づき演算が行われてい
る。
【0020】被演算数の仮数をmとし、被演算数の偶数
の指数を2n(nは整数)とし、奇数の指数を2n+1
とすると、Nを基数とする浮動小数点数である被演算数
(m×N2n)または(m×N2n+1)の平方根は次のよう
に表すことができる。 (m×N2n)1/2 =m1/2 ×Nn (m×N2n+1)1/2 =(m/N)1/2 ×Nn+1
の指数を2n(nは整数)とし、奇数の指数を2n+1
とすると、Nを基数とする浮動小数点数である被演算数
(m×N2n)または(m×N2n+1)の平方根は次のよう
に表すことができる。 (m×N2n)1/2 =m1/2 ×Nn (m×N2n+1)1/2 =(m/N)1/2 ×Nn+1
【0021】したがって、被演算数の指数が偶数
の場合には、被演算数の平方根の仮数は被演算数の仮数
の平方根になり、被演算数の平方根の指数は被演算数の
指数の2分の1になる。
の場合には、被演算数の平方根の仮数は被演算数の仮数
の平方根になり、被演算数の平方根の指数は被演算数の
指数の2分の1になる。
【0022】また、被演算数の指数が奇数の場合には、
被演算数の平方根の仮数は被演算数の仮数を基数で割っ
た値の平方根になり、被演算数の平方根の指数は被演算
数の指数の2分の1に1を加えた値になる。
被演算数の平方根の仮数は被演算数の仮数を基数で割っ
た値の平方根になり、被演算数の平方根の指数は被演算
数の指数の2分の1に1を加えた値になる。
【0023】図1に示す本実施例の平方根演算装置は、
以上のような考え方に基づいて構成されている。
以上のような考え方に基づいて構成されている。
【0024】次に、このように構成された本実施例の平
方根演算装置の動作について説明する。
方根演算装置の動作について説明する。
【0025】変換表記憶部10は、被演算数の仮数mか
らその仮数mの平方根m1/2 を求めるための変換表をあ
らかじめ記憶しており、信号線101(被演算数仮数部
入力信号線)から被演算数の仮数mを入力し、m
1/2 (被演算数の指数が偶数の場合に演算結果の仮数と
なる値)を出力する。
らその仮数mの平方根m1/2 を求めるための変換表をあ
らかじめ記憶しており、信号線101(被演算数仮数部
入力信号線)から被演算数の仮数mを入力し、m
1/2 (被演算数の指数が偶数の場合に演算結果の仮数と
なる値)を出力する。
【0026】変換表記憶部11は、被演算数の仮数mか
らその仮数mをN(16が基数である場合には16)で
除した値の平方根(m/N)1/2 を求めるための変換表
をあらかじめ記憶しており、信号線101から被演算数
の仮数mを入力し、(m/N)1/2 (被演算数の指数が
奇数の場合に演算結果の仮数となる値)を出力する。
らその仮数mをN(16が基数である場合には16)で
除した値の平方根(m/N)1/2 を求めるための変換表
をあらかじめ記憶しており、信号線101から被演算数
の仮数mを入力し、(m/N)1/2 (被演算数の指数が
奇数の場合に演算結果の仮数となる値)を出力する。
【0027】除算部12は、信号線102(被演算数指
数部入力信号線)から被演算数の指数を入力し、その指
数の2分の1を整数演算で求めて出力する。
数部入力信号線)から被演算数の指数を入力し、その指
数の2分の1を整数演算で求めて出力する。
【0028】加算部13は、整数演算で除算部12の出
力に1を加えて出力する。
力に1を加えて出力する。
【0029】演算結果選択部14は、信号線102上の
被演算数の指数が偶数の場合には、変換表記憶部10の
出力の仮数と除算部12の出力の指数とを合わせた浮動
小数点数を信号線103から入力し、その浮動小数点数
を演算結果として信号線105(演算結果出力信号線)
に出力する。
被演算数の指数が偶数の場合には、変換表記憶部10の
出力の仮数と除算部12の出力の指数とを合わせた浮動
小数点数を信号線103から入力し、その浮動小数点数
を演算結果として信号線105(演算結果出力信号線)
に出力する。
【0030】また、演算結果選択部14は、信号線10
2上の被演算数の指数が奇数の場合には、変換表記憶部
11の出力の仮数と加算部13の出力の指数とを合わせ
た浮動小数点数を信号線104から入力し、その浮動小
数点数を演算結果として信号線105に出力する。
2上の被演算数の指数が奇数の場合には、変換表記憶部
11の出力の仮数と加算部13の出力の指数とを合わせ
た浮動小数点数を信号線104から入力し、その浮動小
数点数を演算結果として信号線105に出力する。
【0031】ここで、入力の仮数mが「(1/N)≦m
<1」に適合するように正規化されているならば、変換
表記憶部10および11に記憶されている変換後の値
m′(演算結果の仮数であるm1/2 または(m/N)
1/2 )は次の式を満たすので、信号線105上の演算結
果は正規化されたものとなる。 変換表記憶部10 (1/N)<(1/N)1/2 ≦m′<11/2 =1 例えば、N=16の場合には以下のようになる。 (1/16)<(1/4)≦m′<1 変換表記憶部11 (1/N)=((1/N)/N)1/2 ≦m′<(1/
N)1/2 <1 例えば、N=16の場合には以下のようになる。 (1/16)≦m′<(1/4)<1
<1」に適合するように正規化されているならば、変換
表記憶部10および11に記憶されている変換後の値
m′(演算結果の仮数であるm1/2 または(m/N)
1/2 )は次の式を満たすので、信号線105上の演算結
果は正規化されたものとなる。 変換表記憶部10 (1/N)<(1/N)1/2 ≦m′<11/2 =1 例えば、N=16の場合には以下のようになる。 (1/16)<(1/4)≦m′<1 変換表記憶部11 (1/N)=((1/N)/N)1/2 ≦m′<(1/
