DE19819550A1 - Verfahren zur digitalen Signalverarbeitung - Google Patents

Abstract

Zur Reduzierung des Schaltungs- und Verarbeitungsaufwandes bei der digitalen Signalverarbeitung sieht die Erfindung ein Verfahren hierzu vor, nach dem zunächst auf Digitalsignalprozessor-Karten (DSP-Karten) Kartenvorsummen der Eingangssignale berechnet werden, diese Kartenvorsummen anschließend auf die DSP-Karten verteilt werden und weitere Summierungen durchgeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur digitalen Signalverarbeitung.

Die digitale Signalverarbeitung, insbesondere das Mischen von Eingangssignalen zu Ausgangssignalen, erfolgt mittels digitaler Signalprozessoren (DSP). Auf einer DSP-Karte sind mehrere Signalprozessoren vorhanden, die über Busse miteinander verbunden sind, über die der Datenverkehr erfolgt.

Es ist schon ein Verfahren zur digitalen Signalverarbei­ tung bekannt, bei dem gewichtete Eingangssignale mehre­ rer, aber nicht aller Multiplizierer an ein Summierfeld gelegt werden, dessen Ausgangssignale in Registern ge­ speichert werden, und eine weitere Summation zum Erhalt des Ausgangssignals durchgeführt wird.

Dieses Verfahren mag bei wenigen Eingangssignalen prakti­ kabel sein, führt aber zu einem hohen technischen Schal­ tungs- und Verarbeitungsaufwand, insbesondere bei einer großen Zahl von zu verarbeitenden Eingangssignalen, und ist darüber hinaus unflexibel, da ein hoher Schaltungs­ aufwand vorgehalten werden muß, selbst wenn weniger komplexe Aufgaben zu erledigen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur digitalen Signalverarbeitung zu schaffen, das auch bei einer Vielzahl von Eingangssignalen und damit komplexen Anwendungen eine schnelle Signalverarbei­ tung und damit eine Signalverarbeitung in Echtzeit ge­ währleistet und dabei mit geringem Schaltungsaufwand auskommt und diesen in flexibler Weise einsetzen kann.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einem Verfahren zur digitalen Signalverarbeitung dadurch ge­ löst, daß zunächst auf Digitalsignalprozessor-Karten (DSP-Karten) Kartenvorsummen der Eingangssignale berech­ net werden, diese Kartenvorsummen anschließend auf die DSP-Karten verteilt werden und weitere Summierungen durchgeführt werden. Es kann dabei in Weiterbildung vorgesehen sein, daß die weiteren Summierungen lediglich eine Rohsummenbildung beinhalten; auch sind weitere Signalverarbeitungen, wie Gewichten der einzelnen Signa­ le, möglich, die vorzugsweise vor den Summierungen, aber auch danach durchgeführt werden. Die einzelne Summenbil­ dung erfolgt in Summierknoten der einzelnen DSP-Karten. Dabei können je nach Größe des Summieraufwands für eine Summenbildung und der Kapazität der Digital-Signal-Pro­ zessoren, bestimmt durch Taktfrequenz etc., ein oder mehrere Summierknoten in einem DSP realisiert sein. In Einzelfällen kann auch ein Summierknoten durch mehrere zusammenarbeitende Digital-Signal-Prozessoren gebildet sein.

Zur Vorsummenbildung einer Karte ist gemäß einer bevor­ zugten Ausgestaltung zunächst vorgesehen, daß Cluster- DSP-Signalprozessoren jeder DSP-Karte Cluster-Summen der Eingangssignale ihrer Eingangskanäle berechnen. Wenn kein gemeinsamer Abgriff der Eingangssignale, sondern ein individueller Abgriff vorgesehen ist, so sieht eine Weiterbildung vor, daß zunächst DSP-Vorsummen in den einzelnen Summierknoten jeder DSP-Karte berechnet werden und anschließend die Cluster-Summen über alle DSPs einer DSP-Karte berechnet werden.

Eine weitere Ausgestaltung sieht im Rahmen der Berechnung der Vorsummen einer Karte vor, daß die Cluster-Summen in Zwischenspeicher, wie insbesondere Dual-Port-RAMs (DPRAM), geschrieben werden, von denen sie an Summenrech­ ner der gleichen Karte zur Berechnung der Vorsummen übergeben werden. In Weiterbildung kann dabei ein Verar­ beitungsschritt vorgeschaltet sein, nach dem die Cluster- Summen zunächst laufzeitkorrigiert werden und anschlie­ ßend an die anderen Summenrechner zur Berechnung der Vorsummen verteilt werden.

Durch die Erfindung wird ein optimales Verfahren zur digitalen Signalverarbeitung, insbesondere der Durchfüh­ rung von Summierungen von Eingangssignalen und damit des Mischens der Eingangssignale bei einer Vielzahl solcher Signale, vorgeschlagen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ablaufs der erfindungsgemäßen digita­ len Signalverarbeitung;

Fig. 2 die Darstellung des Ablaufs der Kartenvorsummenberechnung bei Gruppen mit gemeinsamem Abgriff und

Fig. 3 den Ablauf der Berechnung der Karten­ vorsummen bei individuellem Abgriff.

