JP2014022975A - Asynchronous correlation arithmetic circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a new correlation arithmetic circuit which, while saving power consumption, can realize speeding up of arithmetic operation.SOLUTION: In a first asynchronous correlation arithmetic circuit 100A, a received data two-wire encoding unit 110B included in a received data supply unit 110 two-wire encodes received series data composed of a series of M-bit received data (M≥1). Also, a replica data two-wire encoding unit 120B included in a replica data supply unit 120 two-wire encodes replica code composed of a series of 1-bit replica data. An asynchronous full addition unit 150 adds the output value from the received data supply unit 110 to the output value of an addition result two-wire encoding unit 180 which two-wire encodes the stored value of an addition result storage unit 170 by a sign corresponding to the output value from the replica data supply unit 120, and outputs the added sum. Then, a two-wire decoding unit 160 decodes the two-wire encode output value output by the asynchronous full addition unit 150 and outputs the decoded data to the addition result storage unit 170.

Description

本発明は、非同期で相関演算を行う非同期相関演算回路に関する。   The present invention relates to an asynchronous correlation calculation circuit that performs correlation calculation asynchronously.

測位用衛星信号を利用した測位システムとしては、GPS(Global Positioning System)が広く知られており、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵されたGPS受信機に利用されている。GPSでは、複数のGPS衛星の位置や各GPS衛星からGPS受信機までの擬似距離等の情報に基づいて位置算出装置の位置座標と時計誤差とを求める位置算出計算を行う。   As a positioning system using a positioning satellite signal, GPS (Global Positioning System) is widely known, and is used in a GPS receiver built in a mobile phone, a car navigation device, or the like. In GPS, position calculation calculation is performed to obtain position coordinates and clock errors of the position calculation device based on information such as positions of a plurality of GPS satellites and pseudo distances from each GPS satellite to the GPS receiver.

GPS衛星から送出されるGPS衛星信号は、C/A(Coarse and Acquisition)コードと呼ばれるGPS衛星毎に異なる拡散符号で変調されている。GPS受信機は、微弱な受信信号の中からGPS衛星信号を捕捉するために、受信信号とC/Aコードを模擬したレプリカコードとの相関演算を行ってGPS衛星信号を捕捉する。   A GPS satellite signal transmitted from a GPS satellite is modulated with a spread code different for each GPS satellite called a C / A (Coarse and Acquisition) code. In order to capture a GPS satellite signal from a weak received signal, the GPS receiver performs a correlation operation between the received signal and a replica code simulating a C / A code and captures the GPS satellite signal.

例えば、特許文献1には、入力信号とレプリカコードとの積和演算を行う積和演算器を並列に配置して積和演算を行わせることによって、入力信号とレプリカコードとの相関演算を実現する相関演算装置が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a correlation operation between an input signal and a replica code by arranging a product-sum operation unit that performs a product-sum operation on an input signal and a replica code in parallel. A correlation calculation device is disclosed.

特開2011−15159号公報JP 2011-15159 A

近年、GPS受信機が内蔵される電子機器の小型化とバッテリーによる長時間駆動の実現のために、GPS受信機の省電力化が要求されている。GPS受信機の中でも相関演算回路は稼働率が高く、消費電力が大きいため、相関演算回路の省電力化が望まれている。   In recent years, there has been a demand for power saving of a GPS receiver in order to reduce the size of an electronic device in which the GPS receiver is built and to realize a long-time drive by a battery. Among the GPS receivers, the correlation calculation circuit has a high operating rate and high power consumption, and thus power saving of the correlation calculation circuit is desired.

いわゆるディープ・サブミクロンの半導体技術を用いれば、低電圧化による相関演算回路における消費電力の削減や相関演算の高速化をある程度実現することが可能ではある。しかし、従来の相関演算回路は、同期設計手法に基づき設計されており、クロックが必須であるため、消費電力の削減や演算の高速化には自ずと限界がある。例えば、演算の高速化を実現するためには、相関演算回路の駆動用のクロックの周波数を上げるか回路の並列化を図ることが必要となるが、その場合、クロックの周波数と回路の並列化の度数に比例して消費電力が増大してしまうという問題がある。   If so-called deep sub-micron semiconductor technology is used, it is possible to reduce power consumption and increase the speed of correlation calculation to some extent by reducing the voltage. However, since the conventional correlation calculation circuit is designed based on the synchronous design method and requires a clock, there are naturally limitations in reducing power consumption and increasing the calculation speed. For example, in order to realize high-speed operation, it is necessary to increase the frequency of the clock for driving the correlation operation circuit or to make the circuit parallel, in which case the clock frequency and the circuit are parallelized. There is a problem that the power consumption increases in proportion to the frequency of.

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、省電力化を図りつつ演算の高速化を実現可能な新しい相関演算回路を提案することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to propose a new correlation calculation circuit capable of realizing high-speed calculation while saving power.

以上の課題を解決するための第1の形態は、Mビット(M≧1)の第1のデータの系列でなる第1の系列データを2線符号化する第1の2線符号化部を有し、演算が完了する毎に次の演算に供すべき第1のデータを供給する第1のデータ供給部と、1ビットの第2のデータの系列でなる第2の系列データを2線符号化する第2の2線符号化部を有し、演算が完了する毎に次の演算に供すべき第2のデータを供給する第2のデータ供給部と、加算結果を記憶する加算結果記憶部と、前記加算結果記憶部の記憶値を2線符号化する第3の2線符号化部と、前記第3の2線符号化部の出力値に、前記第1のデータ供給部からの出力値を、前記第2のデータ供給部からの出力値に応じた符号で加算して出力する非同期全加算部と、前記非同期全加算部による2線符号の出力値を復号して前記加算結果記憶部に出力する2線復号部と、を備えた非同期相関演算回路である。   A first mode for solving the above-described problem is a first two-line encoding unit that performs two-line encoding on first series data that is a series of M-bit (M ≧ 1) first data. A first data supply unit that supplies first data to be used for the next calculation every time the calculation is completed, and a second line data that is a series of 1-bit second data. And a second data supply unit that supplies second data to be used for the next calculation every time the calculation is completed, and an addition result storage unit that stores the addition result Output from the first data supply unit to the output value of the third two-line encoding unit and a third two-line encoding unit that performs two-line encoding of the storage value of the addition result storage unit Asynchronous full adder that adds and outputs a value with a sign corresponding to the output value from the second data supply unit, and the asynchronous full adder And 2-wire decoder which decodes the output value of the 2-wire code is output to the addition result storage unit with an asynchronous correlation calculation circuit with.

この第1の形態によれば、第1のデータ供給部が有する第1の2線符号化部によって第1の系列データが2線符号化される。また、第2のデータ供給部が有する第2の2線符号化部によって第2の系列データが2線符号化される。そして、第1のデータ供給部は、非同期全加算部の演算が完了する毎に次の演算に供すべき第1のデータを非同期全加算部に供給し、第2のデータ供給部は、非同期全加算部の演算が完了する毎に次の演算に供すべき第2のデータを非同期全加算部に供給する。非同期全加算部は、加算結果の記憶値を2線符号化した値に、第1のデータ供給部からの出力値を、第2のデータ供給部からの出力値に応じた符号で加算して出力する。   According to the first mode, the first series data is two-line encoded by the first two-line encoding unit included in the first data supply unit. In addition, the second series data is two-line encoded by the second two-line encoding unit included in the second data supply unit. The first data supply unit supplies the first data to be used for the next calculation to the asynchronous full adder every time the operation of the asynchronous full adder is completed, and the second data supply unit Each time the operation of the adder is completed, the second data to be used for the next operation is supplied to the asynchronous full adder. The asynchronous full adder adds the output value from the first data supply unit to the value obtained by two-line encoding the stored value of the addition result with a code corresponding to the output value from the second data supply unit. Output.

非同期全加算部が2線符号化されたデータを入力するように構成したことで、非同期全加算部は、有効データの到来を確実に検知して演算を行うことが可能となる。非同期全加算部では、当該非同期全加算部の最新の加算結果に第1のデータを加算する演算が行われる。この場合において、第2のデータの符号が正であれば第1のデータを足し込み(すなわち加算する)、第2のデータの符号が負であれば第1のデータの符号を反転して足し込む(すなわち減算する)ことで、相関演算を正しく行うことが可能となる。   Since the asynchronous full adder is configured to input 2-line encoded data, the asynchronous full adder can reliably detect the arrival of valid data and perform an operation. In the asynchronous full adder, an operation for adding the first data to the latest addition result of the asynchronous full adder is performed. In this case, if the sign of the second data is positive, the first data is added (that is, added), and if the sign of the second data is negative, the sign of the first data is inverted and added. By inserting (that is, subtracting), the correlation calculation can be performed correctly.

本形態の非同期相関演算回路では、グローバル信号(クロック)によって全ての回路が駆動されるために最も遅い回路によって全体のパフォーマンスが決まる最悪ケース・シナリオに従う同期回路と違って、都度必要な回路のみがイベント・ドリブンに動作する平均ケース・シナリオに従うため、比較的小さい回路粒度の回路ブロックによって並列度を高く構成することができるため相関演算回路全体として高速な回路動作を実現することができる。また、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)ロジックではスイッチング延べ回数に比例した電力が消費されるが、意味論的に不要なスイッチング動作が行われないために、大幅な電力削減も実現することができる。   In the asynchronous correlation circuit of this form, all circuits are driven by a global signal (clock), so unlike the synchronous circuit that follows the worst case scenario where the overall performance is determined by the slowest circuit, only the necessary circuit is required each time. Since the average case scenario that operates in an event-driven manner is followed, the degree of parallelism can be increased by a circuit block having a relatively small circuit granularity, so that a high-speed circuit operation can be realized as the entire correlation operation circuit. In addition, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) logic consumes power proportional to the total number of switching, but since no semantically unnecessary switching operation is performed, significant power reduction can be realized.

また、第2の形態として、第1の形態の非同期相関演算回路において、前記第1のデータ供給部は、前記第1のデータそれぞれに対応して当該第1のデータを格納する第1のデータレジスタ群を有し、前記第2のデータ供給部は、前記第2のデータそれぞれに対応して当該第2のデータを格納する第2のデータレジスタ群を有し、前記第1の2線符号化部は、前記第1のデータレジスタ群を構成する第1のデータレジスタにそれぞれ対応付けられ、当該第1のデータレジスタに格納された第1のデータを2線符号化する第1の2線符号化器を有し、前記第2の2線符号化部は、前記第2のデータレジスタ群を構成する第2のデータレジスタそれぞれに対応付けられ、当該第2のデータレジスタに格納された第2のデータを2線符号化する第2の2線符号化器を有し、前記第1のデータ供給部は、次の演算に供すべき第1のデータに対応する前記第1の2線符号化器を選択する第1の選択部を有し、前記第2のデータ供給部は、次の演算に供すべき第2のデータに対応する前記第2の2線符号化器を選択する第2の選択部を有する、非同期相関演算回路を構成することとしてもよい。   Further, as a second form, in the asynchronous correlation arithmetic circuit according to the first form, the first data supply unit stores the first data corresponding to each of the first data. The second data supply unit has a second data register group for storing the second data corresponding to each of the second data, and the first two-line code And the first data line corresponding to the first data register constituting the first data register group, and the first data line that encodes the first data stored in the first data register. An encoder, and the second two-line encoder is associated with each of the second data registers constituting the second data register group and stored in the second data register. 2nd line encoding of 2 data The first data supply unit has a first selection unit that selects the first two-line encoder corresponding to the first data to be subjected to the next calculation. The second data supply unit constitutes an asynchronous correlation calculation circuit having a second selection unit that selects the second two-line encoder corresponding to the second data to be subjected to the next calculation. It is good to do.

この第2の形態によれば、第1のデータ供給部は第1のデータレジスタ群を有し、第1のデータは、当該第1のデータレジスタ群を構成する第1のデータレジスタのうちの、対応する第1のデータレジスタに格納される。また、第1のデータレジスタ群を構成する第1のデータレジスタそれぞれに対応付けて第1の2線符号化器が設けられている。このため、第1の選択部が、次の演算に供すべき第1のデータに対応する第1の2線符号化器を選択することで、当該第1のデータが対応する第1の2線符号化器によって2線符号化されて、非同期全加算器に供給されることになる。第2のデータについても同様である。   According to the second mode, the first data supply unit has the first data register group, and the first data is stored in the first data register constituting the first data register group. , Stored in the corresponding first data register. In addition, a first two-line encoder is provided in association with each first data register constituting the first data register group. For this reason, the first selection unit selects the first two-line encoder corresponding to the first data to be subjected to the next calculation, whereby the first two-line corresponding to the first data is selected. Two-line encoding is performed by the encoder and supplied to the asynchronous full adder. The same applies to the second data.

また、第3の形態として、第2の形態の非同期相関演算回路において、前記第1の選択部は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を前記第1のデータそれぞれに対応付けて設け、読出トークンが前記読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構であって、前記非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる第1の読出用レジスタ機構を有し、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき第1のデータに対応する前記第1の2線符号化器を選択し、前記第2の選択部は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を前記第2のデータそれぞれに対応付けて設け、読出トークンが前記読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構であって、前記非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる第2の読出用レジスタ機構を有し、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき第2のデータに対応する前記第2の2線符号化器を選択する、非同期相関演算回路を構成することとしてもよい。   Further, as a third mode, in the asynchronous correlation operation circuit according to the second mode, the first selection unit sets a read token register stage that communicates with each other by a four-phase handshaking protocol to each of the first data. A read register mechanism provided in association with a read token configured to circulate through the read token register stage, wherein each time the asynchronous full adder completes the operation, the read token is transferred to the next read token register. A first read register mechanism that moves to the stage, and selects the first two-line encoder corresponding to the first data to be subjected to the next operation based on the read token; The selection unit provides a read token register stage that communicates with each other by a four-phase handshaking protocol in association with each of the second data. A read register mechanism configured such that a read token circulates through the read token register stage, and the read token is moved to the next read token register stage each time the operation of the asynchronous full adder is completed. Forming an asynchronous correlation arithmetic circuit having two read register mechanisms and selecting the second two-line encoder corresponding to the second data to be subjected to the next operation based on the read token It is good.

この第3の形態によれば、読出トークンが読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構であって、非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる第1の読出用レジスタ機構において、読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させていき、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき第1のデータに対応する第1の2線符号化器を選択することで、次の演算に供すべき第1のデータを簡単に選択することができる。また、この第1の読出用レジスタ機構では、読出トークンレジスタ段同士が互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合うため、読出トークンレジスタ段同士が互いの動作状態を把握した上で、矛盾のない回路動作を実現することができる。この場合、読出トークンが遷移していく過程で各読出トークンレジスタ段は元の状態に復帰することとなる。
第2の読出用レジスタ機構についても同様である。
According to the third aspect, the read register mechanism is configured so that the read token circulates in the read token register stage, and the read token is read to the next stage every time the operation of the asynchronous full adder is completed. In the first read register mechanism for moving to the token register stage, the read token is moved to the next read token register stage and corresponds to the first data to be used for the next operation based on the read token. By selecting the first two-line encoder, the first data to be used for the next calculation can be easily selected. Further, in this first read register mechanism, the read token register stages communicate with each other using a four-phase handshaking protocol, so that the read token register stages have no inconsistency after grasping the operation state of each other. Circuit operation can be realized. In this case, each read token register stage returns to the original state in the process of the read token transitioning.
The same applies to the second read register mechanism.

また、第4の形態として、第2の形態の非同期相関演算回路において、前記非同期全加算部は、2K個(Kは1以上の整数)の前記第1のデータを加算する(2K−1)個の非同期全加算器をトーナメント型に配置構成したトーナメント型全加算器群を有し、前記第1の選択部は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を前記第1のデータそれぞれに対応付けて設け、読出トークンが前記読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構であって、各読出トークンレジスタ段が、前記非同期全加算部の演算対象の2K個の第1のデータに対応する前記第1の2線符号化器に対応付けられ、前記非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる第1の読出用レジスタ機構を有し、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき2K個の前記第1のデータに対応する前記第1の2線符号化器を選択し、前記第2の選択部は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を前記第2のデータそれぞれに対応付けて設け、読出トークンが前記読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構であって、各読出トークンレジスタ段が、相関演算の相手方となる2K個の第2のデータに対応する前記第2の2線符号化器に対応付けられ、前記非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる第2の読出用レジスタ機構を有し、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき2K個の前記第2のデータに対応する前記第2の2線符号化器を選択し、前記トーナメント型全加算器群のうち、最下段の前記非同期全加算器それぞれは、演算対象となる2つの前記第1のデータのうちの一方の第1のデータに係る前記第1の2線符号化器の出力値に、他方の第1のデータに係る前記第1の2線符号化器の出力値を、相関演算の相手方となる2つの前記第2のデータに係る前記第2の2線符号化器の出力値に応じた符号で加算する、非同期相関演算回路を構成することとしてもよい。 As a fourth mode, in the asynchronous correlation operation circuit of the second mode, the asynchronous full adder adds 2 K pieces (K is an integer of 1 or more) of the first data (2 K − 1) A tournament type full adder group in which one asynchronous full adder is arranged in a tournament type, and the first selection unit includes a read token register stage that communicates with each other by a four-phase handshaking protocol. A read register mechanism provided in association with each first data and configured such that a read token circulates through the read token register stage, wherein each read token register stage is an operation target of the asynchronous full adder 2 associated with the K first of said first two-wire encoder corresponding to the data, the asynchronous full adder unit reading operation for reading the token of the next every complete the Tokunre of Having a first read register mechanism for moving the register stages, the first two-wire encoder corresponding to the next 2 to Kyosu the calculation of the K of said first data based on the read token The second selection unit provides a read token register stage that communicates with each other by a four-phase handshaking protocol in association with each of the second data, and a read token circulates through the read token register stage. A read register mechanism configured as described above, wherein each read token register stage is associated with the second two-line encoder corresponding to 2 K second data which is a counterpart of a correlation operation. And a second read register mechanism for moving the read token to the next read token register stage each time the operation of the asynchronous full adder is completed, and based on the read token Select the second two-wire encoder for the following 2 K pieces should Kyosu the operation of the second data, among the tournament-type full adder group, the asynchronous full adder respective lowermost Is the output value of the first 2-line encoder related to the first data of one of the two first data to be calculated, and the first value related to the other first data. An asynchronous correlation calculation circuit that adds an output value of a two-line encoder with a code corresponding to an output value of the second two-line encoder related to the two second data serving as a counterpart of a correlation calculation; It may be configured.

この第4の形態によれば、2K個(Kは1以上の整数)の第1のデータを加算する(2K−1)個の非同期全加算器をトーナメント型に配置構成したトーナメント型全加算器群を構成する。この場合、第3の形態と同様に、いわゆるトークンパッシング方式を利用することで、次の演算に供すべき第1のデータ及び第2のデータを、それぞれ2K個ずつ簡単に非同期全加算部に供給することが可能となる。この場合、相関演算の相手方となる第2のデータの符号によっては、トーナメント型全加算器群のうちの最下段の非同期全加算器で演算を行う際に、2つの第1のデータが加算されるのではなく、減算されるようにする必要がある。そこで、トーナメント型全加算器群の最下段の非同期全加算器それぞれが、加算対象となる2つの第1のデータのうちの一方の第1のデータに係る第1の2線符号化器の出力値に、他方の第1のデータに係る第1の2線符号化器の出力値を、相関演算の相手方となる2つの前記第2のデータに係る第2の2線符号化器の出力値に応じた符号で加算するようにする。 According to the fourth embodiment, a tournament-type all-in which (2 K −1) asynchronous full adders for adding 2 K (K is an integer of 1 or more) first data are arranged in the tournament type. An adder group is configured. In this case, similarly to the third embodiment, by using a so-called token passing system, 2 K pieces of first data and second data to be used for the next calculation can be easily transferred to the asynchronous full adder. It becomes possible to supply. In this case, depending on the sign of the second data that is the counterpart of the correlation calculation, two first data are added when the lowest asynchronous full adder in the tournament type full adder group performs the calculation. Instead, it needs to be subtracted. Therefore, each of the lowest asynchronous full adders in the tournament-type full adder group outputs the first 2-line encoder related to the first data of one of the two first data to be added. The output value of the first two-line encoder related to the other first data is the output value of the second two-line encoder related to the two second data that are the counterparts of the correlation calculation. Are added with a sign corresponding to.

