JP2007329837A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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Naohiro Nishikawa
直宏 西川
Makoto Takano
誠 高野
Takashi Nakamoto
貴士 中本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately perform desired signal processing without increasing a circuit scale in equalizing processing by a digital filter. <P>SOLUTION: When digital input data are inputted, a right shifter 17 shifts fixed decimal point data to the right on the basis of an adjustment value stored in a register 24 and performs filter calculation. Then, left shifters 20-22 shifts them to the left on the basis of the adjustment value stored in the register 24 and returns an extended integer part to the original. An adjustment value change circuit 23 compares the code bit of the fixed decimal point data stored in a buffer 14 and the most significant bit of the integer part. When they do not match, the adjustment value change circuit 23 outputs shift control signals to the right shifters 18 and 19 and shifts the fixed decimal point data stored in the buffers 14 and 15 to the right by 1 bit. Then, the adjustment value stored in the register 24 is increased and the adjustment value in the register 24 is overwritten. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、オーディオ信号のイコライジング処理技術に関し、特に、デジタルオーディオデータのフィルタ演算処理におけるオーバフローの防止に有効な技術に関する。   The present invention relates to an equalizing processing technique for audio signals, and more particularly to a technique effective for preventing overflow in filter operation processing of digital audio data.

デジタルオーディオ機器において、周波数特性を補正するイコライザ装置として、DSP(Digital Signal Processor)やデジタル回路などで構成したデジタルフィルタが知られている。   As an equalizer device for correcting frequency characteristics in a digital audio device, a digital filter constituted by a DSP (Digital Signal Processor) or a digital circuit is known.

この種のデジタルフィルタにおいて、演算精度を落とすことなくフィルタリング処理を行う技術としては、たとえば、デジタルフィルタの構成を上位ビットと下位ビットを分けて演算する技術(特許文献1参照)や、ダウンサンプリング部を設けて、演算時のセンタ周波数を上げる技術(特許文献2参照)などがある。
特開平05−7120号公報 特開平10−84239号公報
In this type of digital filter, as a technique for performing the filtering process without reducing the calculation accuracy, for example, a technique for dividing the configuration of the digital filter into upper bits and lower bits (see Patent Document 1), a downsampling unit, etc. There is a technique for increasing the center frequency at the time of calculation (see Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 05-7120 Japanese Patent Laid-Open No. 10-84239

ところが、上記のようなイコライザ装置では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。   However, the present inventors have found that the equalizer device as described above has the following problems.

図12は、本発明者が検討したイコライザ装置200の回路構成例である。イコライザ装置200は、加算器201,202、乗算器203〜207,210、およびバッファ208,209などから構成されている。   FIG. 12 is a circuit configuration example of the equalizer device 200 examined by the present inventors. The equalizer device 200 includes adders 201 and 202, multipliers 203 to 207 and 210, buffers 208 and 209, and the like.

一般に、イコライザ装置のデジタルフィルタによる信号処理では、入力オーディオ信号の特性を補正する時、補正しようとする周波数のセンタ周波数やゲインによって、演算途中のビット長が多く必要となる。   In general, in signal processing using a digital filter of an equalizer device, when correcting characteristics of an input audio signal, a large bit length is required during calculation depending on the center frequency and gain of the frequency to be corrected.

そこで、図12のイコライザ装置200では、加算器201と乗算器205,206,207の定数S,b0〜b2であらかじめ計算したスケール値214に従ってフィルタ演算のオーバフローを防いでいる。   Therefore, in the equalizer device 200 of FIG. 12, the overflow of the filter operation is prevented according to the scale value 214 calculated in advance with the constants S and b0 to b2 of the adder 201 and the multipliers 205, 206, and 207.

しかし、この方式では、入力データに依存してスケール値を計算しないため、入力データのワーストケースでスケール値を決定しなければならないため、ビット精度が大幅に落ちてしまうという問題がある。   However, in this method, since the scale value is not calculated depending on the input data, the scale value has to be determined in the worst case of the input data, so that there is a problem that the bit accuracy is greatly reduced.

また、特許文献1,2の技術では、乗算器や加算器の演算長は一定に抑えられるが他の回路規模が増大、もしくはDSPでの処理が増大してしまうという問題がある。   Further, the techniques of Patent Documents 1 and 2 have a problem that the operation length of the multiplier and the adder can be kept constant, but other circuit scales increase or the processing in the DSP increases.

本発明の目的は、デジタルフィルタによるイコライジング処理において、回路規模を増大させることなく、所望の信号処理を高精度に行うことのできる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of performing desired signal processing with high accuracy without increasing the circuit scale in equalizing processing using a digital filter.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明は、デジタルデータをフィルタ演算し、イコライジング処理を行うイコライザ部を備えた半導体集積回路装置であって、該イコライザ部は、入力されたデジタルデータに応じて、デジタルデータのシフト量を調整し、フィルタ演算時のオーバフローを防止する調整値変更設定部を備えたものである。   The present invention is a semiconductor integrated circuit device including an equalizer unit that performs a filter operation on digital data and performs an equalizing process, and the equalizer unit adjusts a shift amount of the digital data according to the input digital data. An adjustment value change setting unit for preventing overflow during filter calculation is provided.

また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。   Moreover, the outline | summary of the other invention of this application is shown briefly.