Die Figuren zeigen lediglich den Ablauf der Verarbeitung der Summierungen am Beispiel der Bildung von 144 Summen. Nach der Fig. 1 schreibt jeder Summen-Digitalsignalpro­ zessor i.1 bis i.n einer jeden DSP-Karte i(i = 1 bis n) auf ihr bestimmte Kartenvorsummen von Audiosignalen in ein DPRAM i.d der entsprechenden Karte, das mittels einer Netzwerkschnittstelle über einen Netzwerk-Backplane B den anderen DSP-Karten verbunden ist. Die Kartenvorsummen werden über die Netzwerk-Backplane zu den anderen DSP- Karten j(j = 1 bis n) verteilt. Auf diesen erfolgt dann die Berechnung von Rohsummen, bei der also als Eingangssigna­ le Vorsummen anderer Karten verwendet werden. Jeder Summen-DSP j.1 bis j.n berechnet je nach Anzahl bestück­ ter DSP-Karten einen Teil der Rohsummen über alle Karten.

Die genaue Anzahl der von einer Karte berechneten Rohsum­ men hängt dabei von der Anzahl der DSP-Karten im System ab. Um die Transportkapazität der Backplane sinnvoll zu nutzen, ist die Anzahl der Rohsummen jeweils ein Vielfa­ ches von 12. Dies führt dazu, daß nicht immer auf allen Karten gleichviele Rohsummen berechnet werden.

Ist ein Einschub beispielsweise mit fünf DSP-Karten bestückt, so werden auf drei Karten - A-Karten - jeweils 24 Rohsummen berechnet, während auf den zwei weiteren Karten - B-Karten - jeweils 36 Rohsummen berechnet wer­ den. Dies ist in der folgenden Tabelle für verschiedene Anzahlen von DSP-Karten dargestellt, wobei die Karten mit unterschiedlichen Rohsummenberechnungszahlen entsprechend dem vorstehenden Beispiel mit A bzw. B bezeichnet sind:

Die Übertragung der Kartenvorsummen, der sogenannte Summenbus, zwischen den einzelnen Karten erfolgt vorzugs­ weise im Format eines Samples von 12 verschiedenen Audio­ kanälen pro Zelle und im Takt von 48 KHz.

Die Fig. 2 und 3 zeigen alternative Ausgestaltungen des Ablaufs der Bestimmung der Kartenvorsummen, wie sie gemäß Darstellung der Fig. 1 von den Summen-Digitalsignalpro­ zessoren i.1 bis i.n über das DPRAM i.d an die Netzwerk­ schnittstelle abgegeben werden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen dabei ebenfalls nicht die Struk­ tur einer Karte, sondern lediglich den Ablauf der Verar­ beitung, allerdings auf einer Karte, beispielsweise der Karte 1.

Die Eingangssignale werden zunächst in Digitalsignalpro­ zessoren, die zu Clustern zusammengefaßt sind, wie hier bei der Karte 1 die Digitalsignalprozessoren 1.1 bis 1.4, zugeführt, und auf diesen werden jeweils Summensignale berechnet, die über Summen-DPRAMs 1.d1 bis 1.dk in je­ weils einen Summenrechner geladen werden. Dort kann ggf. eine Laufzeitkorrektur erfolgen. Anschließend erfolgt eine Verteilung an die anderen Summendigitalprozessoren, die dann die Kartenvorsummen berechnen; diese werden in der oben beschriebenen Weise auf die Digitalsignalprozes­ soren der anderen Karten verteilt. Dies gilt entsprechend für die anderen Karten i.

Bei der Ausgestaltung der Fig. 3 (ebenfalls beispielhaft für die erste Karte 1), die bei individuellem Abgriff vorgesehen ist, berechnen die Cluster-Digitalsignalpro­ zessoren 1.a bis 1.d zunächst ebenfalls Summensignale der von ihnen bearbeiteten Eingangskanäle. Anschließend werden aus diesen ebenfalls von den Cluster-Digital­ signalprozessoren 1.a bis 1.d Cluster-Vorsummen berech­ net, die dann in der oben beschriebenen Weise an das Summen-DPRAM 1.d weitergegeben werden. Von diesen erfolgt die Überführung der Cluster-Vorsummen an die Summen-Digi­ talsignalprozessoren 1.1 bis 1.6, die wiederum die Kar­ tenvorsummen berechnen, die dann zur Weiterverarbeitung, insbesondere der Rohsummenbildung, an die anderen DSP- Karten der unter Bezug auf die Fig. 1 beschriebenen Form weitergegeben werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur digitalen Signalverarbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf Digitalsignalpro­ zessor-Karten (DSP-Karten) Kartenvorsummen der Eingangssignale berechnet werden, diese Kartenvor­ summen anschließend auf die DSP-Karten verteilt werden und weitere Summierungen durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Summierungen lediglich eine Rohsum­ menbildung beinhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß weitere Signalverarbeitungen, wie Gewichten der einzelnen Signale, erfolgen.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Summierung mittels eines Summierknotens erfolgt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Cluster-DSP-Signalpro­ zessoren jeder DSP-Karte Cluster-Summen der Ein­ gangssignale ihrer Eingangskanäle berechnen.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zunächst DSP-Vorsummen in den einzel­ nen Summierknoten jeder DSP-Karte berechnet werden und anschließend die Cluster-Summen über alle DSPs einer DSP-Karte berechnet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Cluster-Summen in Zwischen­ speicher geschrieben werden, von denen sie an Sum­ menrechner der gleichen Karte zur Berechnung der Vorsummen übergeben werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Cluster-Summen zunächst laufzeitkorrigiert werden und anschließend an die anderen Summenrechner zur Berechnung der Vorsummen verteilt werden.