また、第5の形態として、第2の形態の非同期相関演算回路において、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う書込トークンレジスタ段を書込トークンが循環するように構成された書込用レジスタ機構であって、書込トークンを次段の書込トークンレジスタ段に順次移動させ、当該書込トークンに基づいて前記第1のデータを前記第1のデータレジスタに記憶させる第1の書込用レジスタ機構と、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う書込トークンレジスタ段を書込トークンが循環するように構成された書込用レジスタ機構であって、書込トークンを次段の書込トークンレジスタ段に順次移動させ、当該書込トークンに基づいて前記第2のデータを前記第2のデータレジスタに記憶させる第2の書込用レジスタ機構と、を備えた非同期相関演算回路を構成することとしてもよい。   Further, as a fifth form, in the asynchronous correlation operation circuit of the second form, the write token is configured so that the write token circulates through the write token register stage communicating with each other by the four-phase handshaking protocol. A register mechanism for sequentially moving a write token to a next write token register stage and storing the first data in the first data register based on the write token; The write register mechanism is configured such that the write token circulates between the register mechanism for writing and the write token register stage communicating with each other by a four-phase handshaking protocol. And sequentially storing the second data in the second data register based on the write token. A write register mechanism, it is also possible to configure the asynchronous correlation calculation circuit with.

この第5の形態によれば、書込トークンを次段の書込トークンレジスタ段に順次移動させ、当該書込トークンに基づいて第1のデータを対応する第1のデータレジスタに記憶させる第1の書込用レジスタ機構を用いることで、第1のデータレジスタへの第1のデータの書き込みを簡単に行うことができる。また、この第1の書込用レジスタ機構では、書込用レジスタ段同士が互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合うため、書込トークンレジスタ段同士が互いの動作状態を把握した上で、矛盾のない回路動作を実現することができる。この場合、書込トークンが遷移していく過程で各書込用レジスタ段は元の状態に復帰することとなる。
第2の書込用レジスタ機構についても同様である。
According to the fifth aspect, the write token is sequentially moved to the next write token register stage, and the first data is stored in the corresponding first data register based on the write token. By using this write register mechanism, it is possible to easily write the first data to the first data register. Also, in this first write register mechanism, the write register stages communicate with each other using a four-phase handshaking protocol, so that the write token register stages understand each other's operating state, Circuit operations without contradiction can be realized. In this case, each write register stage returns to the original state in the process of transition of the write token.
The same applies to the second write register mechanism.

また、第6の形態として、第1の形態の非同期相関演算回路における前記第2のデータ供給部が、長さ2L−1(Lは3以上の整数)の前記第2の系列データを生成する非同期データ生成回路を有し、前記非同期データ生成回路は、1ビットデータレジスタ部を2線復号器及び2線符号化器で挟んで構成したL段の第1のデータレジスタ部と(L−1)段の第1の排他的論理和演算回路とを線形フィードバック接続した第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路と、1ビットデータレジスタ部を2線復号器及び2線符号化器で挟んで構成したL段の第2のデータレジスタ部と(L−1)段の第2の排他的論理和演算回路とを線形フィードバック接続した第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路と、前記第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路からの出力値と前記第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路からの出力値とを結合する結合部と、を有し、前記第1のデータレジスタ部の2線符号化器及び前記第2のデータレジスタ部の2線符号化器によって前記第2の2線符号化部が構成され、前記第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路は、前記第1のデータレジスタ部それぞれの第1の初期値と、排他的論理和の演算を実行させる前記第1の排他的論理和演算回路とを設定可能に構成され、前記第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路は、前記第2のデータレジスタ部それぞれの第2の初期値と、排他的論理和の演算を実行させる前記第2の排他的論理和演算回路とを設定可能に構成された、非同期相関演算回路を構成することとしてもよい。 As a sixth form, the second data supply unit in the asynchronous correlation calculation circuit of the first form generates the second series data having a length of 2 L −1 (L is an integer of 3 or more). An asynchronous data generation circuit, and the asynchronous data generation circuit includes an L-stage first data register unit configured by sandwiching a 1-bit data register unit between a 2-line decoder and a 2-line encoder (L- 1) A first linear feedback shift register circuit in which a first exclusive OR operation circuit in a stage is connected in a linear feedback manner and a 1-bit data register unit are sandwiched between a 2-line decoder and a 2-line encoder. A second linear feedback shift register circuit in which an L-stage second data register unit and an (L-1) -stage second exclusive OR operation circuit are connected in a linear feedback manner; and the first linear feedback system. A coupling unit that couples an output value from the register circuit and an output value from the second linear feedback shift register circuit, and a two-wire encoder of the first data register unit and the second The second 2-wire encoder is configured by a 2-wire encoder of the data register unit, and the first linear feedback shift register circuit includes a first initial value of each of the first data register units, The first exclusive OR operation circuit that executes the exclusive OR operation can be set, and the second linear feedback shift register circuit includes a second data register unit that includes a second data register unit. An asynchronous correlation operation circuit configured to be able to set the initial value and the second exclusive OR operation circuit for executing the exclusive OR operation may be configured.

この第6の形態によれば、第2のデータ供給部は、長さ2L−1(Lは3以上の整数)の第2の系列データを生成する非同期データ生成回路を有する。この非同期データ生成回路は、1ビットデータレジスタ部を2線復号器及び2線符号化器で挟んで構成したL段のデータレジスタ部と(L−1)段の排他的論理和演算回路とを線形フィードバック接続した線形フィードバックシフトレジスタ回路を2個有して構成され、それぞれの線形フィードバックシフトレジスタ回路からの出力値を結合することで第2の系列データを生成する。第1のデータレジスタ部の2線符号化器及び第2のデータレジスタ部の2線符号化器によって第2の2線符号化部が構成されているため、第2の系列データを構成する第2のデータが2線符号化されて非同期全加算部に供給されることになる。また、それぞれの線形フィードバックシフトレジスタ回路は、データレジスタ部それぞれの初期値と排他的論理和の演算を実行させる排他的論理和演算回路とを設定可能に構成されており、これらの設定を適切に行うことで、非同期データ生成回路に第2の系列データを適切に生成させることが可能となる。 According to the sixth aspect, the second data supply unit includes the asynchronous data generation circuit that generates the second series data having a length of 2 L −1 (L is an integer of 3 or more). This asynchronous data generation circuit includes an L-stage data register section configured by sandwiching a 1-bit data register section between a 2-line decoder and a 2-line encoder, and an (L-1) -stage exclusive OR operation circuit. The second series data is generated by combining two linear feedback shift register circuits connected by linear feedback, and combining output values from the respective linear feedback shift register circuits. Since the second two-line encoder is constituted by the two-line encoder of the first data register unit and the two-line encoder of the second data register unit, the second data constituting the second series data is configured. The data of 2 is two-line encoded and supplied to the asynchronous full adder. Each linear feedback shift register circuit is configured so that an initial value of each data register unit and an exclusive OR operation circuit for executing an exclusive OR operation can be set, and these settings are appropriately set. By doing so, the asynchronous data generation circuit can appropriately generate the second series data.

この場合、第7の形態のように、第6の形態の非同期相関演算回路における前記第2のデータ供給部が、前記非同期データ生成回路に生成させる前記第2の系列データに応じた前記第1の初期値及び前記第1の排他的論理和演算回路の設定を行うとともに、当該第2の系列データに応じた前記第2の初期値及び前記第2の排他的論理和演算回路の設定を行う設定部を有する非同期相関演算回路を構成するようにすると効果的である。   In this case, as in the seventh embodiment, the second data supply unit in the asynchronous correlation operation circuit of the sixth embodiment causes the first data corresponding to the second series data to be generated by the asynchronous data generation circuit. And the first exclusive OR operation circuit are set, and the second initial value and the second exclusive OR operation circuit are set according to the second series data. It is effective to configure an asynchronous correlation operation circuit having a setting unit.

この第7の形態によれば、第2のデータ供給部は、非同期データ生成回路に生成させる第2の系列データに応じた第1の初期値及び第1の排他的論理和演算回路の設定を行うとともに、当該第2の系列データに応じた第2の初期値及び第2の排他的論理和演算回路の設定を行う設定部を有する。これにより、第2の系列データとして異なる複数の系列データが存在する場合であっても、生成させたい系列データに応じた初期値及び排他的論理和演算回路の設定を行うことで、所望の第2の系列データを非同期データ生成回路に生成させることが可能となる。   According to the seventh embodiment, the second data supply unit sets the first initial value and the first exclusive OR operation circuit according to the second series data to be generated by the asynchronous data generation circuit. And a setting unit that sets the second initial value and the second exclusive OR operation circuit according to the second series data. As a result, even when there are a plurality of different series data as the second series data, the initial value and the exclusive OR operation circuit are set according to the series data to be generated, so that the desired first 2 series data can be generated by the asynchronous data generation circuit.

また、第8の形態として、第1〜第7の何れかの形態の非同期相関演算回路において、前記第1の系列データは、衛星からの受信信号を時系列にサンプリングした系列データであり、前記第2の系列データは、前記衛星のレプリカコードを時系列にサンプリングした系列データであり、前記受信信号と前記レプリカコードとの相関値を算出する非同期回路である、非同期相関演算回路を構成することとしてもよい。   Further, as an eighth aspect, in the asynchronous correlation arithmetic circuit according to any one of the first to seventh aspects, the first series data is series data obtained by sampling a received signal from a satellite in time series, The second series data is series data obtained by sampling the satellite replica code in time series, and constitutes an asynchronous correlation operation circuit that is an asynchronous circuit for calculating a correlation value between the received signal and the replica code. It is good.

この第8の形態によれば、衛星からの受信信号とレプリカコードとの相関演算を行う非同期相関演算回路を実現することが可能となる。   According to the eighth embodiment, it is possible to realize an asynchronous correlation calculation circuit that performs a correlation calculation between a received signal from a satellite and a replica code.

GPS受信機の機能構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of a function structure of a GPS receiver. 第1の非同期相関演算回路の回路構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the circuit structure of a 1st asynchronous correlation calculating circuit. 非同期全加算部の回路構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the circuit structure of an asynchronous full addition part. 第1の非同期相関演算回路における受信データの書込用レジスタ機構及び読出用レジスタ機構の説明図。Explanatory drawing of the register mechanism for writing of the received data and the register mechanism for reading in the 1st asynchronous correlation calculating circuit. 第1の非同期相関演算回路におけるレプリカデータの書込用レジスタ機構及び読出用レジスタ機構の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a replica data write register mechanism and a read register mechanism in the first asynchronous correlation operation circuit. レジスタ機構の構成及び動作の説明図。Explanatory drawing of a structure and operation | movement of a register mechanism. 読出用レジスタ機構の動作の説明図。Explanatory drawing of operation | movement of the register mechanism for reading. 読出用レジスタ機構の動作の説明図。Explanatory drawing of operation | movement of the register mechanism for reading. 読出用レジスタ機構における4相ハンドシェイキングの説明図。Explanatory drawing of the four-phase handshaking in the register mechanism for reading. 書込用レジスタ機構の動作の説明図。Explanatory drawing of operation | movement of the register mechanism for writing. 書込用レジスタ機構の動作の説明図。Explanatory drawing of operation | movement of the register mechanism for writing. 第2の非同期相関演算回路の回路構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the circuit structure of a 2nd asynchronous correlation calculating circuit. 第2の非同期相関演算回路における受信データ読出用レジスタ機構の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a reception data reading register mechanism in a second asynchronous correlation calculation circuit. 第3の非同期相関演算回路におけるレプリカデータの供給の説明図。Explanatory drawing of supply of replica data in the 3rd asynchronous correlation calculating circuit. 第3の非同期相関演算回路におけるレプリカデータ読出用レジスタ機構の説明図。Explanatory drawing of the replica data reading register | resistor mechanism in a 3rd asynchronous correlation calculating circuit. 第4の非同期相関演算回路の回路構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the circuit structure of a 4th asynchronous correlation calculating circuit. 非同期レプリカデータ生成回路の回路構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a circuit structure of an asynchronous replica data generation circuit. 排他的論理和演算回路の回路構成の一例を示す図。The figure which shows an example of a circuit structure of an exclusive OR operation circuit. 排他的論理和演算回路の演算に係る真理値表。A truth table relating to the operation of the exclusive OR operation circuit. 設定用データのデータ構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the data structure of the data for a setting.

以下、図面を参照して、本発明を適用した好適な実施形態の一例について説明する。本実施形態は、衛星測位システムの一種であるGPSを適用した実施形態である。本発明を適用可能な形態が以下説明する実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。   Hereinafter, an example of a preferred embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The present embodiment is an embodiment to which GPS, which is a kind of satellite positioning system, is applied. Of course, the form to which the present invention can be applied is not limited to the embodiment described below.

図1は、GPS衛星信号を受信する衛星信号受信装置の一種であるGPS受信機1の機能構成の一例を示すブロック図である。GPS受信機1は、不図示のGPSアンテナで受信されたRF(Radio Frequency)信号からGPS衛星信号を捕捉し、捕捉したGPS衛星信号を利用して、位置を算出可能に構成された装置である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of a GPS receiver 1 which is a type of satellite signal receiving apparatus that receives GPS satellite signals. The GPS receiver 1 is a device configured to capture a GPS satellite signal from an RF (Radio Frequency) signal received by a GPS antenna (not shown) and calculate the position using the captured GPS satellite signal. .

GPS受信機1は、RF受信回路部10と、ベースバンド処理回路部20とを備えて構成される。なお、RF受信回路部10と、ベースバンド処理回路部20とは、それぞれ別のLSI(Large Scale Integration)として製造することも、1チップとして製造することも可能である。   The GPS receiver 1 includes an RF receiving circuit unit 10 and a baseband processing circuit unit 20. The RF receiving circuit unit 10 and the baseband processing circuit unit 20 can be manufactured as separate LSIs (Large Scale Integration) or can be manufactured as one chip.

RF受信回路部10は、GPSアンテナから出力されるRF信号を受信する受信回路と、受信した信号(アナログ信号)を所与のサンプル時間間隔でサンプリングすることでA/D変換するA/D変換回路とを有し、受信信号を受信系列データとして出力する。   The RF receiving circuit unit 10 receives an RF signal output from the GPS antenna, and performs A / D conversion by sampling the received signal (analog signal) at a given sampling time interval. And a reception signal is output as reception sequence data.

本実施形態では、1ミリ秒分の受信信号をN個にサンプリングして、D1〜DNのN個の受信データを得るものとして説明する。また、受信データD1〜DNは、量子化によってMビット(M≧1)のデジタルデータに変換されるものとして説明する。本実施形態では、受信データの番号を“i”を用いて表記する。すなわち、“Di”は第i番目の受信データであることを意味する。受信データは第1のデータに相当する。   In the present embodiment, description will be made assuming that N received signals for 1 millisecond are sampled to obtain N received data D1 to DN. Further, the description will be made assuming that the received data D1 to DN are converted into M-bit (M ≧ 1) digital data by quantization. In the present embodiment, the received data number is described using “i”. That is, “Di” means the i-th received data. The received data corresponds to the first data.

ベースバンド処理回路部20は、RF受信回路部10から出力される受信系列データに対して、搬送波(キャリア)の除去や相関演算等を行ってGPS衛星信号を捕捉する。そして、捕捉したGPS衛星信号から抽出した時刻情報や衛星軌道情報等を利用して、位置や時計誤差を算出する。   The baseband processing circuit unit 20 acquires a GPS satellite signal by performing carrier wave removal, correlation calculation, and the like on the reception sequence data output from the RF reception circuit unit 10. Then, the position and clock error are calculated using time information and satellite orbit information extracted from the captured GPS satellite signal.

本実施形態において、ベースバンド処理回路部20は、主要な構成として、非同期相関演算回路100と、レプリカコード生成部200と、処理部300と、記憶部400とを有して構成される。   In the present embodiment, the baseband processing circuit unit 20 includes an asynchronous correlation calculation circuit 100, a replica code generation unit 200, a processing unit 300, and a storage unit 400 as main components.

非同期相関演算回路100は、RF受信回路部10から出力される第1の系列データとしての受信系列データと、レプリカコード生成部200によって生成される第2の系列データとしてのレプリカコードとの相関演算を行う非同期式の相関演算回路である。非同期相関演算回路100の構成及び動作については、第1実施形態〜第4実施形態で詳細に説明する。   Asynchronous correlation calculation circuit 100 performs correlation calculation between reception sequence data as first sequence data output from RF reception circuit unit 10 and replica code as second sequence data generated by replica code generation unit 200. Is an asynchronous correlation operation circuit. The configuration and operation of the asynchronous correlation calculation circuit 100 will be described in detail in the first to fourth embodiments.

レプリカコード生成部200は、GPS衛星信号の拡散符号であるC/Aコードを模擬した擬似的なコードであるレプリカコードを生成する回路である。レプリカコード生成部200は、処理部300から出力されるPRN番号(衛星番号)に従って、当該PRN番号が割り当てられたGPS衛星に係るレプリカコードを生成する。レプリカコード生成部200は、コードNCO(Numerical Controlled Oscillator)等の発振器を有して構成される。   The replica code generation unit 200 is a circuit that generates a replica code that is a pseudo code that simulates a C / A code that is a spreading code of a GPS satellite signal. The replica code generation unit 200 generates a replica code related to the GPS satellite to which the PRN number is assigned according to the PRN number (satellite number) output from the processing unit 300. The replica code generation unit 200 includes an oscillator such as a code NCO (Numerical Controlled Oscillator).

本実施形態において、レプリカコードは、受信信号と同じサンプリングレートでサンプリングされる。具体的には、1ミリ秒分のレプリカコードは、受信データと同数のN個のレプリカデータC1〜CNにサンプリングされる。本実施形態では、レプリカデータの番号を“j”を用いて表記する。すなわち、“Cj”は第j番目のレプリカデータであることを意味する。レプリカデータは、“0”又は“1”の1ビットで表される。レプリカデータは第2のデータに相当する。   In this embodiment, the replica code is sampled at the same sampling rate as the received signal. Specifically, the replica code for 1 millisecond is sampled into N replica data C1 to CN as many as the received data. In this embodiment, the number of replica data is expressed using “j”. That is, “Cj” means the j-th replica data. Replica data is represented by 1 bit of “0” or “1”. Replica data corresponds to second data.

処理部300は、ベースバンド処理回路部20の各機能部を統括的に制御する制御装置及び演算装置であり、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサーを有して構成される。   The processing unit 300 is a control device and an arithmetic device that collectively control each functional unit of the baseband processing circuit unit 20, and includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor). Is done.

処理部300は、本実施形態に関わる主要な機能部として、演算完了検知部310と、受信データ書込制御部320と、受信データ読出制御部330と、レプリカデータ書込制御部340と、レプリカデータ読出制御部350とを有する。これらの機能部については後述する。   The processing unit 300 includes, as main functional units related to the present embodiment, an operation completion detection unit 310, a reception data write control unit 320, a reception data read control unit 330, a replica data write control unit 340, a replica A data read control unit 350. These functional units will be described later.

記憶部400は、ベースバンド処理回路部20のシステムプログラムや、衛星捕捉・追尾制御機能、位置算出機能といった各種機能を実現するための各種プログラム、データ等を記憶する。また、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを有する。   The storage unit 400 stores a system program of the baseband processing circuit unit 20, various programs for realizing various functions such as a satellite acquisition / tracking control function, and a position calculation function, data, and the like. In addition, it has a work area for temporarily storing data being processed and results of various processes.

1.第1実施形態
1−1.非同期相関演算回路の構成
図2は、第1実施形態における第1の非同期相関演算回路100Aの回路構成の一例を示す図である。以下参照する図面では、2線符号化されたデータの流れを太線で図示し、2線符号化されていないデータと区別する。
1. 1. First embodiment 1-1. Configuration of Asynchronous Correlation Operation Circuit FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the first asynchronous correlation operation circuit 100A in the first embodiment. In the drawings to be referred to below, the flow of data that has been subjected to two-line encoding is indicated by a bold line, and is distinguished from data that has not been two-line encoded.

第1の非同期相関演算回路100Aは、受信データ供給部110と、レプリカデータ供給部120と、非同期全加算部150と、2線復号部160と、加算結果記憶部170と、加算結果2線符号化部180とを有して構成される。   The first asynchronous correlation calculation circuit 100A includes a reception data supply unit 110, a replica data supply unit 120, an asynchronous full addition unit 150, a two-line decoding unit 160, an addition result storage unit 170, and an addition result two-line code. And a conversion unit 180.