N)1/2 <1 例えば、N=16の場合には以下のようになる。 (1/16)≦m′<(1/4)<1
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、2のべき
乗数であるN(16を代表例とする)を基数とする正規
化浮動小数点数の平方根の演算を行う場合に、仮数部の
演算については1回の変換表の索引のみで可能とし、指
数部の演算についても2を除数とする除算および1の加
算(いずれも整数演算である)だけによって可能とする
ことにより、浮動小数点数の演算を行うための回路(従
来技術における浮動小数点数乗算部のような回路)が不
要になり、回路規模を縮小することができ、信号の伝播
遅延時間を小さくすることができるという効果がある。
乗数であるN(16を代表例とする)を基数とする正規
化浮動小数点数の平方根の演算を行う場合に、仮数部の
演算については1回の変換表の索引のみで可能とし、指
数部の演算についても2を除数とする除算および1の加
算(いずれも整数演算である)だけによって可能とする
ことにより、浮動小数点数の演算を行うための回路(従
来技術における浮動小数点数乗算部のような回路)が不
要になり、回路規模を縮小することができ、信号の伝播
遅延時間を小さくすることができるという効果がある。
【0033】また、本発明の平方根演算装置による演算
結果は常に正規化された値になるので、演算結果を正規
化するための正規化手段を設ける必要がなくなるという
効果もある。
結果は常に正規化された値になるので、演算結果を正規
化するための正規化手段を設ける必要がなくなるという
効果もある。
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図2】従来の平方根演算装置の一例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
10,11 変換表記憶部、 12 除算部 13 加算部 14 演算結果選択部 101〜105 信号線
Claims (2)
- 【請求項1】 16を基数とする正規化浮動小数点数の
平方根の演算を行う平方根演算装置において、被演算数
の仮数を入力しその値の平方根を出力するための変換表
を記憶する第1の変換表記憶部と、被演算数の仮数を入
力しその値を16で除した値の平方根を出力するための
変換表を記憶する第2の変換表記憶部と、被演算数の指
数を2で除した値を求めて出力する除算部と、この除算
部の出力に1を加えて出力する加算部と、被演算数の指
数が偶数である場合に前記第1の変換表記憶部の出力の
仮数部と前記除算部の出力の指数部とを合わせた正規化
浮動小数点数を演算結果として出力し、被演算数の指数
が奇数である場合に前記第2の変換表記憶部の出力の仮
数部と前記加算部の出力の指数部とを合わせた正規化浮
動小数点数を演算結果として出力する演算結果選択部と
を有することを特徴とする平方根演算装置。 - 【請求項2】 2のべき乗数であるNを基数とする正規
化浮動小数点数の平方根の演算を行う平方根演算装置に
おいて、被演算数の仮数を入力しその値の平方根を出力
するための変換表を記憶する第1の変換表記憶部と、被
演算数の仮数を入力しその値をNで除した値の平方根を
出力するための変換表を記憶する第2の変換表記憶部
と、被演算数の指数を2で除した値を求めて出力する除
算部と、この除算部の出力に1を加えて出力する加算部
と、被演算数の指数が偶数である場合に前記第1の変換
表記憶部の出力の仮数部と前記除算部の出力の指数部と
を合わせた正規化浮動小数点数を演算結果として出力
し、被演算数の指数が奇数である場合に前記第2の変換
表記憶部の出力の仮数部と前記加算部の出力の指数部と
を合わせた正規化浮動小数点数を演算結果として出力す
る演算結果選択部とを有することを特徴とする平方根演
算装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41101590A JP2699658B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 平方根演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41101590A JP2699658B2 (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 平方根演算装置 |
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JPH04216127A JPH04216127A (ja) | 1992-08-06 |
JP2699658B2 true JP2699658B2 (ja) | 1998-01-19 |
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JP (1) | JP2699658B2 (ja) |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP41101590A patent/JP2699658B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH04216127A (ja) | 1992-08-06 |
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