JP2002032359A - Fftのためのインプレイスメモリ管理 - Google Patents
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Abstract
トにおける改善された「インプレイス」メモリポインタ
管理の方法及び装置を提供すること。 【解決手段】 第1のステージがステージ0である高
速フーリエ変換(FFT)のステージMの一連のN個のデー
タポイントを含み、前記N個のデータポイントがN/2個の
Aデータポイント及びN/2個のBデータポイントを含み、
前記N個のデータポイントが前記メモリ内のAデータポイ
ントの2Mのグループにストアされ、それぞれの前記グ
ループが2(Log2*N)-1-M(Log2*NはLog2Nを表すもの
とする)のデータポイントを有し、前記各グループに2
(Log2*N)-I-MのBデータポイントのグループが続くメモ
リのポインタを進める方法を提供する。
Description
ル信号プロセシング(DSP)に関連し、特に高速フーリ
エ変換(FFT)の演算のサポートにおける改良された
「インプレイス」メモリポインタ管理の方法及び装置に
関する。
速フーリエ変換(FFT)、デジタルフィルタリング、画
像処理、及び言語認識などのデジタル信号処理を最適化
するように設計された特殊目的のコンピュータである。
DSPアプリケーションは、リアルタイムオペレーショ
ン、高い割り込み率、及び集中的な数値演算が主な特徴
である。更に、DSPアプリケーションは、メモリアクセ
ス動作が頻繁になる傾向があり、大量のデータの入出力
が必要である。
からなり、各データポイントは実数値と虚数値の2つの
データ値を含む。データポイントはN/2個の“A”データ
ポイント及びN/2個の“B”データポイントのグループに
分けられ、図1に示される各FFTバタフライ演算は、様
々な係数(WR,WI)を用いて1つのAデータポイント
(A R,AI)及び1つのBデータポイント(BR,BI)につい
て演算し、FFT演算の次の段階のA及びBデータポイント
となる(XR,XI)及び(YR,YI)が得られる。各FFTバタ
フライ演算のA及びBのデータポイントとしてのデータポ
イント選択は、FFTの各ステージによって異なる。
は、0から15までの数字が付された一連の16個のデ
ータポイントを有するFFTの各ステージに必要な(A,B)
データポイントグループを示す。
個のデータポイントFFTの各ステージにおけるそれぞれ
のFFTデータポイントのA/B配置を例示する。
は、データは幾つかのステージでメモリで読み書きされ
る。DSPアーキテクチャの中には、入力データ及び出力
データのそれぞれに異なったメモリ空間を利用するもの
もある。このようなメモリ構造では、1つのFFTステー
ジの結果が、次の段階のA及びBデータポイントの選択の
順に書き込むことができ、A及びBデータポイントメモリ
アドレスへポインタを増分することができる。以下に示
す表3(A/Bソートオーダー)は、16個のデータポイ
ントFFTの各ステージにおいてポインタが最適化された
論理FFTデータポイント順序を例示する。
FT入力データメモリスペースがFFT演算の結果で上書き
される「インプレイス」メモリ管理方式が開発され、そ
れによってFFTの各ステージにおける結果をソートする
追加のメモリスペースが必要なくなる。残念ながら、こ
のような構造のメモリでは、ステージ0に続く各ステー
ジに、表3に示されるA/Bソートオーダーではなく、表
2に示されるデータポイントソートオーダーでメモリに
データポイントがストアされるため、A及びBデータポイ
ントメモリアドレスへポインタが前進しない。メモリア
ドレスルックアップテーブル或いはハードコードメモリ
アドレスを用いることができるが、そうすると「インプ
レイス」FFTのメモリ効率が低下する。
エ変換(FFT)の演算のサポートにおける改良された
「インプレイス」メモリポインタ管理の方法及び装置を
提供すること。
実施例に基づいてメモリのポインタを進める方法を提供
する。このメモリは、第1のステージがステージ0であ
る高速フーリエ変換(FFT)のステージMの一連のN個の
データポイントを含み、このN個のデータポイントはN/2
個のAデータポイント及びN/2個のBデータポイントを含
み、N個のデータポイントがメモリ内のAデータポイント
の2Mのグループにストアされ、それぞれのグループは
2(Log2*N)-1-M(Log2*NはLog2Nを表すものとする)の
データポイントを有し、それぞれのグループには2
(Log2*N)-1-MのBデータポイントのグループが続く。ま
た、その方法は、a)メモリの第1のAデータポイント
に対応するデータポイントメモリインデックスの2進数