受信データ供給部110は、RF受信回路部10から出力される受信系列データを時系列にサンプリングしたMビットの受信データのうち、非同期全加算部150の演算が完了する毎に次の演算に供すべき受信データを供給するデータ供給部である。受信データ供給部110は、受信データ記憶部110Aと、受信データ2線符号化部110Bと、受信データ選択部110Cとを有して構成される。   The reception data supply unit 110 uses the reception sequence data output from the RF reception circuit unit 10 for the next calculation every time the operation of the asynchronous full addition unit 150 is completed among the M-bit reception data sampled in time series. A data supply unit that supplies received data to be transmitted. The reception data supply unit 110 includes a reception data storage unit 110A, a reception data 2-wire encoding unit 110B, and a reception data selection unit 110C.

受信データ記憶部110Aは、RF受信回路部10から出力される受信系列データを構成するMビットの受信データを記憶する記憶回路である。本実施形態において、受信データ記憶部110Aは、受信データそれぞれに対応して当該受信データを記憶する受信データレジスタ群を有して構成される。   The reception data storage unit 110 </ b> A is a storage circuit that stores M-bit reception data constituting the reception sequence data output from the RF reception circuit unit 10. In the present embodiment, the reception data storage unit 110A includes a reception data register group that stores the reception data corresponding to each reception data.

受信データ2線符号化部110Bは、受信データ記憶部110Aから出力される受信データを2線符号化方式に従って2線符号化する。本実施形態において、受信データ2線符号化部110Bは、受信データ記憶部110Aを構成する受信データレジスタそれぞれに対応する2線符号化器を有して構成される。受信データ2線符号化部110Bは、第1の2線符号化部に相当する。   The reception data 2-line encoding unit 110B performs 2-line encoding on the reception data output from the reception data storage unit 110A according to the 2-line encoding method. In the present embodiment, the reception data two-line encoding unit 110B is configured to have a two-line encoder corresponding to each of the reception data registers constituting the reception data storage unit 110A. Received data 2-line encoding section 110B corresponds to a first 2-line encoding section.

受信データ選択部110Cは、非同期全加算部150の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる受信データ読出用レジスタ機構を有し、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき受信データに対応する受信データ2線符号化器を選択することで、非同期全加算部150に受信データを順次に供給する。   Received data selecting section 110C has a received data reading register mechanism that moves the read token to the next read token register stage each time the operation of asynchronous full adder 150 is completed. The reception data is sequentially supplied to the asynchronous full adder 150 by selecting the reception data 2-wire encoder corresponding to the reception data to be subjected to the calculation.

レプリカデータ供給部120は、レプリカコード生成部200から出力されるレプリカコードを時系列にサンプリングした1ビットのレプリカデータのうち、次の演算に供すべきレプリカデータを非同期全加算部150の演算が完了する毎に供給するデータ供給部である。レプリカデータ供給部120は、レプリカデータ記憶部120Aと、レプリカデータ2線符号化部120Bと、レプリカデータ選択部120Cとを有して構成される。   The replica data supply unit 120 completes the operation of the asynchronous full adder 150 for the replica data to be used for the next operation among the 1-bit replica data obtained by sampling the replica code output from the replica code generation unit 200 in time series. This is a data supply unit that is supplied every time. The replica data supply unit 120 includes a replica data storage unit 120A, a replica data 2-wire encoding unit 120B, and a replica data selection unit 120C.

レプリカデータ記憶部120Aは、レプリカコード生成部200から出力されるレプリカコードを構成するレプリカデータを記憶する記憶装置である。本実施形態において、レプリカデータ記憶部120Aは、レプリカデータそれぞれに対応して当該レプリカデータを記憶するレプリカデータレジスタ群を有して構成される。   The replica data storage unit 120A is a storage device that stores replica data constituting the replica code output from the replica code generation unit 200. In the present embodiment, the replica data storage unit 120A is configured to include a replica data register group that stores the replica data corresponding to each replica data.

レプリカデータ2線符号化部120Bは、レプリカデータ記憶部120Aから出力されるレプリカデータを2線符号化方式に従って2線符号化する符号化部である。本実施形態において、レプリカデータ2線符号化部120Bは、レプリカデータ記憶部120Aを構成するレプリカデータレジスタそれぞれに対応する2線符号化器を有して構成される。レプリカデータ2線符号化部120Bは、第2の2線符号化部に相当する。   The replica data 2-line encoding unit 120B is an encoding unit that performs 2-line encoding on the replica data output from the replica data storage unit 120A according to the 2-line encoding method. In the present embodiment, the replica data two-line encoding unit 120B includes a two-line encoder corresponding to each replica data register constituting the replica data storage unit 120A. The replica data 2-line encoding unit 120B corresponds to a second 2-line encoding unit.

レプリカデータ選択部120Cは、非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させるレプリカデータ読出用レジスタ機構を有する。そして、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべきレプリカデータに対応するレプリカデータ2線符号化器を選択することで、非同期全加算部150にレプリカデータを順次に供給させる。   The replica data selection unit 120C has a replica data read register mechanism that moves the read token to the next read token register stage every time the operation of the asynchronous full adder is completed. Then, by selecting a replica data 2-wire encoder corresponding to replica data to be subjected to the next calculation based on the read token, the asynchronous full adder 150 is made to supply replica data sequentially.

表1に、2線符号化方式の真理値表を示す。

Figure 2014022975
Table 1 shows a truth table of the two-line coding method.
Figure 2014022975

2線符号化方式は、1ビットのデータbを2本の信号線対“(b_1,b_0)”を用いて表現する方式である。“b_1”が肯定の信号線に対応し、“b_0”が否定の信号線に対応する。“(b_1,b_0)”が“(0,0)”の状態はNullと呼ばれ、データとデータの区切りに用いられる。“(0,1)”の状態は“0”を表し、“(1,0)”の状態は“1”を表す。また、“(1,1)”の状態はInhibitと呼ばれ、動作上とり得ない不正値である。   The two-line encoding method is a method for expressing 1-bit data b using two signal line pairs “(b_1, b_0)”. “B — 1” corresponds to a positive signal line, and “b — 0” corresponds to a negative signal line. A state in which “(b — 1, b — 0)” is “(0, 0)” is called “Null”, and is used to separate data. The state “(0, 1)” represents “0”, and the state “(1, 0)” represents “1”. The state “(1, 1)” is called Inhibit, which is an illegal value that cannot be taken in operation.

非同期回路では、この2線符号化方式に従って2線符号化したデータを用いて、回路ブロック間でのデータの入出力を行う。データの入出力は、有効符号語“1”或いは“0”を用いて行われる。無効符号語“Null”は、非演算時や、各データ間の区切りに用いられる。同一の有効符号語が連続して送信されると、受信側ではデータの区切りを識別することができないため、有効符号語と無効符号語とを交互に伝送することで、有効符号語の識別を可能にしている。   In the asynchronous circuit, data input / output between circuit blocks is performed using data that has been two-line encoded in accordance with this two-line encoding method. Data input / output is performed using the valid codeword “1” or “0”. The invalid code word “Null” is used at the time of non-calculation or for delimiting between data. If the same valid codeword is transmitted continuously, the data side cannot be identified on the receiving side, so valid codewords and invalid codewords are transmitted alternately to identify valid codewords. It is possible.

非同期全加算部150は、加算結果2線符号化部180の出力値に、受信データ供給部110からの出力値を、レプリカデータ供給部120からの出力値に応じた符号で加算して出力する。非同期全加算部150は、第1の入力ポートXと、第2の入力ポートYと、キャリー入力ポートCinと、出力ポートZとを有して構成される。   Asynchronous full adder 150 adds the output value from reception data supply unit 110 to the output value of addition result two-line encoding unit 180 with a code corresponding to the output value from replica data supply unit 120 and outputs the result. . Asynchronous full adder 150 includes first input port X, second input port Y, carry input port Cin, and output port Z.

第1の入力ポートXには、受信データ2線符号化部110Bによって2線符号化された受信データ“(Di_1,Di_0)”が入力される。
第2の入力ポートYには、加算結果2線符号化部180によって2線符号化された非同期全加算部150の積和演算値“(A_1,A_0)”がフィードバック入力される。
キャリー入力ポートCinには、レプリカデータ2線符号化部120Bによって2線符号化されたレプリカデータ“(Cj_1,Cj_0)”が入力される。
Reception data “(Di_1, Di_0)” that has been two-line encoded by the reception data two-line encoding unit 110B is input to the first input port X.
The product-sum operation value “(A_1, A_0)” of the asynchronous full adder 150 that has been two-line encoded by the addition result two-line encoder 180 is fed back to the second input port Y.
The carry input port Cin receives replica data “(Cj_1, Cj_0)” that has been two-line encoded by the replica data two-line encoding unit 120B.

受信データDiはそれぞれMビットのデータである。それに対し、レプリカデータCjは1ビットのデータである。非同期全加算部150は、1ビットのレプリカデータCjをキャリー入力とし、非同期全加算部150の最新の積和演算値Aに、受信データDiを、レプリカデータCjに応じた符号で加算する。受信データDiとレプリカデータCjとを非同期全加算部150に順次に供給することで、非同期全加算部150では、受信データDiとレプリカデータCjとの積和演算が行われる。   Each received data Di is M-bit data. On the other hand, the replica data Cj is 1-bit data. Asynchronous full adder 150 uses 1-bit replica data Cj as a carry input, and adds received data Di to the latest product-sum operation value A of asynchronous full adder 150 with a code corresponding to replica data Cj. By sequentially supplying the received data Di and the replica data Cj to the asynchronous full adder 150, the asynchronous full adder 150 performs a product-sum operation on the received data Di and the replica data Cj.

2線復号部160は、非同期全加算部150から出力される積和演算値Aを2線符号化方式に従って復号する。非同期全加算部150では、2線符号化されたビット値を用いた演算が行われ、その演算結果も2線符号化されているため、表1の真理値表に従って積和演算値Aを復号して、加算結果記憶部170に出力する。   The 2-line decoding unit 160 decodes the product-sum operation value A output from the asynchronous full addition unit 150 according to the 2-line encoding method. Asynchronous full adder 150 performs an operation using a 2-line encoded bit value, and the operation result is also 2-line encoded, so that product-sum operation value A is decoded according to the truth table of Table 1. Then, the result is output to the addition result storage unit 170.

加算結果記憶部170は、2線復号部160によって復号された積和演算値Aを記憶する記憶回路であり、例えばアキュムレーターとして構成される。加算結果記憶部170に記憶された積和演算値Aは、処理部300に出力されるとともに、加算結果2線符号化部180にフィードバック出力される。   The addition result storage unit 170 is a storage circuit that stores the product-sum operation value A decoded by the two-wire decoding unit 160, and is configured as an accumulator, for example. The product-sum operation value A stored in the addition result storage unit 170 is output to the processing unit 300 and also output to the addition result two-line encoding unit 180 as feedback.

加算結果2線符号化部180は、加算結果記憶部170から入力した積和演算値Aを2線符号化する2線符号化器である。2線符号化された積和演算値Aは、非同期全加算部150の第2の入力ポートYに入力される。加算結果2線符号化部180は、第3の2線符号化部に相当する。   The addition result two-line encoding unit 180 is a two-line encoder that performs two-line encoding on the product-sum operation value A input from the addition result storage unit 170. The two-line encoded product-sum operation value A is input to the second input port Y of the asynchronous full adder 150. The addition result 2-line encoding unit 180 corresponds to a third 2-line encoding unit.

受信データに対するレプリカデータのずらし量を“k”とした場合、非同期全加算部150において演算される相関値“Corr(k)”は、次式(1)で与えられる。

Figure 2014022975
When the shift amount of the replica data with respect to the received data is “k”, the correlation value “Corr (k)” calculated in the asynchronous full adder 150 is given by the following equation (1).
Figure 2014022975

例えば、レプリカデータのずらし量をゼロとする場合(k=0)、非同期全加算部150によって演算される相関値“Corr(0)”は、次式(2)で与えられる。

Figure 2014022975
For example, when the shift amount of replica data is set to zero (k = 0), the correlation value “Corr (0)” calculated by the asynchronous full adder 150 is given by the following equation (2).
Figure 2014022975

処理部300は、演算完了検知部310が、非同期全加算部150の演算が完了したことを検知する毎に、受信データ読出制御部330が、受信データのうちの次の演算に供すべき受信データを受信データレジスタから順次に読み出させる制御を行って、受信データ2線符号化部110Bから当該受信データを出力させる。また、これと併せて、レプリカデータ読出制御部350が、レプリカデータのうちの次の演算に供すべきレプリカデータをレプリカデータレジスタから順次に読み出させる制御を行って、レプリカデータ2線符号化部120Bから当該レプリカデータを出力させる。   Each time processing completion detector 310 detects that operation of asynchronous full adder 150 has been completed, processing unit 300 receives received data to be used for the next operation of received data by received data read control unit 330. Are sequentially read out from the reception data register, and the reception data is output from the reception data 2-wire encoding unit 110B. At the same time, the replica data read control unit 350 performs control to sequentially read from the replica data register the replica data to be used for the next calculation of the replica data, and the replica data two-line encoding unit The replica data is output from 120B.

演算完了検知部310は、例えば、加算結果記憶部170から出力される積和演算値Aの変化に基づいて、非同期全加算部150による演算の完了を検知する。つまり、加算結果記憶部170に記憶されている積和演算値Aが直前の値から変化したことで以って、非同期全加算部150において新たな1回分の演算が完了したと判断する。   For example, the calculation completion detection unit 310 detects the completion of the calculation by the asynchronous full addition unit 150 based on a change in the product-sum calculation value A output from the addition result storage unit 170. That is, it is determined that one new calculation has been completed in the asynchronous full adder 150 because the product-sum operation value A stored in the addition result storage unit 170 has changed from the previous value.

1−2.非同期全加算部の構成
図3は、非同期全加算部150の回路構成の一例を示す図である。非同期全加算部150は、論理否定回路151と、選択回路153と、全加算器155とを有して構成される。
1-2. Configuration of Asynchronous Full Adder FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the asynchronous full adder 150. The asynchronous full adder 150 includes a logical NOT circuit 151, a selection circuit 153, and a full adder 155.

論理否定回路151は、受信データ2線符号部110Bから入力した2線符号化された受信データを論理否定する回路であり、論理否定結果を選択回路153に出力する。   The logical negation circuit 151 is a circuit that logically negates the two-line encoded reception data input from the reception data two-line encoding unit 110 </ b> B, and outputs a logical negation result to the selection circuit 153.

選択回路153は、レプリカデータ2線符号化部120Bから入力した2線符号化されたレプリカデータに基づいて、受信データ2線符号部110Bから出力された受信データと、論理否定回路151によって論理否定された受信データとを択一的に選択する回路である。選択回路153は、選択した受信データを全加算器155に出力する。   The selection circuit 153 generates a logical negation by the logical negation circuit 151 based on the reception data output from the reception data 2-line encoding unit 110B based on the 2-line encoded replica data input from the replica data 2-line encoding unit 120B. It is a circuit that alternatively selects the received data. The selection circuit 153 outputs the selected received data to the full adder 155.

選択回路153は、入力したレプリカデータCjが“0”である場合は、受信データ2線符号部110Bから出力される受信データを選択して全加算器155に出力する。それに対し、入力したレプリカデータCjが“1”である場合は、論理否定回路151から出力される論理否定された受信データを選択して全加算器155に出力する。   When the input replica data Cj is “0”, the selection circuit 153 selects the reception data output from the reception data 2-line encoding unit 110 </ b> B and outputs it to the full adder 155. On the other hand, when the input replica data Cj is “1”, the logically negated received data output from the logical negation circuit 151 is selected and output to the full adder 155.

論理否定回路151では、受信データの1の補数が演算される。この演算結果にレプリカデータの“1”を加算すると、受信データの2の補数となる。被減数に減数の2の補数を加算すると減算が実現される。この場合の減数は受信データDiであり、被減数は積和演算値Aである。従って、レプリカデータCjが“1”である場合は、全加算器155において、最新の積和演算値Aに受信データDiが符号を反転して加算(すなわち減算)されることになる。一方、レプリカデータCjが“0”の場合は、全加算器155において、最新の積和演算値Aに受信データDiが符号を反転せずにそのまま加算される。   In the logical negation circuit 151, the one's complement of the received data is calculated. When “1” of the replica data is added to the calculation result, the two's complement of the received data is obtained. Subtraction is realized by adding the 2's complement of the reduction number to the reduced number. In this case, the subtraction is the received data Di, and the subtracted number is the product-sum operation value A. Therefore, when the replica data Cj is “1”, the full adder 155 adds (ie, subtracts) the received data Di to the latest product-sum operation value A with the sign inverted. On the other hand, when the replica data Cj is “0”, the full adder 155 adds the received data Di as it is without inverting the sign to the latest product-sum operation value A.

つまり、非同期全加算部150は、2の補数表現に基づき、レプリカデータCjが“0”と“1”の何れであるかによって、積和演算値Aに受信データDiを加算或いは減算する演算部であると言える。   That is, the asynchronous full adder 150 adds or subtracts the received data Di to the product-sum operation value A based on whether the replica data Cj is “0” or “1” based on the two's complement expression. It can be said that.

1−3.レジスタ機構の構成
受信データ選択部110Cは、演算完了検知部310が非同期全加算部150の演算の完了を検知する毎に、受信系列データのうちの次の演算に供すべき受信データを順次切り替えて選択するための機構として受信データ読出用レジスタ機構を有する。また、レプリカデータ選択部120Cは、演算完了検知部310が非同期全加算部150の演算の完了を検知する毎に、レプリカコードのうちの次の演算に供すべきレプリカデータを順次切り替えて選択するための機構としてレプリカデータ読出用レジスタ機構を有する。
1-3. Configuration of Register Mechanism Each time the calculation completion detection unit 310 detects the completion of the calculation of the asynchronous full addition unit 150, the reception data selection unit 110C sequentially switches the reception data to be used for the next calculation among the reception series data. A reception data reading register mechanism is provided as a mechanism for selection. In addition, the replica data selection unit 120C sequentially switches and selects the replica data to be used for the next calculation in the replica code every time the calculation completion detection unit 310 detects the completion of the calculation of the asynchronous full addition unit 150. As a mechanism, a replica data reading register mechanism is provided.

受信データ読出用レジスタ機構は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を受信データそれぞれに対応付けて設け、読出トークンが読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構である。受信データ読出用レジスタ機構は、非同期全加算部150の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる。そして、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき受信データに対応する受信データ2線符号化器を選択することで、2線符号化した受信データを非同期全加算部150に供給する。
レプリカデータ読出用レジスタ機構についても同様である。
The reception data read register mechanism is provided with a read token register stage that communicates with each other according to the four-phase handshaking protocol in association with each received data, and the read token is configured to circulate through the read token register stage. It is a register mechanism. The received data read register mechanism moves the read token to the next read token register stage every time the operation of the asynchronous full adder 150 is completed. Then, the reception data 2-line encoder corresponding to the reception data to be subjected to the next calculation is selected based on the read token to supply the 2-line encoded reception data to the asynchronous full adder 150.
The same applies to the replica data read register mechanism.

また、第1の非同期相関演算回路100Aは、受信データレジスタへの受信データの書き込みを実現するための機構として、受信データ書込用レジスタ機構を備える。また、レプリカデータレジスタへのレプリカデータの書き込みを実現するための機構として、レプリカデータ書込用レジスタ機構を備える。   Further, the first asynchronous correlation operation circuit 100A includes a reception data write register mechanism as a mechanism for realizing writing of reception data to the reception data register. In addition, a replica data writing register mechanism is provided as a mechanism for realizing writing of replica data to the replica data register.

受信データ書込用レジスタ機構は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う書込トークンレジスタ段を受信データレジスタそれぞれに対応付けて設けた書込用レジスタ機構であって、書込トークンを次段の書込トークンレジスタ段に順次移動させ、当該書込トークンに基づいて受信データを対応する受信データレジスタに記憶させる機構である。
レプリカデータ書込用レジスタ機構についても同様である。
The reception data write register mechanism is a write register mechanism in which a write token register stage that communicates with each other by a four-phase handshaking protocol is associated with each reception data register. It is a mechanism that sequentially moves to the write token register stage of the stage and stores received data in a corresponding received data register based on the write token.
The same applies to the replica data writing register mechanism.

