[发明专利]一种补码运算方法及装置、补码运算装置的运算方法

说明书

本发明涉及一种补码运算方法，当所述原码为负数时，按照从最低位到最高位的顺序找到原码中的第一个“1”；保持所述第一个“1”以及它后面的“0”比特位和原码的符号位的比特位不变，对所述第一个“1”和所述符号位之间的比特位按位取反，得到补码。本发明还涉及一种补码运算装置，该补码运算装置仅由与门、或门以及异或门这种简单的逻辑门构成，与传统的补码运算器的方法相比，电路简单，降低了功耗，加快了补码的运算速度。

技术领域

本发明涉及数字电路领域，特别是涉及一种补码运算方法及装置、补码运算装置的运算方法。

背景技术

码制转换是数字电路基础学习中的一个重要内容，并且计算机中常采用补码表示有符号数，由于有在异号相加的情形下，补码表示可以将减法变成加法，而且符号位连同数值位一起参与运算，运算结果也不需要进行任何后续处理，因此采用补码进行运算会使计算变得简单，这样，在许多运算中必不可少的用到求补操作，并且在乘法器、算数运算单元等运算器中有广泛的应用。

通常，传统的补码求法是：正数的原码、反码和补码是相同的，负数的补码求法是符号位不变，其他位取反加1，传统求补电路由反相器、多路选择器以及加法器组成，电路较复杂，耗费的资源多，速度较慢，因此急需一种补码的速算方法和基于该方法的、电路简单计算速度快的补码的运算装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种补码运算方法及装置、补码运算装置的运算方法，根据补码运算方法设置的补码运算装置，该装置通过与门、或门以及异或门这种简单的逻辑门构成，电路简单，降低了功耗，且通过该补码运算装置进行补码运算的方法加快了补码的运算速度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种补码运算方法，所述方法包括：

判断原码是正数还是负数，当所述原码为负数时，按照从最低位到最高位的顺序找到原码中的第一个“1”；

保持所述第一个“1”及它后面的“0”比特位和原码的符号位不变，对所述第一个“1”和所述符号位之间的比特位按位取反，得到补码。

一种补码运算装置，包括n-1个与或门、n-1个异或门、n-1个输入数值位、n-1个输出数值位、n个进位信号、选择信号sel，输入符号位和输出符号位，其中，；

第一个所述进位信号连接到第一个与或门中或门的输入端和第一个异或门的输入端，第k个与或门的输出端连接到第k+1个所述与或门的或门的输入端和第k+1个所述异或门的输入端，其中，k=1，2，...，n-1，第k个与或门的输出信号为第k+1个进位信号，第k个输入数值位连接到第k个与或门中与门的输入端和第k个所述异或门的输入端，第k个所述异或门的输出端连接第k个所述输出数值位，所述第n个进位信号即第n-1个与或门的输出端与所述输入符号位和所述输出符号位设置于同一位置。

所述输入数值位为原码的数值位，所述输出数值位为与所述原码对应的补码的数值位，所述输入符号位为原码的符号位，所述输出符号位为与所述原码对应的补码的符号位。

所述选择信号sel由所述输入符号位确定。

当所述输入符号位为1时，所述选择信号sel为1；当所述输入符号为0时，所述选择信号sel为0。

所述第一个进位信号为0。

一种补码运算装置的运算方法，所述方法包括：

获取原码的数值位和符号位；

根据所述原码的符号位确定输入符号位和选择信号sel；

将所述原码的数值位输入到补码运算装置的输入数值位，所述原码的数值位与所述输入数值位一一对应，根据所述输入数值位、所述选择信号sel和第一个进位信号得到输出数值位；

根据所述输入符号位确定输出符号位；