の値にポインタインデックスApを設定するステップと、
b)メモリの第1のBデータポイントに対応するデータ
ポイントメモリインデックスの2進数の値にポインタイ
ンデックスBpを設定するステップと、c)第1の2進数
マスクビット値R1を2(Log2*N)-1-M+1に設定するステ
ップと、d)第2の2進数マスクビット値R2を2
(Log2*N)-1-Mに設定するステップと、e)e1)Apポイ
ンタインデックス値をR1に加えるステップ、e2)ステ
ップe1)の結果とR2との論理和をとるステップ、及び
e3)Bpポインタインデックス値をステップe2)の結
果に設定するステップとによって、Bpポインタインデッ
クスをメモリの次のBデータポイントに対応するデータ
ポイントメモリインデックスに進めるステップと、f)
f1)Apポインタインデックス値をR1に加えるステッ
プ、f2)ステップf1)の結果とR2のビット逆転値と
の論理積をとるステップ、及びf3)Apポインタインデ
ックス値をステップf2)の結果に設定するステップに
よって、Apポインタインデックスをメモリの次のAデー
タポイントに対応するデータポイントメモリインデック
スに進めるステップとが含まれる。
て、ステップe)及びf)を2回以上繰り返すステップ
更に含む。
基づいて、Apポインタインデックスがメモリの最後のA
データポイントに対応するデータポイントメモリインデ
ックスに等しくなり、Bpポインタインデックスがメモリ
の最後のBデータポイントに対応するデータポイントメ
モリインデックスに等しくなるまで、ステップe)及び
f)を繰り返すステップを含む。
ト」は実数及び虚数の2つのデータ値の対を指す。
ントメモリインデックス」は、1つのメモリスペース内
において1つのデータポイントを別のデータポイントか
ら識別するために必要な最小数のアドレスビットを指
す。
動作する高速フーリエ変換(FFT)演算の改良されたイ
ンプレイスメモリポインタ管理の方法を例示する単純化
されたフローチャート図2について説明する。また、本
発明の好適な実施例に基づいて作成され動作する、図2
に示された方法を理解するのに役立つ単純化された表で
ある図3を説明する。図2の方法において、0からN−1
の数字が付された一連のN個のデータポイントが、デジ
タル信号プロセッサのメモリにストアされる(ステップ
100)。メモリ内のデータポイントの配列は、図3か
ら読み取ることが可能である。0から15の数字が付さ
れた16個のFFTデータポイントがストアされたメモリ
10の論理表現が図3に示されている。16個のデータ
ポイントが示されているが、メモリ10は任意の数Nの
データポイントをストアしてもよい。
は、各データポイントを1つのメモリスペース内におい
て1つのデータポイントをユニークに識別するために必
要な最小数のアドレス指定ビットになるように決定され
る(ステップ110)。従って、FFTが1つのメモリに
連続してストアされた16個のデータポイントを含む場
合は、4ビットが必要になる。それぞれのデータポイン
トは通常、2つの連続するメモリアドレスにストアされ
た実数値及び虚数値の両方を含むため、任意のデータポ
イントの開始アドレスは、データポイントに対応するデ
ータポイントメモリインデックスを2倍して、FFTデー
タポイントストアが開始される基本メモリアドレス14
にその積を加えることによって決定される。従って、例
えば図3において、データポイントメモリインデックス
が0101であるデータポイント5の開始メモリアドレス
は、基本メモリアドレスFB902834に1010を加え、FB9028
34+0A=FB90283Eと求めることができる。
FFTメモリ管理の特徴は、第1のステージがステージ0
であるFFTの任意のステージMの任意の一連のN個のデー
タポイントにおいて、N/2個のAデータポイント及びN/2
個のBデータポイントからなるN個のデータポイントが、
Aデータポイントが前記メモリ内の2Mのグループにス
トアされるように配列される。このとき、各グループは
2(Log2*N)-1-Mのデータポイントを有し、この各グルー
プには2(Log2*N)-1-MのBデータポイントグループが続
く。従って、例えば16個のデータポイントFFTのステ
ージ2では、それぞれが2つのデータポイント(2
(Log2*N)-1-M)の4つのAデータポイントグループ(2
M)が存在し、それぞれのAデータポイントグループに
はそれぞれが2つのデータポイントのBデータポイント
グループが続く。
に、ポインタ及びマスクビットの初期化で始める。ポイ
ンタインデックスApを、メモリ10の第1のAデータポ
イントに対応するデータポイントメモリインデックスの
2進値に設定する。同様にポインタインデックスBpを、