1−3−1.受信データ用のレジスタ機構
図4は、受信データの読み出し及び書き込みに係る受信データ読出用レジスタ機構及び受信データ書込用レジスタ機構の概略構成図である。
受信データ記憶部110Aは、受信データD1〜DNをそれぞれ記憶するための受信データレジスタRd1〜RdNを有して構成される。また、受信データ2線符号化部110Bは、受信データレジスタRd1〜RdNと一対一に対応付けられた受信データ2線符号化器Ed1〜EdNを有して構成される。受信データレジスタRd1〜RdNからは、記憶している受信データが、対応する受信データ2線符号化器Ed1〜EdNに随時出力される。また、受信データ選択部110Cは、次の演算に供すべき受信データに対応する受信データ2線符号化器を選択するための機構として、受信データ読出用レジスタ機構を有して構成される。
1-3-1. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a received data reading register mechanism and a received data writing register mechanism related to reading and writing of received data.
The reception data storage unit 110A includes reception data registers Rd1 to RdN for storing reception data D1 to DN, respectively. The reception data 2-line encoding unit 110B includes reception data 2-line encoders Ed1 to EdN associated with the reception data registers Rd1 to RdN on a one-to-one basis. From the reception data registers Rd1 to RdN, the stored reception data is output to the corresponding reception data 2-line encoders Ed1 to EdN as needed. The reception data selection unit 110C includes a reception data reading register mechanism as a mechanism for selecting a reception data 2-wire encoder corresponding to reception data to be subjected to the next calculation.

(1)受信データ読出用レジスタ機構
受信データ読出用レジスタ機構は、受信データ2線符号化器Ed1〜EdNにそれぞれ接続されたN個の読出トークンレジスタ段Sd1〜SdNを環状に接続して構成される。読出トークンレジスタ段Sd1〜SdNが環状に接続されていることで、読出トークンは、読出トークンレジスタ段を循環することになる。つまり、読出トークンは、Sd1から順番に読出トークンレジスタ段を移動(遷移)していき、SdNに到達した後、再びWd1に戻る。受信データ読出用レジスタ機構は、読出トークンレジスタ段の間で読出トークンを移動させ、受信データ2線符号化器Ed1〜EdNへのアクセス権を順次に切り替えることで、受信データ2線符号化器Ed1〜EdNから、2線符号化した受信データを非同期全加算部150に出力させる機構である。
(1) Received data read register mechanism The received data read register mechanism is configured by annularly connecting N read token register stages Sd1 to SdN respectively connected to the received data 2-wire encoders Ed1 to EdN. The Since the read token register stages Sd1 to SdN are connected in a ring shape, the read token circulates through the read token register stage. That is, the read token moves (transitions) sequentially from the read token register stage from Sd1, reaches SdN, and then returns to Wd1 again. The reception data read register mechanism moves the read token between the read token register stages, and sequentially switches the access rights to the reception data 2-line encoders Ed1 to EdN, thereby receiving the reception data 2-line encoder Ed1. This is a mechanism for causing the asynchronous full adder 150 to output received data that has been subjected to two-line encoding from .about.EdN.

この読出用レジスタ機構の動作については詳細に後述するため、ここでは受信データ2線符号化器に2線符号化を実行させるまでの手順を簡単に述べる。受信データ読出制御部330が、演算完了検知部310による非同期全加算部150の演算完了の検知を受けて、読出トークンを保持している読出トークンレジスタ段に読出要求信号Getを出力する。読出要求信号Getを入力した読出トークンレジスタ段は、接続先の受信データ2線符号化器に対して2線符号化指示信号Sendを出力し、対応する受信データレジスタから出力されている受信データを当該受信データ2線符号化器に2線符号化させて出力させる。   Since the operation of the read register mechanism will be described in detail later, a procedure until the reception data 2-wire encoder executes 2-wire encoding will be briefly described here. Receiving data read control unit 330 receives the detection completion of asynchronous full adder 150 by calculation completion detection unit 310, and outputs read request signal Get to the read token register stage holding the read token. The read token register stage that has input the read request signal Get outputs a two-line encoding instruction signal Send to the reception data two-line encoder to which it is connected, and receives the reception data output from the corresponding reception data register. The received data 2-line encoder is subjected to 2-line encoding and output.

例えば、図4では、読出トークンを読出トークンレジスタ段Sd2が保持している(Sd2を二重丸で図示)。そのため、受信データ読出制御部330は、読出トークンレジスタ段Sd2に対して読出要求信号Getを出力する(実線矢印参照)。すると、読出トークンレジスタ段Sd2は、受信データ2線符号化器Ed2に対して2線符号化指示信号Sendを出力する(実線矢印参照)。これを受けて、受信データ2線符号化器Ed2は、受信データレジスタRd2から出力される受信データD2を2線符号化して出力する(太実線矢印参照)。   For example, in FIG. 4, the read token is held by the read token register stage Sd2 (Sd2 is shown by a double circle). Therefore, the received data read control unit 330 outputs a read request signal Get to the read token register stage Sd2 (see solid line arrow). Then, the read token register stage Sd2 outputs a 2-line encoding instruction signal Send to the reception data 2-line encoder Ed2 (see solid line arrow). In response to this, the reception data 2-line encoder Ed2 performs 2-line encoding on the reception data D2 output from the reception data register Rd2 (see the thick solid arrow).

(2)書込用レジスタ機構
受信データ書込用レジスタ機構は、受信データレジスタRd1〜RdNにそれぞれ接続されたN個の書込トークンレジスタ段Wd1〜WdNを環状に接続して構成される。書込トークンレジスタ段Wd1〜WdNが環状に接続されていることで、書込トークンは、書込トークンレジスタ段を循環することになる。つまり、書込トークンは、Wd1から順番に書込トークンレジスタ段を移動(遷移)していき、WdNに到達した後、再びWd1に戻る。受信データ書込用レジスタ機構は、書込トークンレジスタ段の間で書込トークンを移動させ、受信データレジスタRd1〜RdNへのアクセス権を切り替えることで、受信データレジスタRd1〜RdNへの受信データの書き込みを順次に実現する機構である。
(2) Write register mechanism The receive data write register mechanism is configured by annularly connecting N write token register stages Wd1 to WdN respectively connected to the receive data registers Rd1 to RdN. Since the write token register stages Wd1 to WdN are connected in a ring shape, the write token circulates through the write token register stage. That is, the write token moves (transitions) sequentially from the write token register stage from Wd1, reaches WdN, and then returns to Wd1 again. The reception data write register mechanism moves the write token between the write token register stages, and switches the access right to the reception data registers Rd1 to RdN, whereby the reception data registers Rd1 to RdN receive data. This is a mechanism for sequentially realizing writing.

受信データ書込制御部320は、書込トークンを保持している書込トークンレジスタ段に対して書込要求信号Putを出力する。これを受けて、当該書込トークンレジスタ段は、接続先の受信データレジスタに取込指示信号Wrを出力することで、対応する番号の受信データを当該受信データレジスタに取り込ませる。   The reception data write control unit 320 outputs a write request signal Put to the write token register stage holding the write token. In response to this, the write token register stage outputs the capture instruction signal Wr to the reception data register of the connection destination, thereby causing the reception data register of the corresponding number to be captured.

例えば、図4では、書込トークンを書込トークンレジスタ段Wd3が保持している(Wd3を二重丸で図示)。そのため、受信データ書込制御部320は、書込トークンレジスタ段Wd3に対して書込要求信号Putを出力する(実線矢印参照)。これを受けて、書込トークンレジスタ段Wd3は、受信データレジスタRd3に対して取込指示信号Wrを出力し(実線矢印参照)、受信データレジスタRd3に受信データD3を取り込ませる(実線矢印参照)。   For example, in FIG. 4, the write token is held in the write token register stage Wd3 (Wd3 is indicated by a double circle). Therefore, the received data write control unit 320 outputs the write request signal Put to the write token register stage Wd3 (see solid line arrow). In response to this, the write token register stage Wd3 outputs a capture instruction signal Wr to the reception data register Rd3 (see solid line arrow), and causes the reception data register Rd3 to capture reception data D3 (see solid line arrow). .

1−3−2.レプリカデータ用のレジスタ機構
図5は、レプリカデータ用のレジスタ機構の構成を図示したものである。
レプリカデータ記憶部120Aは、レプリカデータC1〜CNそれぞれに対応して、当該レプリカデータを記憶するレプリカデータレジスタ群を有する。レプリカデータレジスタ群は、N個のレプリカデータレジスタRc1〜RcNで構成される。また、レプリカデータ2線符号化部120Bは、レプリカデータレジスタ群を構成するレプリカデータレジスタそれぞれに対応するレプリカデータ2線符号化器Ec1〜EcNを有して構成される。また、レプリカデータ選択部120Cは、次の演算に供すべきレプリカデータに対応するレプリカデータ2線符号化器を選択するための機構として、レプリカデータ読出用レジスタ機構を有して構成される。
1-3-2. FIG. 5 illustrates the configuration of a register mechanism for replica data.
The replica data storage unit 120A has a replica data register group that stores the replica data corresponding to each of the replica data C1 to CN. The replica data register group includes N replica data registers Rc1 to RcN. Further, the replica data 2-line encoder 120B includes replica data 2-line encoders Ec1 to EcN corresponding to the replica data registers constituting the replica data register group. The replica data selection unit 120C includes a replica data read register mechanism as a mechanism for selecting a replica data 2-wire encoder corresponding to replica data to be subjected to the next operation.

レプリカデータ読出用レジスタ機構は、レプリカデータ2線符号化器Ec1〜EcNにそれぞれ接続されたN個の読出トークンレジスタ段Sc1〜ScNを環状に接続して構成される。また、レプリカデータ書込用レジスタ機構は、レプリカデータレジスタRc1〜RcNにそれぞれ接続されたN個の書込トークンレジスタ段Wc1〜WcNを環状に接続して構成される。   The replica data read register mechanism is configured by annularly connecting N read token register stages Sc1 to ScN connected to the replica data 2-line encoders Ec1 to EcN, respectively. The replica data write register mechanism is configured by annularly connecting N write token register stages Wc1 to WcN connected to the replica data registers Rc1 to RcN, respectively.

レプリカデータ読出用レジスタ機構及びレプリカデータ書込用レジスタ機構の動作は、図4で説明した受信データ読出用レジスタ機構及び受信データ書込用レジスタ機構の動作と同一である。但し、レジスタ機構の制御の主体が異なり、レプリカデータ読出用レジスタ機構の制御はレプリカデータ読出制御部350が行い、レプリカデータ書込用レジスタ機構の制御はレプリカデータ書込制御部340が行う。   The operations of the replica data reading register mechanism and the replica data writing register mechanism are the same as the operations of the reception data reading register mechanism and the reception data writing register mechanism described in FIG. However, the control mechanism of the register mechanism is different, the replica data read register mechanism is controlled by the replica data read control unit 350, and the replica data write register mechanism is controlled by the replica data write control unit 340.

1−3−3.レジスタ機構の具体的な構成及び動作
次に、上述した読出用レジスタ機構及び書込用レジスタ機構の構成及び動作について詳細に説明する。これらのレジスタ機構の構成及び動作は、受信データ用のレジスタ機構もレプリカデータ用のレジスタ機構も変わるところがない。そのため、ここでは一般化して説明を行う。つまり、受信データ読出用レジスタ機構及びレプリカデータ読出用レジスタ機構を包括して読出用レジスタ機構とし、受信データ書込用レジスタ機構及びレプリカデータ書込用レジスタ機構を包括して書込用レジスタ機構として説明する。
1-3-3. Specific Configuration and Operation of Register Mechanism Next, the configuration and operation of the above-described read register mechanism and write register mechanism will be described in detail. The configuration and operation of these register mechanisms are the same for both the received data register mechanism and the replica data register mechanism. For this reason, a generalized description will be given here. That is, the register mechanism for reading data and the register mechanism for reading replica data are comprehensively used as a register mechanism for reading, and the register mechanism for writing the received data and the register mechanism for writing replica data are comprehensively used as a register mechanism for writing. explain.

図6(1)は、書込用レジスタ機構及び読出用レジスタ機構の全体構成図であり、図6(2)は、そのうちの第n番目の書込トークンレジスタ段及び読出トークンレジスタ段に着目した回路構成図である。レジスタ段を一般化し、書込トークンレジスタ段を“Wn=W1〜WN”と表記し、読出トークンレジスタ段を“Sn=S1〜SN”と表記する。また、データが格納されるデータレジスタを一般化して“Rn=R1〜RN”と表記し、データを2線符号化する2線符号化器を一般化して“En=E1〜EN”と表記する。   FIG. 6 (1) is an overall configuration diagram of the write register mechanism and the read register mechanism, and FIG. 6 (2) focuses on the nth write token register stage and read token register stage. It is a circuit block diagram. The register stage is generalized, the write token register stage is expressed as “Wn = W1 to WN”, and the read token register stage is expressed as “Sn = S1 to SN”. Further, a data register for storing data is generalized and expressed as “Rn = R1 to RN”, and a two-line encoder that encodes data into two lines is generalized and expressed as “En = E1 to EN”. .

図6(1)に示すように、書込用レジスタ機構の隣接する2つの書込トークンレジスタ段同士は、2本の信号線によって接続されている。また、末端部に位置する書込トークンレジスタ段W1及びWNでは、それぞれ信号線が折り返されている。各書込トークンレジスタ段W1〜WNは、データレジスタR1〜RNにそれぞれ接続されている。   As shown in FIG. 6A, two adjacent write token register stages of the write register mechanism are connected by two signal lines. In addition, the signal lines are folded at the write token register stages W1 and WN located at the end portions. Each write token register stage W1-WN is connected to a data register R1-RN, respectively.

同様に、読出用レジスタ機構の隣接する2つの読出トークンレジスタ段同士は、2本の信号線によって接続されている。また、末端部に位置する読出トークンレジスタ段S1及びSNでは、それぞれ信号線が折り返されている。但し、各読出トークンレジスタ段S1〜SNは、2線符号化器E1〜ENにそれぞれ接続されている。   Similarly, two adjacent read token register stages of the read register mechanism are connected by two signal lines. In addition, the signal lines are folded at the read token register stages S1 and SN located at the end portions. However, each read token register stage S1 to SN is connected to a two-line encoder E1 to EN, respectively.

図6(2)に示すように、書込トークンレジスタ段及び読出トークンレジスタ段は、それぞれ、AND素子P1と、否定入力型のAND素子P2と、C素子Q1と、否定出力型のC素子Q2とを接続してなる回路である。   As shown in FIG. 6B, the write token register stage and the read token register stage include an AND element P1, a negative input type AND element P2, a C element Q1, and a negative output type C element Q2, respectively. Are connected to each other.

C素子は、マラー(Muller)のC素子として知られる論理素子であり、その真理値表を表2に示す。

Figure 2014022975
The C element is a logic element known as a Muller C element, and its truth table is shown in Table 2.
Figure 2014022975

表2に示すように、C素子は、入力がともに“0”になったときに“0”を出力し、入力がともに“1”になったときに“1”を出力する素子である。内部に記憶素子を有しており、2つの入力が異なっている間は直前の値を保持し、出力を変化させない。   As shown in Table 2, the C element is an element that outputs “0” when both inputs become “0” and outputs “1” when both inputs become “1”. It has a storage element inside and keeps the previous value while the two inputs are different, and does not change the output.

次に、書込用レジスタ機構で用いられる信号について説明する。信号線を表す矢印の始点側のレジスタ段を上流側のレジスタ段と定義し、矢印の終点側のレジスタ段を下流側のレジスタ段と定義する。   Next, signals used in the write register mechanism will be described. The register stage on the start point side of the arrow representing the signal line is defined as the upstream register stage, and the register stage on the end point side of the arrow is defined as the downstream register stage.

図6(2)に示す書込用レジスタ機構において、“lcPut”及び“rcPut”は、書込用レジスタ機構の上側の信号線を伝送する信号であり、書込トークンの転送モードであることを示す信号(以下、「書込トークン転送モード信号」と称す。)である。“lcPut”は上流の書込トークンレジスタ段からの信号を示し、“rcPut”は下流の書込トークンレジスタ段への信号を示している。これらの書込トークン転送モード信号がアサートされると書込トークンの転送モードがONとなり、ネゲートされるとOFFとなる。   In the write register mechanism shown in FIG. 6 (2), “lcPut” and “rcPut” are signals for transmitting the upper signal line of the write register mechanism, and indicate that the write token transfer mode is set. (Hereinafter referred to as “write token transfer mode signal”). “LcPut” indicates a signal from the upstream write token register stage, and “rcPut” indicates a signal to the downstream write token register stage. When these write token transfer mode signals are asserted, the write token transfer mode is turned ON, and when negated, it is turned OFF.

“rdPut”及び“ldPut”は、書込用レジスタ機構の下側の信号線を伝送する信号であり、書込トークンを転送させることを表す信号(以下、「書込トークン転送信号」と称す。)である。“rdPut”は上流の書込トークンレジスタ段からの信号であり、“ldPut”は下流の書込トークンレジスタ段への信号である。これらの書込トークン転送信号は、書込トークンを次段の書込トークンレジスタ段に転送させるための信号である。   “RdPut” and “ldPut” are signals transmitted through the lower signal line of the write register mechanism, and are signals (hereinafter referred to as “write token transfer signals”) indicating that the write token is transferred. ). “RdPut” is a signal from the upstream write token register stage, and “ldPut” is a signal to the downstream write token register stage. These write token transfer signals are signals for transferring the write token to the next write token register stage.

“Put”は書込制御部からの書込要求信号であり、“ackPut”は書込制御部に対する書込認証信号である。受信データ書込用レジスタ機構では、受信データ書込制御部320が書込制御部となり、レプリカデータ書込用レジスタ機構では、レプリカデータ書込制御部340が書込制御部となる。また、“Wr”は当該書込トークンレジスタ段から接続先のデータレジスタに対して出力されるデータの取込指示信号である。   “Put” is a write request signal from the write control unit, and “ackPut” is a write authentication signal for the write control unit. In the reception data write register mechanism, the reception data write control unit 320 is a write control unit, and in the replica data write register mechanism, the replica data write control unit 340 is a write control unit. “Wr” is a data take-in instruction signal output from the write token register stage to the connected data register.

同様に、読出用レジスタ機構で用いられる信号について説明する。図6(2)の回路において、“lcGet”及び“rcGet”は、読出用レジスタ機構の下側の信号線を伝送する信号であり、読出トークンの転送モードであることを表す信号(以下、「読出トークン転送モード信号」と称す。)である。“lcGet”は上流の読出トークンレジスタ段からの信号である。“rcGet”は下流の読出トークンレジスタ段への信号である。これらの読出トークン転送モード信号がアサートされることで読出トークンの転送モードがONとなり、ネゲートされることでOFFとなる。   Similarly, signals used in the read register mechanism will be described. In the circuit of FIG. 6 (2), “lcGet” and “rcGet” are signals transmitted on the lower signal line of the read register mechanism, and signals indicating the transfer mode of the read token (hereinafter, “ This is referred to as a “read token transfer mode signal”. “LcGet” is a signal from the upstream read token register stage. “RcGet” is a signal to the downstream read token register stage. When these read token transfer mode signals are asserted, the read token transfer mode is turned ON, and when it is negated, it is turned OFF.

“rdGet”及び“ldGet”は、読出用レジスタ機構の上側の信号線を伝送する信号であり、読出トークンを転送させることを表す信号(以下、「読出トークン転送信号」と称す。)である。“rdGet”は上流の読出トークンレジスタ段からの信号である。“ldGet”は下流の読出トークンレジスタ段への信号である。これらの読出トークン転送信号は、読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に転送させるための信号である。   “RdGet” and “ldGet” are signals that are transmitted through the upper signal line of the read register mechanism, and are signals that represent transfer of a read token (hereinafter referred to as “read token transfer signal”). “RdGet” is a signal from the upstream read token register stage. “LdGet” is a signal to the downstream read token register stage. These read token transfer signals are signals for transferring the read token to the next read token register stage.

“Get”は読出制御部からの読出要求信号であり、“ackGet”は読出制御部に対する読出認証信号である。受信データ読出用レジスタ機構では、受信データ読出制御部330が読出制御部となり、レプリカデータ読出用レジスタ機構では、レプリカデータ読出制御部350が書込制御部となる。また、“Send”は当該書込トークンレジスタ段から接続先の2線符号化器に対して出力される2線符号化指示信号である。   “Get” is a read request signal from the read control unit, and “ackGet” is a read authentication signal for the read control unit. In the received data read register mechanism, the received data read control unit 330 is a read control unit, and in the replica data read register mechanism, the replica data read control unit 350 is a write control unit. “Send” is a 2-line encoding instruction signal output from the write token register stage to the connected 2-line encoder.

次に、各レジスタ機構の動作について説明する。書込用レジスタ機構及び読出用レジスタ機構の動作は互いに似通っており、一方のレジスタ機構の動作を説明すれば、他方のレジスタ機構の動作は自明である。そのため、ここでは、読出用レジスタ機構の動作に着目して説明する。   Next, the operation of each register mechanism will be described. The operations of the write register mechanism and the read register mechanism are similar to each other. If the operation of one register mechanism is described, the operation of the other register mechanism is obvious. Therefore, here, description will be given focusing on the operation of the read register mechanism.

図7及び図8は、読出用レジスタ機構の動作の説明図である。なお、図7及び図8では、アサートされてアクティブ状態になっている信号に係る信号線を太実線で図示し、ネゲートされてインアクティブ状態になっている信号に係る信号線を通常の実線で図示している。また、値が変化した信号については、その値を矩形で囲んで示している。   7 and 8 are explanatory diagrams of the operation of the read register mechanism. 7 and 8, signal lines related to signals that are asserted and are in an active state are indicated by thick solid lines, and signal lines that are related to signals that are negated and are in an inactive state are indicated by normal solid lines. It is shown. In addition, the signal whose value has changed is indicated by surrounding the value with a rectangle.

初期状態では、図7(1)に示すように、全ての読出トークンレジスタ段について、lcGet、rcGet、rdGet、ldGet及びGetが“0”となっている。この場合、各論理素子の出力は図7(1)のようになる。   In the initial state, as shown in FIG. 7A, lcGet, rcGet, rdGet, ldGet, and Get are “0” for all the read token register stages. In this case, the output of each logic element is as shown in FIG.

次に、読出トークンの転送モードに移行するために、読出トークンレジスタ段SNを起点として、読出トークンレジスタ段SNのlcGetをアサートする。すると、AND素子P2の出力が“1”に変化し、それに伴い、下流の読出トークンレジスタ段に対するrcGetがアサートされる。   Next, in order to shift to the read token transfer mode, lcGet of the read token register stage SN is asserted starting from the read token register stage SN. Then, the output of the AND element P2 changes to “1”, and accordingly, rcGet for the downstream read token register stage is asserted.

前述したように、読出トークンレジスタ段は2本の信号線によって接続されている。そのため、最上流の読出トークンレジスタ段SNのrcGetがアサートされることで、最下流側の読出トークンレジスタ段S1までのlcGet及びrcGetが全てアサートされる。すなわち、読出トークンレジスタ段SNのrcGetがアサートされると、その直下の読出トークンレジスタ段S(N−1)のlcGetがアサートされる。すると、読出トークンレジスタ段S(N−1)のrcGetがアサートされる。   As described above, the read token register stage is connected by the two signal lines. Therefore, when rcGet of the most upstream read token register stage SN is asserted, all lcGet and rcGet up to the most downstream read token register stage S1 are asserted. That is, when rcGet of the read token register stage SN is asserted, lcGet of the read token register stage S (N−1) immediately below it is asserted. Then, rcGet of the read token register stage S (N−1) is asserted.

これを繰り返して、最下流の読出トークンレジスタ段S1のlcGetがアサートされ、rcGetがアサートされる。これは、読出用レジスタ機構が、読出トークンを転送するための転送モードに移行したことを意味する。この状態が、図7(2)に示す状態である。   By repeating this, lcGet of the most downstream read token register stage S1 is asserted, and rcGet is asserted. This means that the read register mechanism has shifted to the transfer mode for transferring the read token. This state is the state shown in FIG.

ここからは、読出トークンレジスタ段S1からSNまで順番に読出トークンを転送させていくことになる。読出トークンレジスタ段S1では信号線が折り返している。そのため、読出トークンレジスタ段S1のrcGetがアサートされると、読出トークンレジスタ段S1に対して読出トークンの転送を要求するrdGetがアサートされる。これは、読出トークンが読出トークンレジスタ段S1に移動したことを意味する。この状態が、図7(3)に示す状態である。   From here, the read tokens are transferred in order from the read token register stages S1 to SN. In the read token register stage S1, the signal line is folded. Therefore, when rcGet of the read token register stage S1 is asserted, rdGet requesting the read token register stage S1 to transfer the read token is asserted. This means that the read token has moved to the read token register stage S1. This state is the state shown in FIG.

読出制御部は、読出トークンを保持している読出トークンレジスタ段S1に対してデータの読み出しを行わせるために、Getをアサートする。すると、C素子Q1の出力が“0”から“1”に変化することで、2線符号化器に対する2線符号化指示信号Sendがアサートされる。これにより、2線符号化器E1では、データレジスタから出力されるデータの2線符号化が行われ、2線符号化されたデータが非同期全加算部150に出力される。   The read control unit asserts Get to cause the read token register stage S1 holding the read token to read data. Then, the output of the C element Q1 changes from “0” to “1”, thereby asserting the two-line encoding instruction signal Send to the two-line encoder. As a result, the 2-line encoder E1 performs 2-line encoding of the data output from the data register, and the 2-line encoded data is output to the asynchronous full adder 150.

また、Getがアサートされることで、ackGetがアサートされる。また、AND素子P1の出力が“1”から“0”に変化することで、rcGetがネゲートされる。この状態が、図8(1)に示す状態である。   Further, ackGet is asserted when Get is asserted. Further, rcGet is negated when the output of the AND element P1 changes from “1” to “0”. This state is the state shown in FIG.

rcGetがネゲートされたことで、読出トークンレジスタ段S1に折り返して入力されるrdGetがネゲートされる。この状態が、図8(2)に示す状態である。   As rcGet is negated, rdGet that is looped back and input to the read token register stage S1 is negated. This state is the state shown in FIG.

読出トークンレジスタ段S1から読出認証信号を入力した読出制御部は、読出トークンレジスタ段S1に対する読出要求信号Getをネゲートする。すると、C素子Q1の出力が“1”から“0”に変化し、それに伴い、2線符号化指示信号Sendがネゲートされる。これにより、2線符号化器でのデータの2線符号化が停止される。   The read controller that has received the read authentication signal from the read token register stage S1 negates the read request signal Get for the read token register stage S1. Then, the output of the C element Q1 changes from “1” to “0”, and accordingly, the two-line encoding instruction signal Send is negated. Thereby, the two-line encoding of data in the two-line encoder is stopped.

また、これに伴い、ackGetがネゲートされる。また、AND素子P2の出力が“0”から“1”に変化することで、ldGetがアサートされる。これは、次段の読出トークンレジスタ段S2に対して読出トークンを転送することを意味する。この状態が、図8(3)に示す状態である。   Accordingly, ackGet is negated. Further, when the output of the AND element P2 changes from “0” to “1”, ldGet is asserted. This means that the read token is transferred to the next read token register stage S2. This state is the state shown in FIG.

ここまでの手順で、読出トークンレジスタ段S1でのデータの読み出しに係る動作が終了となる。図8(3)において次段の読出トークンレジスタ段S2に読出トークンが転送されると、次は読出トークンレジスタ段S2でのデータの読み出しが同様の手順で行われる。この手順を読出トークンレジスタ段SNまで繰り返すことで、読出トークンレジスタ段S1から順番にデータの読み出しが実行され、2線符号化されたデータが非同期全加算部150に順次に供給されることになる。   By the procedure so far, the operation related to reading of data in the read token register stage S1 is completed. When the read token is transferred to the next read token register stage S2 in FIG. 8 (3), the data reading in the read token register stage S2 is performed in the same procedure. By repeating this procedure up to the read token register stage SN, data is read sequentially from the read token register stage S1, and the 2-line encoded data is sequentially supplied to the asynchronous full adder 150. .

非同期全加算部150による1回分の相関演算が終了すると、次はレプリカデータの読出開始位置を1つだけずらして、再びレプリカデータを順番に読み出して非同期全加算部150に供給することで、レプリカコードの位相をずらして受信信号との相関演算を行うことができる。この場合は、初期状態において読出トークンを格納する読出トークンレジスタ段を1つだけずらし、当該読出トークンレジスタ段を起点として、読出トークンを順番に移動させていくように制御すればよい。   When the correlation calculation for one time by the asynchronous full adder 150 is completed, the replica data reading start position is shifted by one, and the replica data is sequentially read again and supplied to the asynchronous full adder 150. Correlation calculation with the received signal can be performed by shifting the phase of the code. In this case, in the initial state, the read token register stage for storing the read token may be shifted by one, and the read token may be controlled to move in order starting from the read token register stage.

図9は、読出用レジスタ機構における4相ハンドシェイキングによる通信の説明図であり、各々の信号の遷移を時系列に図式化したものである。最初にlcGetのアサートに伴いrcGetがアサートされ(図7(2)の状態)、それに伴い、rdGetがアサートされる(図7(3)の状態)。この状態でGetがアサートされると、Sendがアサートされる(図8(1)の状態)。   FIG. 9 is an explanatory diagram of communication by four-phase handshaking in the read register mechanism, in which the transition of each signal is illustrated in time series. First, when lcGet is asserted, rcGet is asserted (state shown in FIG. 7 (2)), and accordingly, rdGet is asserted (state shown in FIG. 7 (3)). When Get is asserted in this state, Send is asserted (state shown in FIG. 8 (1)).

SendがアサートされるとrcGetがネゲートされ、それに伴いrdGetがネゲートされる(図8(2)の状態)。そして、この状態でGetがネゲートされると、Sendがネゲートされ、ldGetがアサートされる(図8(3)の状態)。   When Send is asserted, rcGet is negated, and rdGet is negated accordingly (state (2) in FIG. 8). When Get is negated in this state, Send is negated and ldGet is asserted (state shown in FIG. 8 (3)).

隣接する読出トークンレジスタ段は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合っている。すなわち、読出トークン転送モード信号rcGetがアサートされたことを受けて、ある読出トークンレジスタ段(以下、「要求元読出トークンレジスタ段」と称す。)が1つ下流の読出トークンレジスタ段(以下、「要求先読出トークンレジスタ段」と称す。)に対してリクエストとして読出トークン転送モード信号rdGetをアサートすると、要求先読出トークンレジスタ段は、要求元読出トークンレジスタ段に対するアクノレッジとして、読出トークン転送モード信号rcGetをネゲートする。読出トークン転送モード信号rcGetのネゲートを受けて、要求元読出トークンレジスタ段は、要求先読出トークンレジスタ段に対する読出トークン転送信号rdGetをネゲートする。   Adjacent read token register stages communicate with each other using a four-phase handshaking protocol. In other words, in response to the assertion of the read token transfer mode signal rcGet, a certain read token register stage (hereinafter referred to as “request source read token register stage”) is one downstream read token register stage (hereinafter “ When the read token transfer mode signal rdGet is asserted as a request to the request destination read token register stage, the request destination read token register stage uses the read token transfer mode signal rcGet as an acknowledge to the request source read token register stage. To negate. Upon receiving the negation of the read token transfer mode signal rcGet, the request source read token register stage negates the read token transfer signal rdGet for the request destination read token register stage.

つまり、隣り合う読出トークンレジスタ段の間で、送信側がリクエスト信号をアサートすると、これを受けて受信側はアクノレッジ信号をアサートする。すると、送信側はリクエスト信号をネゲートし、これを受けて受信側はアクノレッジ信号をネゲートする。従って、読出トークンレジスタ段は、お互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合っていることになる。   That is, when the transmitting side asserts a request signal between adjacent read token register stages, the receiving side asserts an acknowledge signal in response to the assertion. Then, the transmitting side negates the request signal, and the receiving side negates the acknowledge signal in response to this. Therefore, the read token register stages communicate with each other using a four-phase handshaking protocol.

図10及び図11は、書込用レジスタ機構における動作の手順を図示したものである。先に述べたように、書込用レジスタ機構の動作は、読出用レジスタ機構の動作に準じており、図7及び図8で説明した読出用レジスタ機構の動作に基づいて、書込用レジスタ機構の動作も同様に導き出すことができる。そのため、図示のみを行うこととして、書込用レジスタ機構の動作については詳細な説明を省略する。   10 and 11 illustrate the operation procedure in the write register mechanism. As described above, the operation of the write register mechanism is in accordance with the operation of the read register mechanism. Based on the operation of the read register mechanism described with reference to FIGS. The operation of can be similarly derived. Therefore, detailed description of the operation of the write register mechanism will be omitted by performing illustration only.

1−4.作用効果
第1の非同期相関演算回路100Aにおいて、非同期全加算部150が2線符号化されたデータを入力するように構成したことで、非同期全加算部150は、有効データの到来を確実に検知して演算を行うことが可能となる。非同期全加算部150では、当該非同期全加算部150の最新の加算結果に受信データを加算する演算が行われる。この場合において、相関演算の相手方となるレプリカデータの符号が正であれば受信データを足し込み(すなわち加算する)、相関演算の相手方となるレプリカデータの符号が負であれば受信データの符号を反転して足し込む(すなわち減算する)ようにしたことで、受信信号とレプリカコードとの相関演算を正しく行うことが可能となる。
1-4. Effect In the first asynchronous correlation operation circuit 100A, the asynchronous full adder 150 is configured to input 2-line encoded data, so that the asynchronous full adder 150 reliably detects the arrival of valid data. Thus, it becomes possible to perform the calculation. The asynchronous full adder 150 performs an operation of adding received data to the latest addition result of the asynchronous full adder 150. In this case, if the sign of the replica data that is the counterpart of the correlation calculation is positive, the received data is added (ie, added), and if the sign of the replica data that is the counterpart of the correlation calculation is negative, the sign of the received data is By inverting and adding (that is, subtracting), the correlation calculation between the received signal and the replica code can be performed correctly.

第1の非同期相関演算回路100Aは、相関演算回路の駆動用のクロック等の同期機構を必要とせず、原則としてデータの授受が行われる回路ブロックでのみ動作が可能であるため、高速動作が可能であるとともに、消費電力を低減することができる。一般に、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)回路では、消費電力は一定時間内のトランジスタのスイッチング総数に比例する。しかし、第1の非同期相関演算回路100Aでは、動作に必要なトランジスタのみがスイッチングするため、スイッチング総数を最小限に抑えることができる。これは、消費電力の削減に繋がる。   The first asynchronous correlation arithmetic circuit 100A does not require a synchronization mechanism such as a clock for driving the correlation arithmetic circuit, and can operate only in a circuit block to which data is exchanged in principle, and thus can operate at high speed. In addition, power consumption can be reduced. In general, in a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) circuit, power consumption is proportional to the total number of switching transistors within a certain time. However, in the first asynchronous correlation arithmetic circuit 100A, only the transistors necessary for the operation are switched, so that the total number of switching can be minimized. This leads to a reduction in power consumption.

また、第1の非同期相関演算回路100Aでは、受信データ及びレプリカデータの記憶部への入力機構及び出力機構を、書込用レジスタ機構及び読出用レジスタ機構によって実現している。受信データ及びレプリカデータをそれぞれ一対一に対応付けられたデータレジスタに演算前に書き込み、トークンパッシング方式を利用して演算毎にデータレジスタから順次に供給する構成とした。かかる構成により、データの供給に係るエネルギーの削減と位相のシフトとを実現する。   Further, in the first asynchronous correlation operation circuit 100A, the input mechanism and the output mechanism to the storage unit for received data and replica data are realized by a write register mechanism and a read register mechanism. The received data and the replica data are written in the data registers corresponding to each one-to-one before the calculation, and are sequentially supplied from the data register for each calculation using a token passing system. With this configuration, energy reduction and phase shift for data supply are realized.

より具体的には、従来一般的であったシフトレジスタ方式でデータの供給を行う場合には、データそのものを移動させる必要があるため、トランジスタのスイッチング総数は膨大となる。しかし、本実施形態のトークンパッシング方式では、データそのものを移動させる必要はなく、トークンを移動させるだけで済むため、トランジスタのスイッチング総数を大幅に削減し、コヒーレントノイズの大幅な削減及び消費電力の大幅な削減を実現することができる。   More specifically, when data is supplied by a shift register method that has been generally used in the past, it is necessary to move the data itself, so that the total number of switching of transistors becomes enormous. However, in the token passing method of this embodiment, it is not necessary to move the data itself, and only the token needs to be moved. Therefore, the total number of switching of the transistor is greatly reduced, the coherent noise is greatly reduced, and the power consumption is greatly reduced. Reduction can be realized.

また、GPS受信機では、受信信号のコード位相を検出するために、受信信号とレプリカコードとの相関演算を、受信信号又はレプリカコードの位相をずらして行う。本実施形態の非同期相関演算回路では、受信データ読出用レジスタ機構及びレプリカデータ読出用レジスタ機構の何れか一方について、読出トークンの初期格納位置をずらしてデータの読出開始位置をずらすことによって、簡易に位相シフトを実現することができる。   In the GPS receiver, in order to detect the code phase of the received signal, the correlation calculation between the received signal and the replica code is performed by shifting the phase of the received signal or the replica code. In the asynchronous correlation operation circuit according to the present embodiment, for either one of the reception data reading register mechanism and the replica data reading register mechanism, the initial storage position of the read token is shifted and the data reading start position is shifted, thereby simplifying. A phase shift can be realized.

これらに加えて、第1の非同期相関演算回路100Aでは、クロック信号の伝播遅延や回路の配線遅延等に起因して生ずるクロックスキューの問題や、相関演算回路のクロックとベースバンド処理回路部20の主回路のクロックとの周波数の相違による同期問題、それに由来する相関演算回路の移植性の問題といった、同期設計手法で相関演算回路を設計した場合に生じ得る問題を回避することができる。   In addition to these, in the first asynchronous correlation arithmetic circuit 100A, the clock skew caused by the propagation delay of the clock signal, the wiring delay of the circuit, etc., the clock of the correlation arithmetic circuit and the baseband processing circuit unit 20 Problems that may arise when a correlation operation circuit is designed by a synchronous design method, such as a synchronization problem due to a difference in frequency with the clock of the main circuit and a portability problem of a correlation operation circuit derived therefrom, can be avoided.

2.第2実施形態
第2実施形態における非同期相関演算回路は、非同期全加算部が、2K個(Kは1以上の整数)の受信データを加算する(2K−1)個の非同期全加算器をトーナメント型に配置構成したトーナメント型全加算器群を有する構成である。
2. Second Embodiment Asynchronous correlation calculation circuit according to the second embodiment includes (2 K −1) asynchronous full adders in which an asynchronous full adder adds 2 K (K is an integer of 1 or more) received data. Is a configuration having a tournament type full adder group arranged in a tournament type.

第1実施形態で説明した第1の非同期相関演算回路100Aでは、受信データDiとレプリカデータCjとを1つずつ非同期全加算部に入力し、最新の積和演算値Aに加算する演算を繰り返すことで、式(1)で与えられる相関値を演算していた。しかし、この方法では、最終的に相関値が得られるまでに多くの演算ステップを要する。そこで、受信データDiとレプリカデータCjとの乗算を並列的に行い、その乗算値同士を加算するように構成することで、相関値が得られるまでの演算ステップを低減させ、演算処理時間の短縮を図る。   In the first asynchronous correlation operation circuit 100A described in the first embodiment, the received data Di and the replica data Cj are input to the asynchronous full adder one by one and the operation of adding to the latest product-sum operation value A is repeated. Thus, the correlation value given by equation (1) was calculated. However, this method requires many calculation steps until a correlation value is finally obtained. Therefore, by multiplying the reception data Di and the replica data Cj in parallel and adding the multiplication values, the calculation steps until the correlation value is obtained are reduced, and the calculation processing time is shortened. Plan.

2−1.非同期相関演算回路の構成
図12は、第2実施形態における第2の非同期相関演算回路100Bの回路構成の一例を示す図である。ここでは「K=2」として第2の非同期相関演算回路100Bを構成した場合を例に挙げて説明する。第1の非同期相関演算回路100Aと同一の構成要素については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
2-1. Configuration of Asynchronous Correlation Operation Circuit FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the second asynchronous correlation operation circuit 100B in the second embodiment. Here, a case where the second asynchronous correlation calculation circuit 100B is configured with “K = 2” will be described as an example. The same components as those in the first asynchronous correlation calculation circuit 100A are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図12では、簡明化のために、受信データ記憶部110A及び受信データ2線符号化部110Bと、レプリカデータ記憶部120A及びレプリカデータ2線符号化部120Bとの図示を省略している。つまり、2線符号化器によって2線符号化済みの受信データDi及びレプリカデータCjが第2の非同期相関演算回路100Bに供給されるものとして図示している。   In FIG. 12, the received data storage unit 110A and the received data 2-line encoding unit 110B, and the replica data storage unit 120A and the replica data 2-line encoding unit 120B are not shown for the sake of simplicity. That is, the reception data Di and the replica data Cj that have been two-line encoded by the two-line encoder are illustrated as being supplied to the second asynchronous correlation calculation circuit 100B.