メモリ10の第1のBデータポイントに対応するデータ
ポイントメモリインデックスの2進値に等しくなるよう
に設定する(ステップ120)。2進数マスクビット値
R1を2(Log2*N)-1-M+1に設定し、2進数マスクビット
値R2を2(Log2*N)-1-Mに設定する(ステップ130)。
マスクビットR1及びR2は、データポイントメモリインデ
ックスとして同じビット数が好ましい。ステージMの第
1のデータポイントグループ(A,B)は、ポインタイン
デックスAp及びBpをそれぞれメモリ10のデータポイン
ト0のメモリアドレスに加えて決定することができる。
うにメモリ10の次のBデータポイントに対応するデー
タポイントメモリインデックスに進めることができる。
える(ステップ140)、 2a)ステップ1a)の結果とR2の論理和をとる(ステ
ップ150)、 3a)Bpポインタインデックス値をステップ2a)の結
果に設定する(ステップ160)。
うにメモリ10の次のAデータポイントに対応するデー
タポイントメモリインデックスに進めることができる。
える(ステップ170)、 2b)ステップ1b)の結果とR2のビット逆転値の論理
積をとる(ステップ180)、 3b)Apポインタインデックス値をステップ2b)の結
果に設定する(ステップ160)。
ぞれ、メモリ10のそれぞれの次のA及びBデータポイン
トのデータポイントメモリインデックスに進める。
の好適な実施例に基づいて作成され動作する図2の方法
を理解するために役立つ単純化された論理図である図4
を参照すると良い。
用いて説明する。上記表1を参照すると、FFTステージ
2の第1の(A,B)データポイントグループは、データ
ポイント0と2からなる。従って、図3のデータポイン
ト0及び2に示されるデータポイントメモリインデック
ス値に従って、ポインタインデックスApをデータポイン
トメモリインデックス0000に設定し、ポインタインデッ
クスBpを0010に設定する。2進数マスクビット値R1を、
2(Log2*N)-1-M+1(=24-1-2+1=21+1=0011)に設定し、2
進数マスクビット値R2を2(Log2*N)-1-M (=0010) に設
定する。
次の(A,B)データポイントグループは、それぞれがデ
ータポイントメモリインデックス0001及び0011であるデ
ータポイント1及び3からなる。ポインタインデックス
Bpは以下に示すように0010から0011に増分される。
えるステップ(=0000+0011=0011)、 2a)ステップ1a)の結果とR2の論理和をとるステッ
プ(=0011 OR 0010=0011)、 3a)Bpポインタインデックス値をステップ2a)の結
果に設定するステップ(=0011)。
にポイント0000から0001に増分される。
えるステップ(=0000+0011=0011)、 2b)ステップ1bの結果とR2のビット逆転値との論理
積をとるステップ(=0011 AND 1101=0001)、 3b)Apポインタインデックス値をステップ2b)の結
果に設定するステップ(=0001)。
次の(A,B)データポイントグループは、それぞれが010
0及び0110のデータポイントメモリインデックスである
データポイント4及び6からなる。ポインタインデック
スBpは以下に示すように0011から0010に増分される。
えるステップ(=0001+0011=0100)、 2a)ステップ1a)の結果とR2の論理和をとるステッ
プ(=0100 OR 0010=0110)、 3a)Bpポインタインデックス値をステップ2a)の結
果に設定するステップ(=0110)。
にポイント0001から0100に増分される。
えるステップ(=0001+0011=0100)、 2b)ステップ1b)の結果とR2のビット逆転値との論
理積をとるステップ(=0100 AND 1101=0100)、 3b)Apポインタインデックス値をステップ2b)の結
果に設定するステップ(=0100)。
FFTの各ステージのA及びBのデータポイントの位置に用
いられた方法で、図2の方法を用いてポインタインデッ
クスAp及びBpを、メモリ10のA及びBのデータポイント
のデータポイントメモリインデックスにそれぞれ進める
ことが可能である。
され動作する、2つの異なったメモリスペースに用いら
れるFFT入力データメモリの単純化された表を例示する
図5を説明する。0から15の数字が付された16個の
FFTデータポイントをストアしている第1のメモリスペ
ース16及び第2のメモリスペース18の論理表現が図
5に示されている。16個のデータポイントは示されて
いるが、メモリ16及び18は、任意の数Nのデータポ
イントを集合的にストアできるという点を理解された
い。2つの異なったメモリスペースが、8個のデータポ