第2の非同期相関演算回路100Bは、トーナメント型全加算器群250と、非同期全加算部150と、2線復号部160と、加算結果記憶部170と、加算結果2線符号化部180とを有して構成される。   The second asynchronous correlation calculation circuit 100B includes a tournament-type full adder group 250, an asynchronous full adder 150, a two-line decoder 160, an addition result storage unit 170, and an addition result two-line encoder 180. It is configured.

トーナメント型全加算器群250は、第1の非同期全加算部251〜第3の非同期全加算部253の3個の非同期全加算部を有して構成される。具体的には、トーナメント型全加算器群250は、「22=4個」の受信データを加算する「(22−1)=3個」の非同期全加算器をトーナメント型に配置して構成される。すなわち、下段に第1の非同期全加算部251と第2の非同期全加算部252を配置し、その上段に第3の非同期全加算器253を配置して構成される。これらの非同期全加算部の構成は、図3で説明した非同期全加算部150の構成と同一である。 The tournament type full adder group 250 includes three asynchronous full adders, a first asynchronous full adder 251 to a third asynchronous full adder 253. Specifically, the tournament-type full adder group 250 includes “(2 2 −1) = 3” asynchronous full adders that add “2 2 = 4” received data in a tournament type. Composed. That is, the first asynchronous full adder 251 and the second asynchronous full adder 252 are arranged in the lower stage, and the third asynchronous full adder 253 is arranged in the upper stage. The configuration of these asynchronous full adders is the same as that of the asynchronous full adder 150 described with reference to FIG.

トーナメント型全加算器群250のうち、最下段の非同期全加算器である非同期全加算部251,252は、加算対象となる2つの受信データのうちの一方の受信データに係る受信データ2線符号化部の出力値に、他方の受信データに係る受信データ2線符号化部の出力値を、相関演算の相手方となる2つのレプリカデータに係るレプリカデータ2線符号化部の出力値に応じた符号で加算する。   In the tournament-type full adder group 250, the asynchronous full adders 251 and 252 which are the lowest level asynchronous full adders receive the received data 2-line code related to one received data of the two received data to be added. In accordance with the output value of the replica data 2-line encoding unit related to the two replica data that is the counterpart of the correlation operation, the output value of the receiving unit corresponding to the other reception data Add by sign.

具体的には、第1の非同期全加算部251において、第1の入力ポートXには、受信データ2線符号化部によって2線符号化された受信データD1が入力される。第2の入力ポートYには、受信データ2線符号化部によって2線符号化された受信データD2が入力される。また、キャリー入力ポートCinには、レプリカデータ2線符号化部によって2線符号化されたレプリカデータC1とC2との排他的論理和が入力される。   Specifically, in the first asynchronous full adder 251, the reception data D <b> 1 that has been two-line encoded by the reception data two-line encoder is input to the first input port X. The second input port Y receives the reception data D2 that has been two-line encoded by the reception data two-line encoding unit. The carry input port Cin receives an exclusive OR of the replica data C1 and C2 that are two-line encoded by the replica data two-line encoding unit.

第1の非同期全加算部251では、レプリカデータC1及びC2が、相関演算の相手方の2つのレプリカデータとなる。レプリカデータC1とC2との排他的論理和が“0”である場合は、受信データD1が受信データD2にそのまま加算される。それに対し、レプリカデータC1とC2との排他的論理和が“1”である場合は、受信データD1が符号を反転させて受信データD2に加算(すなわち減算)される。   In the first asynchronous full adder 251, the replica data C1 and C2 become the two replica data of the counterpart of the correlation calculation. When the exclusive OR of the replica data C1 and C2 is “0”, the reception data D1 is added to the reception data D2 as it is. On the other hand, when the exclusive OR of the replica data C1 and C2 is “1”, the received data D1 is inverted in sign and added (ie, subtracted) to the received data D2.

第2の非同期全加算部252では、第1の非同期全加算部251と同様に、2線符号化された受信データD3とD4とが、相関演算の相手方となる2つのレプリカデータであるレプリカデータC3とC4との排他的論理和に応じた符号で加算される。つまり、レプリカデータC3とC4との排他的論理和が“0”である場合は、受信データD3が受信データD4にそのまま加算される。それに対し、レプリカデータC3とC4との排他的論理和が“1”である場合は、受信データD3が符号を反転させて受信データD4に加算(すなわち減算)される。   In the second asynchronous full adder 252, similarly to the first asynchronous full adder 251, the two-line encoded received data D3 and D4 are replica data that are two replica data that are counterparts of the correlation calculation. Addition is performed with a sign corresponding to the exclusive OR of C3 and C4. That is, when the exclusive OR of the replica data C3 and C4 is “0”, the reception data D3 is added to the reception data D4 as it is. On the other hand, when the exclusive OR of the replica data C3 and C4 is “1”, the received data D3 is inverted in sign and added (that is, subtracted) to the received data D4.

レプリカコードの位相のずらし量をゼロとした場合(k=0)、相関値を求めるための演算式は式(2)で与えられる。この場合、第1の非同期全加算部251では、式(2)の右辺における第1項と第2項との積和値が演算され、その積和演算値A1が第3の非同期全加算部253に出力される。また、第2の非同期全加算部252では、式(2)の右辺における第3項と第4項との積和値が演算され、その積和演算値A2が第3の非同期全加算部253に出力される。   When the phase shift amount of the replica code is set to zero (k = 0), an arithmetic expression for obtaining a correlation value is given by Expression (2). In this case, the first asynchronous full adder 251 calculates the product-sum value of the first term and the second term on the right side of Equation (2), and the product-sum operation value A1 is the third asynchronous full adder. Is output to H.253. The second asynchronous full adder 252 calculates the product sum value of the third term and the fourth term on the right side of the expression (2), and the product sum operation value A2 is calculated as the third asynchronous full adder 253. Is output.

第3の非同期全加算部253では、第1の入力ポートXには、第1の非同期全加算部251の積和演算値A1が入力され、第2の入力ポートYには、第2の非同期全加算部252の積和演算値A2が入力される。また、キャリー入力ポートCinには、レプリカデータC1とC3との排他的論理和が入力される。そして、レプリカデータC1とC3との排他的論理和に応じた符号で積和演算値A1とA2とが加算され、その加算結果である積和演算値A3が非同期全加算部150に出力される。   In the third asynchronous full adder 253, the product-sum operation value A1 of the first asynchronous full adder 251 is input to the first input port X, and the second asynchronous input to the second input port Y is the second asynchronous full adder 253. The product-sum operation value A2 of the full adder 252 is input. Further, an exclusive OR of the replica data C1 and C3 is input to the carry input port Cin. Then, the product-sum operation values A1 and A2 are added with a code corresponding to the exclusive OR of the replica data C1 and C3, and the product-sum operation value A3 as the addition result is output to the asynchronous full adder 150. .

非同期全加算部150において、第1の入力ポートXには、第3の非同期全加算部253の積和演算値A3が入力され、第2の入力ポートYには、加算結果2線符号化部180から出力される最新の積和演算値A4が入力される。そして、キャリー入力ポートCinには、レプリカデータC1が入力される。そして、レプリカデータC1に応じた符号で積和演算値A3とA4とが加算され、その加算結果が2線符号復号部160に出力される。   In the asynchronous full adder 150, the product-sum operation value A3 of the third asynchronous full adder 253 is input to the first input port X, and the addition result two-line encoding unit is input to the second input port Y. The latest product-sum operation value A4 output from 180 is input. The replica data C1 is input to the carry input port Cin. Then, the product-sum operation values A3 and A4 are added with a code corresponding to the replica data C1, and the addition result is output to the 2-wire code decoding unit 160.

2−2.読出用レジスタ機構の構成
図12の第2の非同期相関演算回路100Bでは、非同期全加算部150の演算が完了する毎に、次の演算に供すべき2K個の受信データを選択して、トーナメント型全加算器群250に供給する必要がある。そこで、第1実施形態と同様に、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を受信データそれぞれに対応付けて設けた受信データ読出用レジスタ機構を、第2の非同期相関演算回路100Bに設ける。この場合、各読出トークンレジスタ段は、非同期全加算部の演算対象の2K個の受信データに対応する受信データ2線符号化器に対応付けられるように構成する。
2-2. Configuration of Reading Register Mechanism In the second asynchronous correlation operation circuit 100B of FIG. 12, every time the operation of the asynchronous full adder 150 is completed, 2 K received data to be used for the next operation are selected and the tournament It is necessary to supply the type full adder group 250. Therefore, as in the first embodiment, the second asynchronous correlation operation circuit is provided with a received data reading register mechanism in which read token register stages communicating with each other by a four-phase handshaking protocol are associated with each received data. 100B is provided. In this case, each read token register stage is configured to be associated with a reception data 2-line encoder corresponding to 2 K reception data to be calculated by the asynchronous full adder.

図13は、「K=2」の場合の受信データ読出用レジスタ機構の構成例を示す図である。この受信データ読出用レジスタ機構では、1つの読出トークンで4個の受信データが同時に2線符号化されてトーナメント型全加算器群250に供給されるように構成されている。   FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the received data reading register mechanism in the case of “K = 2”. This received data reading register mechanism is configured such that four received data are simultaneously encoded in two lines with one read token and supplied to the tournament type full adder group 250.

具体的には、受信データの読出用レジスタ機構は「L=N/4個」の読出トークンレジスタ段Sd1〜SdLを有して構成される。各読出トークンレジスタ段は、連続する4個の受信データに係るデータレジスタに対応する4個の2線符号化器に接続されている。但し、隣接する読出トークンレジスタ段同士で接続先の2線符号化器が重複しないように、受信データの時系列順に4個ずつ接続先が選ばれている。   Specifically, the read data read register mechanism is configured to have “L = N / 4” read token register stages Sd1 to SdL. Each read token register stage is connected to four 2-wire encoders corresponding to data registers related to four consecutive received data. However, four connection destinations are selected in order of time series of received data so that the two-line encoders of connection destinations do not overlap between adjacent read token register stages.

より具体的には、読出トークンレジスタ段Sd1は、受信データレジスタRd1〜Rd4に対応する受信データ2線符号化器Ed1〜Ed4に接続されている。次の読出トークンレジスタ段Sd2は、受信データレジスタRd5〜Rd8に対応する受信データ2線符号化器Ed5〜Ed8に接続されている。以下同様である。   More specifically, the read token register stage Sd1 is connected to reception data 2-line encoders Ed1 to Ed4 corresponding to the reception data registers Rd1 to Rd4. The next read token register stage Sd2 is connected to reception data 2-line encoders Ed5 to Ed8 corresponding to reception data registers Rd5 to Rd8. The same applies hereinafter.

この場合、各読出トークンレジスタ段は、接続先の4個の受信データ2線符号化器に対して同時に2線符号化指示信号Sendを出力することで、連続する4個の受信データを対応する2線符号化器に2線符号化させて、トーナメント型全加算器群250に供給する。図13の例では、二重丸で示した読出トークンレジスタ段Sd1が、受信データ2線符号化器Ed1〜Ed4に対して実線で示すように2線符号化指示信号Sendを出力する様子を示している。   In this case, each read token register stage outputs a two-wire encoding instruction signal Send simultaneously to the four reception data two-wire encoders to be connected, thereby corresponding to four consecutive reception data. The two-line encoder performs two-line encoding and supplies the result to the tournament type full adder group 250. The example of FIG. 13 shows a state in which the read token register stage Sd1 indicated by a double circle outputs a two-line encoding instruction signal Send as indicated by a solid line to the reception data two-line encoders Ed1 to Ed4. ing.

レプリカデータについても同様に、非同期全加算部の演算が完了する毎に、次の演算に供すべき「22=4個」のレプリカデータを選択して、トーナメント型全加算器群250に供給する必要がある。そのため、図示は省略するが、図13の受信データ読出用レジスタ機構と同様に、「L=N/4個」の読出トークンレジスタ段Sc1〜ScLを有して構成されるレプリカデータ読出用レジスタ機構を構成すればよい。 Similarly, for replica data, every time the operation of the asynchronous full adder is completed, “2 2 = 4” replica data to be used for the next operation is selected and supplied to the tournament type full adder group 250. There is a need. Therefore, although not shown, similar to the received data reading register mechanism of FIG. 13, the replica data reading register mechanism configured to include “L = N / 4” read token register stages Sc1 to ScL. May be configured.

第2の非同期相関演算回路100Bに設けられる受信データ読出用レジスタ機構は、第1の非同期相関演算回路100Aに設けられる受信データ読出用レジスタ機構と同様に、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を受信データそれぞれに対応付けて設けた読出用レジスタ機構である。このレジスタ機構では、各読出トークンレジスタ段が、トーナメント型全加算器群の演算対象の2K個の受信データに対応する受信データ2線符号化器に対応付けられ、非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる。また、読出トークンに基づいて次の演算に供すべき2K個の受信データに対応する受信データ2線符号化器を選択し、選択した受信データ2線符号化器に受信データを2線符号化させる。
レプリカデータ読出用レジスタ機構についても同様である。
The reception data reading register mechanism provided in the second asynchronous correlation calculation circuit 100B communicates with each other by a four-phase handshaking protocol, similarly to the reception data reading register mechanism provided in the first asynchronous correlation calculation circuit 100A. This is a read register mechanism in which a matching read token register stage is provided in association with each received data. In this register mechanism, each read token register stage is associated with a received data 2-wire encoder corresponding to 2 K received data to be operated by the tournament type full adder group, and the operation of the asynchronous full adder is performed. Each time it is completed, the read token is moved to the next read token register stage. In addition, a received data 2-line encoder corresponding to 2 K received data to be used for the next calculation is selected based on the read token, and the received data is 2-line encoded in the selected received data 2-line encoder. Let
The same applies to the replica data read register mechanism.

3.第3実施形態
第3実施形態は、第2実施形態で説明した第2の非同期相関演算回路を複数個配置し、互いにレプリカコードの位相をずらして、各々の第2の非同期相関演算回路に相関演算を並列的に行わせる構成を適用した実施形態である。
3. Third Embodiment In the third embodiment, a plurality of second asynchronous correlation calculation circuits described in the second embodiment are arranged, the phases of the replica codes are shifted from each other, and the correlation is made to each second asynchronous correlation calculation circuit. It is embodiment which applied the structure which performs a calculation in parallel.

具体例として、図12で説明した「K=2」とした場合の第2の非同期相関演算回路100Bを4個配置して相関演算を行う場合について説明する。この場合は、受信データ及びレプリカデータを、4個の第2の非同期相関演算回路100Bのそれぞれに対して「2=4個」ずつ供給してトーナメント型全加算器群250に演算を行わせる。 As a specific example, a case will be described in which correlation calculation is performed by arranging four second asynchronous correlation calculation circuits 100B in the case of “K = 2” described in FIG. In this case, “2 2 = 4” received data and replica data are supplied to each of the four second asynchronous correlation calculation circuits 100B to cause the tournament type full adder group 250 to perform calculation. .

受信データDiについては、1回の演算において、4個の第2の非同期相関演算回路100Bに同一のデータが供給されるように制御する。すなわち、第1回目の演算では、各々の第2の非同期相関演算回路100Bに対して受信データD1〜D4を同時に供給し、第2回目の演算では、各々の第2の非同期相関演算回路100Bに対して受信データD5〜D8を同時に供給する。以下同様にして、受信データDNまで4個ずつ時系列に受信データを供給する。   The reception data Di is controlled so that the same data is supplied to the four second asynchronous correlation calculation circuits 100B in one calculation. That is, in the first calculation, the received data D1 to D4 are simultaneously supplied to each second asynchronous correlation calculation circuit 100B, and in the second calculation, each second asynchronous correlation calculation circuit 100B is supplied. On the other hand, the reception data D5 to D8 are supplied simultaneously. In the same manner, reception data is supplied in a time series of four pieces up to reception data DN.

このような受信データの供給を実現するための機構としては、図13に示した受信データ読出用レジスタ機構を適用することができる。つまり、図13に示した受信データ読出用レジスタ機構を、4個の第2の非同期相関演算回路100Bそれぞれに対応付けて設けて、トークンパッシング方式で受信データの読み出しを行えばよい。   As a mechanism for realizing the supply of such reception data, the reception data reading register mechanism shown in FIG. 13 can be applied. That is, the reception data reading register mechanism shown in FIG. 13 may be provided in association with each of the four second asynchronous correlation arithmetic circuits 100B, and the reception data may be read by the token passing method.

一方、レプリカデータCjについては、4個の第2の非同期相関演算回路100Bに対して、読出開始位置を1つずつずらした4個のデータがそれぞれ供給されるように制御する。これは、レプリカコードの位相をずらして、4個の第2の非同期相関演算回路100Bにそれぞれ異なる位相で相関演算を行わせるためである。   On the other hand, with respect to the replica data Cj, control is performed so that the four second asynchronous correlation calculation circuits 100B are respectively supplied with four data with the reading start position shifted by one. This is because the phase of the replica code is shifted to cause the four second asynchronous correlation calculation circuits 100B to perform correlation calculations at different phases.

図14は、この場合におけるレプリカデータの供給の説明図である。便宜的に、4個の第2の非同期相関演算回路100Bに「A〜D」の番号を割り当てて説明する。図14には、第2の非同期相関演算回路の番号と、各々の第2の非同期相関演算回路に対して供給するレプリカデータとを対応付けたテーブルを図示している。レプリカデータの欄においてハッチングを示した部分が、1回の演算で供給するレプリカデータ組を示す。また、レプリカデータ組の先頭に記した数字は演算の番号を示し、末尾に記したアルファベットは第2の非同期相関演算回路の番号を示す。   FIG. 14 is an explanatory diagram of supply of replica data in this case. For convenience, the description will be made by assigning numbers “A to D” to the four second asynchronous correlation arithmetic circuits 100B. FIG. 14 shows a table in which the number of the second asynchronous correlation calculation circuit is associated with the replica data supplied to each second asynchronous correlation calculation circuit. The hatched portion in the replica data column indicates a replica data set supplied in one operation. Further, the number written at the beginning of the replica data set indicates the number of the calculation, and the alphabet written at the end indicates the number of the second asynchronous correlation calculation circuit.

このテーブルによれば、第1回目の演算では、非同期相関演算回路AにはレプリカデータC1〜C4を供給し、非同期相関演算回路BにはレプリカデータC2〜C5を供給し、非同期相関演算回路CにはレプリカデータC3〜C6を供給し、非同期相関演算回路DにはレプリカデータC4〜C7を供給する。   According to this table, in the first calculation, the asynchronous correlation calculation circuit A is supplied with replica data C1 to C4, the asynchronous correlation calculation circuit B is supplied with replica data C2 to C5, and the asynchronous correlation calculation circuit C Is supplied with replica data C3 to C6, and the asynchronous correlation calculation circuit D is supplied with replica data C4 to C7.

第2回目の演算では、非同期相関演算回路AにはレプリカデータC5〜C8を供給し、非同期相関演算回路BにはレプリカデータC6〜C9を供給し、非同期相関演算回路CにはレプリカデータC7〜C10を供給し、非同期相関演算回路DにはレプリカデータC8〜C11を供給する。以下同様である。   In the second calculation, replica data C5 to C8 are supplied to the asynchronous correlation calculation circuit A, replica data C6 to C9 are supplied to the asynchronous correlation calculation circuit B, and replica data C7 to C7 are supplied to the asynchronous correlation calculation circuit C. C10 is supplied, and the asynchronous correlation calculation circuit D is supplied with replica data C8 to C11. The same applies hereinafter.

図15は、上記のレプリカデータの供給を実現するためのレジスタ機構であるレプリカデータ読出用レジスタ機構の構成図である。図15(1)〜(4)は、それぞれ図14の非同期相関演算回路A〜Dに具備させるレプリカデータ読出用レジスタ機構の構成を図示したものである。   FIG. 15 is a configuration diagram of a replica data reading register mechanism which is a register mechanism for realizing the supply of the replica data. FIGS. 15 (1) to (4) illustrate the configuration of the replica data reading register mechanism provided in each of the asynchronous correlation arithmetic circuits A to D of FIG.

これらのレプリカデータ読出用レジスタ機構では、1つの読出トークンで4個のレプリカデータが同時に2線符号化されるように構成されている。それぞれのレプリカデータ読出用レジスタ機構は「L=N/4個」の読出トークンレジスタ段Sc1〜ScLを有する。   These replica data read register mechanisms are configured such that four replica data are simultaneously two-line encoded with one read token. Each replica data read register mechanism has “L = N / 4” read token register stages Sc1 to ScL.

各読出トークンレジスタ段は、連続する4個のレプリカデータに係るデータレジスタに対応する4個の2線符号化器に接続されている。但し、隣接する読出トークンレジスタ段同士で接続先の2線符号化器が重複しないように、レプリカデータの時系列順に4個ずつ接続先が選ばれている。   Each read token register stage is connected to four two-line encoders corresponding to data registers related to four consecutive replica data. However, four connection destinations are selected in order of time series of replica data so that the two-line encoders of connection destinations do not overlap between adjacent read token register stages.

非同期相関演算回路A〜Dで異なるのは、読出トークンレジスタ段Sc1〜ScLの接続先のレプリカデータ2線符号化器Ecが1つずつずれている点である。例えば、読出トークンレジスタ段Sc1に着目すると、非同期相関演算回路Aでは2線符号化器Ec1〜Ec4に接続されているのに対し、非同期相関演算回路Bでは2線符号化器Ec2〜Ec5に接続されている。また、非同期相関演算回路Cでは2線符号化器Ec3〜Ec6に接続されており、非同期相関演算回路Dでは2線符号化器Ec4〜Ec7に接続されている。   The difference between the asynchronous correlation arithmetic circuits A to D is that the replica data 2-line encoders Ec to which the read token register stages Sc1 to ScL are connected are shifted one by one. For example, paying attention to the read token register stage Sc1, the asynchronous correlation arithmetic circuit A is connected to the two-line encoders Ec1 to Ec4, whereas the asynchronous correlation arithmetic circuit B is connected to the two-line encoders Ec2 to Ec5. Has been. The asynchronous correlation calculation circuit C is connected to the two-line encoders Ec3 to Ec6, and the asynchronous correlation calculation circuit D is connected to the two-line encoders Ec4 to Ec7.

このようにレプリカデータ読出トークンレジスタ段を構成することで、それぞれの非同期相関演算回路A〜Dに読出開始位置を1つずつずらしてレプリカデータを2線符号化させて、トーナメント型全加算器群での演算に供することが可能となる。   By constructing the replica data read token register stage in this way, each asynchronous correlation operation circuit A to D shifts the read start position one by one to cause the replica data to be two-line encoded, and the tournament type full adder group It becomes possible to use for the calculation in.

4.第4実施形態
第4実施形態は、レプリカデータを生成する非同期回路を非同期相関演算回路に設ける実施形態である。
4). Fourth Embodiment The fourth embodiment is an embodiment in which an asynchronous circuit that generates replica data is provided in an asynchronous correlation operation circuit.

GPS衛星信号に変調されているC/Aコードは、1023チップを1PNフレームとする繰返し周期1msの擬似ランダム雑音符号であり、各GPS衛星に固有のコードである。このC/Aコードはゴールド系列のコード(ゴールドコード)として知られている。ゴールドコードは、周期が等しく、プリファードペアである2つのM系列を結合することで生成することができる。本実施形態では、この原理に基づき、2線符号化されたレプリカデータを生成する非同期回路を実現する。   The C / A code modulated into the GPS satellite signal is a pseudo-random noise code with a repetition period of 1 ms using 1023 chips as one PN frame, and is a code unique to each GPS satellite. This C / A code is known as a gold series code (gold code). The gold code can be generated by combining two M sequences having equal periods and preferred pairs. In this embodiment, based on this principle, an asynchronous circuit that generates two-line encoded replica data is realized.

図16は、第4実施形態における第4の非同期相関演算回路100Dの回路構成の一例を示す図である。第4の非同期相関演算回路100Dの大きな構成は、第1の非同期相関演算回路100Aと同じである。異なるのは、レプリカデータ供給部120が、非同期レプリカデータ生成回路130と、設定部140とを有して構成される点である。非同期レプリカデータ生成回路130は、C/Aコードのコード長と同じ長さ1023(=210−1)のレプリカデータを生成する回路である。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a fourth asynchronous correlation arithmetic circuit 100D in the fourth embodiment. The large configuration of the fourth asynchronous correlation calculation circuit 100D is the same as that of the first asynchronous correlation calculation circuit 100A. The difference is that the replica data supply unit 120 includes an asynchronous replica data generation circuit 130 and a setting unit 140. The asynchronous replica data generation circuit 130 is a circuit that generates replica data having the same length 1023 (= 2 10 −1) as the code length of the C / A code.

図17は、非同期レプリカデータ生成回路130の回路構成の一例を示す図である。非同期レプリカデータ生成回路130は、第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路131と、第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路132と、結合部133とを有して構成される。   FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the asynchronous replica data generation circuit 130. The asynchronous replica data generation circuit 130 includes a first linear feedback shift register circuit 131, a second linear feedback shift register circuit 132, and a coupling unit 133.

第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路131は、10段(=L段)の第1のデータレジスタ部131Aと9段(=(L−1)段)の第1の排他的論理和演算回路131Bとを線形フィードバック接続してなる回路である。同様に、第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路132は、10段(=L段)の第2のデータレジスタ部132Aと9段(=(L−1)段)の第2の排他的論理和演算回路132Bとを線形フィードバック接続してなる回路である。   The first linear feedback shift register circuit 131 includes a 10-stage (= L-stage) first data register section 131A and a 9-stage (= (L-1) -stage) first exclusive OR operation circuit 131B. Is a circuit formed by linear feedback connection. Similarly, the second linear feedback shift register circuit 132 includes a second data register unit 132A having 10 stages (= L stages) and a second exclusive OR operation having 9 stages (= (L−1) stages). This is a circuit formed by linear feedback connection with the circuit 132B.

第1のデータレジスタ部131A及び第2のデータレジスタ部132Aは、それぞれ1ビットデータレジスタ部を2線復号器及び2線符号化器で挟んで構成される。この第1のデータレジスタ部131Aの2線符号化器及び第2のデータレジスタ部132Aの2線符号化器によって、第1実施形態で説明したレプリカデータ2線符号化部120Bが構成される。   The first data register unit 131A and the second data register unit 132A are each configured by sandwiching a 1-bit data register unit between a 2-line decoder and a 2-line encoder. The two-line encoder of the first data register unit 131A and the two-line encoder of the second data register unit 132A constitute the replica data two-line encoder 120B described in the first embodiment.

1ビットデータレジスタ部は、例えば1ビットのデータレジスタで構成することができる。つまり、1ビットデータレジスタを2線復号器及び2線符号化器で挟んでデータレジスタ部を構成する。この場合、1ビットデータレジスタ部には、2線復号器によって2線復号された1ビットのデータが格納される。そして、1ビットデータレジスタ部から出力される1ビットのデータが2線符号化器によって2線符号化されて、次段のデータレジスタ部に出力される。   The 1-bit data register unit can be constituted by, for example, a 1-bit data register. That is, a 1-bit data register is sandwiched between a 2-line decoder and a 2-line encoder to constitute a data register unit. In this case, the 1-bit data register unit stores 1-bit data that has been 2-line decoded by the 2-line decoder. Then, the 1-bit data output from the 1-bit data register unit is 2-line encoded by the 2-line encoder and output to the data register unit in the next stage.

図中では、データレジスタ部を構成する1ビットデータレジスタ部を“BRn”と表記し、2線復号器を“Dn”と表記し、2線符号化器を“En”と表記している。“n=1〜10”はデータレジスタ部の番号を示す。また、第1のデータレジスタ部131Aを構成する1ビットデータレジスタ部、2線復号器及び2線符号化器には末尾に(1)を付し、第2のデータレジスタ部132Aを構成する1ビットデータレジスタ部、2線復号器及び2線符号化器には末尾に(2)を付すことで、両者を区別している。   In the figure, the 1-bit data register part constituting the data register part is represented as “BRn”, the 2-wire decoder is represented as “Dn”, and the 2-wire encoder is represented as “En”. “N = 1 to 10” indicates the number of the data register section. Further, (1) is added to the end of the 1-bit data register unit, the 2-wire decoder, and the 2-wire encoder that constitute the first data register unit 131A, and the 1-bit data register unit 132A that constitutes the second data register unit 132A. The bit data register unit, 2-line decoder, and 2-line encoder are distinguished from each other by adding (2) at the end.

なお、本実施形態では、第1のデータレジスタ部131A及び第2のデータレジスタ部132Aを構成する1ビットデータレジスタ部が、それぞれ単一の1ビットデータレジスタで構成されることとして図示・説明するが、これに代えて、例えばそれぞれの駆動信号の位相が異なる2段の1ビットデータレジスタを接続して1ビットデータレジスタ部を構成してもよい。これは、非同期回路において特に問題となるレーシングを回避するための機構である。   In the present embodiment, the 1-bit data register unit constituting the first data register unit 131A and the second data register unit 132A is illustrated and described as being configured by a single 1-bit data register. However, instead of this, for example, a 1-bit data register unit may be configured by connecting two stages of 1-bit data registers having different drive signal phases. This is a mechanism for avoiding racing, which is a particular problem in asynchronous circuits.

データレジスタ部を構成する2線復号器は、前段のデータレジスタ部を構成する2線符号化器から出力される2線符号化された1ビットのデータを2線復号し、その復号結果を1ビットデータレジスタ部に出力する。また、データレジスタ部を構成する2線符号化器は、設定部140からデータの2線符号化の開始を指示する2線符号化開始信号Sendが入力されると、1ビットデータレジスタ部から出力される1ビットのデータの2線符号化を開始し、非同期的にデータのシフト動作を行う。   The two-line decoder constituting the data register unit performs two-line decoding on the two-line encoded 1-bit data output from the two-line encoder constituting the preceding data register unit, and the decoding result is 1 Output to the bit data register section. Also, the 2-wire encoder constituting the data register unit outputs from the 1-bit data register unit when the 2-line encoding start signal Send that instructs the start of 2-line encoding of data is input from the setting unit 140. The two-line encoding of 1-bit data is started, and the data shift operation is performed asynchronously.

各線形フィードバックシフトレジスタ回路は、データレジスタ部それぞれの初期値と、排他的論理和の演算を実行させる排他的論理和演算回路とが、設定部140によって設定可能に構成されている。具体的には、第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路131について、第1のデータレジスタ部131Aを構成する1ビットデータレジスタ部BR1(1)〜BR10(1)それぞれの初期値B1(1)〜B10(1)が、設定部140によって設定される。また、第1の排他的論理和演算回路EXOR1(1)〜EXOR9(1)に対して回路設定値Pass1(1)〜Pass9(1)が設定部140によってそれぞれ出力され、この回路設定値Pass1(1)〜Pass9(1)によって、第1の排他的論理和演算回路EXOR1(1)〜EXOR9(1)に排他的論理和の演算を実行させるか否かが設定される。
第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路132についても同様である。
Each linear feedback shift register circuit is configured such that an initial value of each data register unit and an exclusive OR operation circuit for executing an exclusive OR operation can be set by the setting unit 140. Specifically, with respect to the first linear feedback shift register circuit 131, initial values B1 (1) to B10 of the 1-bit data register units BR1 (1) to BR10 (1) constituting the first data register unit 131A, respectively. (1) is set by the setting unit 140. In addition, circuit setting values Pass1 (1) to Pass9 (1) are respectively output by the setting unit 140 to the first exclusive OR operation circuits EXOR1 (1) to EXOR9 (1), and this circuit setting value Pass1 ( 1) to Pass9 (1) set whether or not the first exclusive OR operation circuits EXOR1 (1) to EXOR9 (1) execute the exclusive OR operation.
The same applies to the second linear feedback shift register circuit 132.

第1の排他的論理和演算回路131B及び第2の排他的論理和演算回路132Bは、最下流のデータレジスタ部(第10番のデータレジスタ部)からの出力をフィードバックするフィードバックループのデータ線上に、隣接するデータレジスタ部の間に介在するようにそれぞれ1個ずつ設けられている。   The first exclusive OR operation circuit 131B and the second exclusive OR operation circuit 132B are provided on the data line of the feedback loop that feeds back the output from the most downstream data register unit (the tenth data register unit). Each is provided so as to be interposed between adjacent data register sections.

図中では、排他的論理和演算回路を“EXORm”と表記している。“m=1〜9”は排他的論理和演算回路の番号を示す。また、第1の排他的論理和演算回路131Bには末尾に(1)を付し、第2の排他的論理和演算回路132Bには末尾に(2)を付すことで、両者を区別している。   In the figure, the exclusive OR operation circuit is expressed as “EXORm”. “M = 1 to 9” indicates the number of the exclusive OR operation circuit. Further, the first exclusive OR operation circuit 131B is distinguished by adding (1) at the end and (2) at the end of the second exclusive OR operation circuit 132B. .

図18は、第1の排他的論理和演算回路131B及び第2の排他的論理和演算回路132Bの回路構成の一例を示す図である。これらの排他的論理和演算回路131B,132Bは、複数の論理素子を有し、2線符号化されたデータを入力して排他的論理和の演算を行う論理回路である。排他的論理和演算回路131B,132Bには、前段の排他的論理和演算回路から入力データInが入力される。また、当該排他的論理和演算回路と同一の番号を付したデータレジスタ部の出力がタップデータTapとして入力される。また、排他的論理和演算回路には、設定部140から回路設定値Passが入力され、この回路設定値Passによって、入力データInとタップデータTapとの排他的論理和の演算を実行するか否かが制御される。   FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the first exclusive OR operation circuit 131B and the second exclusive OR operation circuit 132B. These exclusive OR operation circuits 131B and 132B are logic circuits that have a plurality of logic elements and perform exclusive OR operation by inputting 2-line encoded data. The input data In is input from the preceding exclusive OR operation circuit to the exclusive OR operation circuits 131B and 132B. Further, the output of the data register unit having the same number as that of the exclusive OR circuit is input as tap data Tap. Further, the circuit setting value Pass is input from the setting unit 140 to the exclusive OR operation circuit, and whether or not the exclusive OR operation between the input data In and the tap data Tap is executed based on the circuit setting value Pass. Is controlled.

図19は、排他的論理和演算回路の演算に係る真理値表である。回路設定値Passが“0”の場合は(Pass=0)、入力データInとタップデータTapとの排他的論理和の演算を実行せず(つまりタップデータTapを無視して)、入力データInをそのまま出力データOutとする(Out=In)。それに対し、回路設定値Passが“1”の場合は(Pass=1)、タップデータTapと入力データInとの排他的論理和の演算を実行し、その演算結果を出力データOutとする(Out=In xor Tap)。   FIG. 19 is a truth table relating to the operation of the exclusive OR operation circuit. When the circuit setting value Pass is “0” (Pass = 0), the exclusive OR operation of the input data In and the tap data Tap is not executed (that is, the tap data Tap is ignored), and the input data In As output data Out (Out = In). On the other hand, when the circuit set value Pass is “1” (Pass = 1), an exclusive OR operation between the tap data Tap and the input data In is executed, and the operation result is set as output data Out (Out = In xor Tap).

これは、回路設定値Passによって排他的論理和の演算箇所が定められることを意味する。つまり、本実施形態の線形フィードバックシフトレジスタ回路には、9段の排他的論理和演算回路が設けられているが、入力データInとタップデータTapとの排他的論理和の演算を、これら全ての排他的論理和演算回路に実行させるのではなく、レプリカデータの生成に必要な排他的論理和演算回路にのみ実行させる。   This means that an exclusive OR operation location is determined by the circuit setting value Pass. In other words, the linear feedback shift register circuit of the present embodiment is provided with a nine-stage exclusive OR operation circuit, but the exclusive OR operation of the input data In and the tap data Tap is performed on all of these. It is not executed by the exclusive OR operation circuit, but only by an exclusive OR operation circuit necessary for generating replica data.

結合部133は、第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路131から出力される2線符号化された出力値と、第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路132から出力される2線符号化された出力値との排他的論理和を演算する。そして、その演算結果を、2線符号化したレプリカデータとして非同期全加算部150に出力する。   The combining unit 133 includes a two-line encoded output value output from the first linear feedback shift register circuit 131, and a two-line encoded output value output from the second linear feedback shift register circuit 132. Calculate the exclusive OR of. Then, the calculation result is output to the asynchronous full adder 150 as two-line encoded replica data.

設定部140は、非同期レプリカデータ生成回路130に生成させるレプリカコードに応じた第1のデータレジスタ131Aの初期値及び第1の排他的論理和演算回路131Bの設定を行うとともに、当該レプリカコードに応じた第2のデータレジスタ132Aの初期値及び第2の排他的論理和演算回路132Bの設定を行う。また、設定部140は、各線形フィードバックシフトレジスタ回路を構成するデータレジスタ部の2線符号化器に対して2線符号化開始信号Sendを出力する。   The setting unit 140 sets the initial value of the first data register 131A and the first exclusive OR operation circuit 131B according to the replica code to be generated by the asynchronous replica data generation circuit 130, and according to the replica code. The initial value of the second data register 132A and the second exclusive OR operation circuit 132B are set. The setting unit 140 outputs a two-line encoding start signal Send to the two-line encoder of the data register unit configuring each linear feedback shift register circuit.

図20は、設定部140が上記の設定を行うために用いる設定用データ141のデータ構成の一例を示す図である。設定用データ141には、PRN番号(レプリカID)141Aと、第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路131に係る第1の設定値141Bと、第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路132に係る第2の設定値141Cとが対応付けて定められている。   FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the setting data 141 used by the setting unit 140 for performing the above setting. The setting data 141 includes a PRN number (replica ID) 141A, a first setting value 141B related to the first linear feedback shift register circuit 131, and a second setting related to the second linear feedback shift register circuit 132. The value 141C is determined in association with it.

第1の設定値141Bには、第1のデータレジスタ部131Aに対する10ビットの初期値b(1)(=b1(1)〜b10(1))と、第1の排他的論理和演算回路131Bに対する9ビットの回路設定値Pass(1)(=Pass1(1)〜Pass9(1))とが定められている。また、第2の設定値141Cには、第2のデータレジスタ部132Aに対する10ビットの初期値b(2)(=b1(2)〜b10(2))と、第1の排他的論理和演算回路131Bに対する9ビットの回路設定値Pass(2)(=Pass1(2)〜Pass9(2))とが定められている。   The first set value 141B includes a 10-bit initial value b (1) (= b1 (1) to b10 (1)) for the first data register unit 131A and a first exclusive OR operation circuit 131B. 9-bit circuit setting value Pass (1) (= Pass1 (1) to Pass9 (1)) is defined. The second set value 141C includes a 10-bit initial value b (2) (= b1 (2) to b10 (2)) for the second data register unit 132A and a first exclusive OR operation. A 9-bit circuit setting value Pass (2) (= Pass1 (2) to Pass9 (2)) for the circuit 131B is determined.

設定部140は、処理部300から出力されるPRN番号141Aに対応する第1の設定値141B及び第2の設定値141Cを、それぞれ第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路131及び第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路132に出力する。   The setting unit 140 converts the first setting value 141B and the second setting value 141C corresponding to the PRN number 141A output from the processing unit 300 into the first linear feedback shift register circuit 131 and the second linear feedback shift, respectively. Output to the register circuit 132.

第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路131によって生成される系列データは、第1のデータレジスタ部131Aそれぞれに設定する初期値と、排他的論理和の演算を実行させる第1の排他的論理和演算回路131Bとによって一意に定まる。これは、第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路132についても同様である。このため、2つの線形フィードバックシフトレジスタ回路それぞれに対する初期値及び回路設定値をPRN番号(レプリカID)別に予め定めておき、捕捉対象とするGPS衛星(捕捉対象衛星)のPRN番号に対応する初期値及び回路設定値を非同期レプリカデータ生成回路130に出力することで、当該捕捉対象衛星に係るレプリカデータを非同期レプリカデータ生成回路130に生成させることが可能となる。   The series data generated by the first linear feedback shift register circuit 131 includes an initial value set in each of the first data register units 131A and a first exclusive OR operation circuit that executes an exclusive OR operation. It is uniquely determined by 131B. The same applies to the second linear feedback shift register circuit 132. For this reason, initial values and circuit setting values for the two linear feedback shift register circuits are determined in advance for each PRN number (replica ID), and an initial value corresponding to the PRN number of the GPS satellite to be captured (capture target satellite). Then, by outputting the circuit setting value to the asynchronous replica data generation circuit 130, it is possible to cause the asynchronous replica data generation circuit 130 to generate replica data related to the capture target satellite.