イントをそれぞれストアするように用いられるため、そ
れぞれのメモリスペース内において1つのデータポイン
トから別のデータポイントを認識するには、わずか3ビ
ットのメモリインデックス20で足りる。図2の方法に
わずかな変更を加えて用いることができる。その変更点
とは、ポインタインデックスAp及びBpをそれぞれメモリ
16及び18の両方の第1のデータポイントのメモリア
ドレスに加えることによって、2つのデータポイントグ
ループ(A,B)がポインタインデックスAp及びBpの所定
値に決定されることである。従って、上記表1を参照す
ると、FFTステージ2のデータポイントグループ(0,2)
及び(8,10)は、図5に示されるデータポイント0,2,8
及び10のデータポイントメモリインデックス値に従い、
ポインタインデックスApが000、ポインタインデックスB
pが010になる。
ードウェア及びソフトウェアを用いずに説明した。実施
例の数を減らすことで過度の実験を行わないで従来の技
術を用いて本発明を具現可能とし、当業者が市販のハー
ドウェア及びソフトウェアを容易に利用できるように本
発明及び装置を詳細に説明した。
明したが、その説明は本発明の例示目的であり、記載し
た本発明の実施例を制限するものではないことを理解さ
れたい。特にここには示さないが、同業者には様々な改
変が可能であることは明らかであるが、これらの改変は
本発明の範囲及び意図に含まれるものである。
演算のサポートにおける改良された「インプレイス」メ
モリポインタ管理の方法及び装置が提供できる。
略化した模式図を例示する。
T演算の改良されたインプレイスメモリポインタ管理の
方法を簡略化したフローチャートを例示する。
する、FFT入力データメモリの簡略化した表を例示す
る。
する、図2の方法を理解するのに役立つ簡略化した論理
図である。
動作する、2つの異なったメモリスペースを用いるFFT
入力データメモリの簡略化した表を例示する。
Claims (3)
- 【請求項1】 メモリのポインタを進める方法であっ
て、 前記メモリが、第1のステージがステージ0である高速
フーリエ変換(FFT)のステージMの一連のN個のデータ
ポイントを含み、前記N個のデータポイントがN/2個のA
データポイント及びN/2個のBデータポイントを含み、前
記N個のデータポイントが前記メモリ内のAデータポイン
トの2Mのグループにストアされ、前記各グループが2
(Log2*N)-1-M(Log2*NはLog2Nを表すものとする)のデ
ータポイントを有し、前記各グループに2(Log2*N)-1-M
のBデータポイントのグループが続き、 a)前記メモリの第1のAデータポイントに対応するデ
ータポイントメモリインデックスの2進数の値にポイン
タインデックスApを設定するステップと、 b)前記メモリの第1のBデータポイントに対応するデ
ータポイントメモリインデックスの2進数の値にポイン
タインデックスBpを設定するステップと、 c)第1の2進数マスクビット値R1を2(Log2*N)-1-M+
1に設定するステップと、 d)第2の2進数マスクビット値R2を2(Log2*N)-1-Mに
設定するステップと、 e)e1)Apポインタインデックス値をR1に加えるステ
ップ、e2)ステップe1)の結果とR2との論理和をと
るステップ、及びe3)前記Bpポインタインデックス値
をステップe2)の結果に設定するステップとによっ
て、Bpポインタインデックスをメモリの次のBデータポ
イントに対応するデータポイントメモリインデックスに
進めるステップと、 f)f1)Apポインタインデックス値をR1に加えるステ
ップ、f2)ステップf1)の結果とR2のビット逆転値
との論理積をとるステップと、及びf3)Apポインタイ
ンデックス値をステップf2)の結果に設定するステッ
プとによって、Apポインタインデックスをメモリの次の
Aデータポイントに対応するデータポイントメモリイン
デックスに進めるステップとが含まれることを特徴とす
る方法。 - 【請求項2】 ステップe)及びf)を2回以上繰
り返すステップを更に含むことを特徴とする請求項1に
記載の方法。 - 【請求項3】 前記Apポインタインデックスが、前
記メモリの最後の前記Aデータポイントに対応するデー
タポイントメモリインデックスに等しくなり、前記Bpポ
インタインデックスが前記メモリの最後の前記Bデータ
ポイントに対応するデータポイントメモリインデックス
に等しくなるまで、ステップe)及びf)を繰り返すス
テップを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の方
法。
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