5.変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明する。
5. Modifications Embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Hereinafter, modified examples will be described.

5−1.第1の系列データ及び第2の系列データ
上記の実施形態では、第1の系列データをGPS衛星からGPS衛星信号を受信した受信信号とし、第2の系列データをレプリカコードとして説明したが、第1の系列データや第2の系列データの種類はこれらに限られるわけではない。
5-1. First series data and second series data In the above embodiment, the first series data is described as a reception signal received from a GPS satellite signal, and the second series data is described as a replica code. The types of the first series data and the second series data are not limited to these.

CDMA(Code Division Multiple Access)方式でデータ通信を行うシステムでは、送信機側で拡散符号を用いて送信データを拡散変調し、受信機側で拡散変調されたデータを逆拡散して送信データを復調する。逆拡散では、受信信号の拡散符号の位相を知る必要があるため、受信信号と擬似的な拡散符号との相関演算が必要となる。従って、衛星測位システム以外の通信システムにおいても本発明を適用可能であり、第1の系列データ及び第2の系列データは、適用する通信システムに応じて適宜選択することが可能である。   In a system that performs data communication using the CDMA (Code Division Multiple Access) system, transmission data is spread-modulated using a spread code on the transmitter side, and the spread-modulated data is despread on the receiver side to demodulate the transmission data. To do. In despreading, since it is necessary to know the phase of the spread code of the received signal, a correlation operation between the received signal and the pseudo spread code is required. Therefore, the present invention can also be applied to communication systems other than the satellite positioning system, and the first sequence data and the second sequence data can be appropriately selected according to the applied communication system.

5−2.第1の非同期相関演算回路の並列化
第3実施形態と同様に、第1実施形態で説明した第1の非同期相関演算回路100Aを複数個配置構成し、それぞれの第1の非同期相関演算回路100Aにレプリカコードの位相をずらして並列的に相関演算を行わせるように構成してもよい。
5-2. Parallelization of First Asynchronous Correlation Arithmetic Circuits Similar to the third embodiment, a plurality of first asynchronous correlation arithmetic circuits 100A described in the first embodiment are arranged, and each of the first asynchronous correlation arithmetic circuits 100A is arranged. Alternatively, the phase of the replica code may be shifted so that the correlation calculation is performed in parallel.

5−3.レジスタ機構
上記の実施形態では、データ(受信データ及びレプリカデータ)の読出用レジスタ機構が、読出トークンレジスタ段を環状に接続して構成されることとして説明したが、この読出用レジスタ機構の構成は一例に過ぎない。例えば、読出トークンレジスタ段をバス型やスター型で接続して読出用レジスタ機構を構成してもよく、読出トークンが読出トークンレジスタ段を循環するような構成であればよい。
書込用レジスタ機構についても同様である。
5-3. Register Mechanism In the above embodiment, the register mechanism for reading data (received data and replica data) has been described as being configured by circularly connecting the read token register stages. It is only an example. For example, a read register mechanism may be configured by connecting read token register stages in a bus type or a star type, and any structure may be used as long as the read token circulates in the read token register stage.
The same applies to the write register mechanism.

また、上記の実施形態では、データ(受信データ及びレプリカデータ)の書込用レジスタ機構について、データレジスタと書込トークンレジスタ段とが一対一に対応付けられていることとして説明した。しかし、1つの書込トークンレジスタ段に対して複数(例えば4個)のデータレジスタを対応付けることとして、1つの書込トークンで同時に複数のデータレジスタにデータの書き込みを行わせるようにしてもよい。   In the above embodiment, the data register (received data and replica data) writing register mechanism has been described as having a one-to-one correspondence between the data register and the write token register stage. However, a plurality of (for example, four) data registers may be associated with one write token register stage, and data may be written to a plurality of data registers simultaneously with one write token.

5−4.非同期データ生成回路
本発明の非同期データ生成回路は、レプリカデータを生成する回路に適用する場合に限らず、他のゴールド系列のデータを生成する回路にも適用可能であることは勿論である。例えば、長さ“31=25−1”のゴールド系列のデータを生成するのであれば、5段(=L段)のデータレジスタ部と4段(=(L−1)段)の排他的論理和演算回路とを線形フィードバック接続した線形フィードバックシフトレジスタ回路を2個設け、これらの出力値を結合するように非同期データ生成回路を構成すればよい。
5-4. Asynchronous Data Generation Circuit The asynchronous data generation circuit of the present invention is not limited to being applied to a circuit that generates replica data, but can of course be applied to circuits that generate other gold series data. For example, if gold series data with a length of “31 = 2 5 −1” is generated, a 5-stage (= L-stage) data register unit and a 4-stage (= (L-1) -stage) exclusive are used. It is only necessary to provide two linear feedback shift register circuits in which a logical sum operation circuit and linear feedback connection are provided, and to configure the asynchronous data generation circuit so as to combine these output values.

5−5.適用例
本実施形態の非同期相関演算回路は、種々の受信機に内蔵配置して相関演算に利用することが可能である。また、このような受信機を具備する電子機器として、例えば、携帯型電話機やカーナビゲーション装置、携帯型ナビゲーション装置、パソコン、PDA(Personal Digital Assistance)、歩数計、腕時計といった種々の電子機器を想定することが可能である。
5-5. Application Example The asynchronous correlation calculation circuit of the present embodiment can be arranged in various receivers and used for correlation calculation. Also, various electronic devices such as a mobile phone, a car navigation device, a portable navigation device, a personal computer, a PDA (Personal Digital Assistance), a pedometer, and a wristwatch are assumed as electronic devices including such a receiver. It is possible.

5−6.衛星測位システム
上記の実施形態では、衛星測位システムとしてGPSを適用した場合の実施形態について説明したが、WAAS(Wide Area Augmentation System)やQZSS(Quasi Zenith Satellite System)、GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO等の他の衛星測位システムとしてもよいことは勿論である。
5-6. Satellite positioning system In the above embodiment, the embodiment in which GPS is applied as the satellite positioning system has been described. However, WAAS (Wide Area Augmentation System), QZSS (Quasi Zenith Satellite System), GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System), Of course, other satellite positioning systems such as GALILEO may be used.

1 GPS受信機、 10 RF受信回路部、 20 ベースバンド処理回路部、 100A 第1の非同期相関演算回路、 100B 第2の非同期相関演算回路、 100D 第4の非同期相関演算回路、 110 受信データ供給部、 110A 受信データ記憶部、 110B 受信データ2線符号化部、 110C 受信データ選択部、 120 レプリカデータ供給部、 120A レプリカデータ記憶部、 120B レプリカデータ2線符号化部、 120C レプリカデータ選択部、 130 非同期レプリカデータ生成回路、 140 設定部、 150 非同期全加算部、 160 2線復号部、 170 加算結果記憶部、 180 加算結果2線符号化部、 200 レプリカコード生成部、 300 処理部、 400 記憶部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 GPS receiver, 10 RF receiving circuit part, 20 Baseband processing circuit part, 100A 1st asynchronous correlation arithmetic circuit, 100B 2nd asynchronous correlation arithmetic circuit, 100D 4th asynchronous correlation arithmetic circuit, 110 Reception data supply part 110A reception data storage unit, 110B reception data 2-line encoding unit, 110C reception data selection unit, 120 replica data supply unit, 120A replica data storage unit, 120B replica data 2-line encoding unit, 120C replica data selection unit, 130 Asynchronous replica data generation circuit, 140 setting unit, 150 asynchronous full addition unit, 160 2-line decoding unit, 170 addition result storage unit, 180 addition result 2-line encoding unit, 200 replica code generation unit, 300 processing unit, 400 storage unit

Claims (8)

Mビット(M≧1)の第1のデータの系列でなる第1の系列データを2線符号化する第1の2線符号化部を有し、演算が完了する毎に次の演算に供すべき第1のデータを供給する第1のデータ供給部と、
1ビットの第2のデータの系列でなる第2の系列データを2線符号化する第2の2線符号化部を有し、演算が完了する毎に次の演算に供すべき第2のデータを供給する第2のデータ供給部と、
加算結果を記憶する加算結果記憶部と、
前記加算結果記憶部の記憶値を2線符号化する第3の2線符号化部と、
前記第3の2線符号化部の出力値に、前記第1のデータ供給部からの出力値を、前記第2のデータ供給部からの出力値に応じた符号で加算して出力する非同期全加算部と、
前記非同期全加算部による2線符号の出力値を復号して前記加算結果記憶部に出力する2線復号部と、
を備えた非同期相関演算回路。
It has a first two-line encoding unit that two-line encodes first series data consisting of a first data series of M bits (M ≧ 1), and is used for the next calculation every time the calculation is completed. A first data supply unit for supplying first data to be
2nd data which has the 2nd 2 line coding part which carries out 2 line coding of the 2nd series data which consist of the 1-bit 2nd data series, and should be used for the next operation whenever an operation is completed A second data supply unit for supplying
An addition result storage unit for storing the addition result;
A third two-line encoding unit for two-line encoding the stored value of the addition result storage unit;
Asynchronous all output by adding the output value from the first data supply unit to the output value of the third two-line encoding unit with a code corresponding to the output value from the second data supply unit. An adder;
A 2-line decoding unit that decodes an output value of the 2-line code by the asynchronous full addition unit and outputs the decoded value to the addition result storage unit;
Asynchronous correlation operation circuit.
前記第1のデータ供給部は、前記第1のデータそれぞれに対応して当該第1のデータを格納する第1のデータレジスタ群を有し、
前記第2のデータ供給部は、前記第2のデータそれぞれに対応して当該第2のデータを格納する第2のデータレジスタ群を有し、
前記第1の2線符号化部は、前記第1のデータレジスタ群を構成する第1のデータレジスタにそれぞれ対応付けられ、当該第1のデータレジスタに格納された第1のデータを2線符号化する第1の2線符号化器を有し、
前記第2の2線符号化部は、前記第2のデータレジスタ群を構成する第2のデータレジスタそれぞれに対応付けられ、当該第2のデータレジスタに格納された第2のデータを2線符号化する第2の2線符号化器を有し、
前記第1のデータ供給部は、次の演算に供すべき第1のデータに対応する前記第1の2線符号化器を選択する第1の選択部を有し、
前記第2のデータ供給部は、次の演算に供すべき第2のデータに対応する前記第2の2線符号化器を選択する第2の選択部を有する、
請求項1に記載の非同期相関演算回路。
The first data supply unit includes a first data register group that stores the first data corresponding to each of the first data;
The second data supply unit includes a second data register group that stores the second data corresponding to each of the second data,
The first two-line encoding unit is associated with each of the first data registers constituting the first data register group, and the first data stored in the first data register is two-line encoded. A first two-wire encoder
The second two-line encoding unit is associated with each of the second data registers constituting the second data register group, and the second data stored in the second data register is two-line encoded. A second two-wire encoder
The first data supply unit includes a first selection unit that selects the first two-line encoder corresponding to the first data to be subjected to the next calculation;
The second data supply unit includes a second selection unit that selects the second two-line encoder corresponding to second data to be subjected to the next calculation.
The asynchronous correlation calculation circuit according to claim 1.
前記第1の選択部は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を前記第1のデータそれぞれに対応付けて設け、読出トークンが前記読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構であって、前記非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる第1の読出用レジスタ機構を有し、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき第1のデータに対応する前記第1の2線符号化器を選択し、
前記第2の選択部は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を前記第2のデータそれぞれに対応付けて設け、読出トークンが前記読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構であって、前記非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる第2の読出用レジスタ機構を有し、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき第2のデータに対応する前記第2の2線符号化器を選択する、
請求項2に記載の非同期相関演算回路。
The first selection unit is configured to provide a read token register stage that communicates with each other by a four-phase handshaking protocol in association with each of the first data, and a read token circulates through the read token register stage. And a first read register mechanism for moving the read token to the next read token register stage each time the operation of the asynchronous full adder is completed. Based on the first two-line encoder corresponding to the first data to be subjected to the next operation,
The second selection unit is configured to provide a read token register stage that communicates with each other by a four-phase handshaking protocol in association with each of the second data, and a read token circulates through the read token register stage. And a second read register mechanism that moves the read token to the next read token register stage each time the operation of the asynchronous full adder is completed. Selecting the second 2-line encoder corresponding to the second data to be subjected to the next operation based on
The asynchronous correlation calculation circuit according to claim 2.
前記非同期全加算部は、2K個(Kは1以上の整数)の前記第1のデータを加算する(2K−1)個の非同期全加算器をトーナメント型に配置構成したトーナメント型全加算器群を有し、
前記第1の選択部は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を前記第1のデータそれぞれに対応付けて設け、読出トークンが前記読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構であって、各読出トークンレジスタ段が、前記非同期全加算部の演算対象の2K個の第1のデータに対応する前記第1の2線符号化器に対応付けられ、前記非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる第1の読出用レジスタ機構を有し、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき2K個の前記第1のデータに対応する前記第1の2線符号化器を選択し、
前記第2の選択部は、互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う読出トークンレジスタ段を前記第2のデータそれぞれに対応付けて設け、読出トークンが前記読出トークンレジスタ段を循環するように構成された読出用レジスタ機構であって、各読出トークンレジスタ段が、相関演算の相手方となる2K個の第2のデータに対応する前記第2の2線符号化器に対応付けられ、前記非同期全加算部の演算が完了する毎に読出トークンを次段の読出トークンレジスタ段に移動させる第2の読出用レジスタ機構を有し、当該読出トークンに基づいて次の演算に供すべき2K個の前記第2のデータに対応する前記第2の2線符号化器を選択し、
前記トーナメント型全加算器群のうち、最下段の前記非同期全加算器それぞれは、演算対象となる2つの前記第1のデータのうちの一方の第1のデータに係る前記第1の2線符号化器の出力値に、他方の第1のデータに係る前記第1の2線符号化器の出力値を、相関演算の相手方となる2つの前記第2のデータに係る前記第2の2線符号化器の出力値に応じた符号で加算する、
請求項2に記載の非同期相関演算回路。
The asynchronous full adder is a tournament type full adder in which 2 K (2 K −1) asynchronous full adders that add 2 K pieces (K is an integer of 1 or more) are arranged in a tournament type. Has a group of vessels,
The first selection unit is configured to provide a read token register stage that communicates with each other by a four-phase handshaking protocol in association with each of the first data, and a read token circulates through the read token register stage. In the read register mechanism, each read token register stage is associated with the first two-line encoder corresponding to 2 K first data to be calculated by the asynchronous full adder. And a first read register mechanism that moves the read token to the next read token register stage each time the operation of the asynchronous full adder is completed, and is to be used for the next calculation based on the read token. Selecting the first two-line encoder corresponding to the K first data;
The second selection unit is configured to provide a read token register stage that communicates with each other by a four-phase handshaking protocol in association with each of the second data, and a read token circulates through the read token register stage. In the read register mechanism, each read token register stage is associated with the second 2-line encoder corresponding to 2 K second data which is a counterpart of the correlation operation, and the asynchronous A second read register mechanism for moving the read token to the next read token register stage each time the operation of the full adder is completed, and 2 K pieces to be used for the next calculation based on the read token Selecting the second 2-line encoder corresponding to the second data;
In the tournament-type full adder group, each of the asynchronous full adders in the lowermost stage has the first two-line code related to the first data of one of the two first data to be calculated. The output value of the first two-line encoder related to the other first data is used as the output value of the second encoder, and the second two-line related to the two second data serving as counterparts of the correlation calculation Add with a code according to the output value of the encoder,
The asynchronous correlation calculation circuit according to claim 2.
互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う書込トークンレジスタ段を書込トークンが循環するように構成された書込用レジスタ機構であって、書込トークンを次段の書込トークンレジスタ段に順次移動させ、当該書込トークンに基づいて前記第1のデータを前記第1のデータレジスタに記憶させる第1の書込用レジスタ機構と、
互いに4相ハンドシェイキングのプロトコルによって通信し合う書込トークンレジスタ段を書込トークンが循環するように構成された書込用レジスタ機構であって、書込トークンを次段の書込トークンレジスタ段に順次移動させ、当該書込トークンに基づいて前記第2のデータを前記第2のデータレジスタに記憶させる第2の書込用レジスタ機構と、
を備えた請求項2に記載の非同期相関演算回路。
A write register mechanism configured such that a write token circulates through a write token register stage communicating with each other by a four-phase handshaking protocol, wherein the write token is transferred to the next write token register stage. A first write register mechanism that sequentially moves and stores the first data in the first data register based on the write token;
A write register mechanism configured such that a write token circulates through a write token register stage communicating with each other by a four-phase handshaking protocol, wherein the write token is transferred to the next write token register stage. A second write register mechanism that sequentially moves and stores the second data in the second data register based on the write token;
The asynchronous correlation calculation circuit according to claim 2, comprising:
前記第2のデータ供給部は、長さ2L−1(Lは3以上の整数)の前記第2の系列データを生成する非同期データ生成回路を有し、
前記非同期データ生成回路は、
1ビットデータレジスタ部を2線復号器及び2線符号化器で挟んで構成したL段の第1のデータレジスタ部と(L−1)段の第1の排他的論理和演算回路とを線形フィードバック接続した第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路と、
1ビットデータレジスタ部を2線復号器及び2線符号化器で挟んで構成したL段の第2のデータレジスタ部と(L−1)段の第2の排他的論理和演算回路とを線形フィードバック接続した第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路と、
前記第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路からの出力値と前記第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路からの出力値とを結合する結合部と、
を有し、
前記第1のデータレジスタ部の2線符号化器及び前記第2のデータレジスタ部の2線符号化器によって前記第2の2線符号化部が構成され、
前記第1の線形フィードバックシフトレジスタ回路は、前記第1のデータレジスタ部それぞれの第1の初期値と、排他的論理和の演算を実行させる前記第1の排他的論理和演算回路とを設定可能に構成され、
前記第2の線形フィードバックシフトレジスタ回路は、前記第2のデータレジスタ部それぞれの第2の初期値と、排他的論理和の演算を実行させる前記第2の排他的論理和演算回路とを設定可能に構成された、
請求項1に記載の非同期相関演算回路。
The second data supply unit includes an asynchronous data generation circuit that generates the second series data having a length of 2 L −1 (L is an integer of 3 or more),
The asynchronous data generation circuit includes:
An L-stage first data register section configured by sandwiching a 1-bit data register section between a 2-line decoder and a 2-line encoder and an (L-1) -stage first exclusive OR operation circuit are linearly arranged. A first linear feedback shift register circuit in feedback connection;
An L-stage second data register section composed of a 1-bit data register section sandwiched between a two-line decoder and a two-line encoder and a (L-1) -stage second exclusive OR operation circuit are linearly arranged. A second linear feedback shift register circuit in feedback connection;
A coupling unit coupling an output value from the first linear feedback shift register circuit and an output value from the second linear feedback shift register circuit;
Have
The second 2-line encoder is configured by the 2-line encoder of the first data register unit and the 2-line encoder of the second data register unit,
The first linear feedback shift register circuit can set a first initial value of each of the first data register units and the first exclusive OR operation circuit for executing an exclusive OR operation. Composed of
The second linear feedback shift register circuit can set a second initial value of each of the second data register units and the second exclusive OR operation circuit for executing an exclusive OR operation. Configured
The asynchronous correlation calculation circuit according to claim 1.
前記第2のデータ供給部は、前記非同期データ生成回路に生成させる前記第2の系列データに応じた前記第1の初期値及び前記第1の排他的論理和演算回路の設定を行うとともに、当該第2の系列データに応じた前記第2の初期値及び前記第2の排他的論理和演算回路の設定を行う設定部を有する、
請求項6に記載の非同期相関演算回路。
The second data supply unit sets the first initial value and the first exclusive OR circuit according to the second series data to be generated by the asynchronous data generation circuit, and A setting unit configured to set the second initial value and the second exclusive OR operation circuit according to second series data;
The asynchronous correlation calculation circuit according to claim 6.
前記第1の系列データは、衛星からの受信信号を時系列にサンプリングした系列データであり、
前記第2の系列データは、前記衛星のレプリカコードを時系列にサンプリングした系列データであり、
前記受信信号と前記レプリカコードとの相関値を算出する非同期回路である、
請求項1〜7の何れか一項に記載の非同期相関演算回路。
The first series data is series data obtained by sampling a received signal from a satellite in time series,
The second series data is series data obtained by sampling the replica code of the satellite in time series,
An asynchronous circuit that calculates a correlation value between the received signal and the replica code.
The asynchronous correlation calculation circuit according to claim 1.
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