本発明は、前記調整値変更設定部が、入力された調整値をインクリメントして格納する調整値格納部と、該調整値格納部に格納された調整値に応じて入力されたデジタルデータの整数部を拡張する拡張部と、フィルタ演算に使用する一時刻前のデジタルデータを格納する第1の格納部と、該第1の格納部が格納したデジタルデータを格納する第2の格納部と、第1の格納部に格納されたデジタルデータから、デジタルデータの調整が必要かを判断し、調整が必要な際に調整値を調整値格納部に出力するとともに、調整制御信号を出力する調整値変更回路と、該調整値変更回路から出力された調整制御信号に基づいて、第1の格納部に格納されたデジタルデータを1ビット分右にシフトする第1の1ビット右シフタと、調整値変更回路から出力された調整制御信号に基づいて、第2の格納部に格納されたデジタルデータを1ビット分右にシフトする第2の1ビット右シフタと、調整値格納部に格納された調整値に応じて、拡張部が拡張したデジタルデータの整数部を元に戻す縮小部とを備えたものである。   The present invention provides an adjustment value storage unit in which the adjustment value change setting unit increments and stores an input adjustment value, and an integer of digital data input according to the adjustment value stored in the adjustment value storage unit An expansion unit that expands the unit, a first storage unit that stores digital data one hour before used for the filter operation, a second storage unit that stores the digital data stored in the first storage unit, An adjustment value for determining whether adjustment of digital data is necessary from the digital data stored in the first storage unit, and outputting an adjustment value to the adjustment value storage unit when adjustment is necessary, and outputting an adjustment control signal A change circuit, a first 1-bit right shifter that shifts the digital data stored in the first storage unit to the right by 1 bit based on the adjustment control signal output from the adjustment value change circuit, and an adjustment value Output from change circuit A second 1-bit right shifter that shifts the digital data stored in the second storage unit to the right by one bit based on the adjustment control signal, and an adjustment value stored in the adjustment value storage unit A reduction unit that restores the integer part of the digital data extended by the extension unit.

また、本発明は、前記拡張部が、調整値格納部に格納された調整値に応じて、入力されるデジタルデータを右シフトして出力する右シフタよりなり、前記縮小部が、調整値格納部に格納された調整値に応じて、最新のデジタルデータを左シフトして出力する第1の左シフタと、調整値格納部に格納された調整値に応じて、第1の格納部に格納された一時刻前のデジタルデータを左シフトして出力する第2の左シフタと、調整値格納部に格納された調整値に応じて、第2の格納部に格納された二時刻前のデジタルデータを左シフトして出力する第3の左シフタとよりなるものである。   Further, according to the present invention, the expansion unit includes a right shifter that shifts the input digital data to the right according to the adjustment value stored in the adjustment value storage unit, and the reduction unit stores the adjustment value. A first left shifter for shifting the latest digital data to the left according to the adjustment value stored in the output unit; and storing in the first storage unit according to the adjustment value stored in the adjustment value storage unit. A second left shifter that shifts and outputs the digital data of the previous time to the left, and the digital data of the previous time stored in the second storage unit in accordance with the adjustment value stored in the adjustment value storage unit And a third left shifter for shifting the data to the left and outputting it.

さらに、本発明は、前記調整値変更回路が、固定小数点フォーマットにおける符号ビットと整数部の最上位ビットとを比較し、同じビットの場合に、調整値変更が不要と判断し、異なるビットの際には調整が必要と判断するものである。   Further, according to the present invention, the adjustment value changing circuit compares the sign bit in the fixed-point format with the most significant bit of the integer part, and determines that the adjustment value does not need to be changed when the bits are the same. It is judged that adjustment is necessary.

また、本発明は、前記イコライザ部が、デジタルシグナルプロセッサに備えられているものである。   In the present invention, the equalizer unit is provided in a digital signal processor.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

(1)デジタルデータのフィルタ演算を行う際のオーバフローを防止することができる。   (1) It is possible to prevent overflow when performing digital data filtering.

(2)また、簡単な回路構成により実現することができるので、半導体集積回路装置の大型化を防止することができる。   (2) Further, since it can be realized with a simple circuit configuration, an increase in the size of the semiconductor integrated circuit device can be prevented.

(3)上記(1)、(2)により、低コストで、ノイズの少ない高精度なイコライジングを行うことが可能となり、半導体集積回路装置の高性能化、および高信頼性化を実現することができる。   (3) With the above (1) and (2), it is possible to perform high-precision equalization with low noise and low noise, thereby realizing high performance and high reliability of the semiconductor integrated circuit device. it can.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

図1は、本発明の一実施の形態による半導体集積回路装置のブロック図、図2は、図1の半導体集積回路装置のDSPに設けられたイコライザ部の構成を示す説明図、図3は、図2のイコライザ部により処理されるオーディオデータにおける固定小数点フォーマットの一例を示す説明図、図4は、図3のイコライザ部によるフィルタ演算処理例のフローチャート、図5は、図2のイコライザ部に設けられた右シフタによるスケーリングの一例を示す説明図、図6は、図2のイコライザ部に設けられた右シフタによるスケーリングの他の例を示す説明図、図7は、図2のイコライザ部に設けられた左シフタによるスケーリングの一例を示す説明図、図8は、図2のイコライザ部に設けられた左シフタによるスケーリングの他の例を示す説明図、図9は、本実施の形態による調整値変更が必要な固定小数点データの状態例を示した説明図、図10は、調整値変更が不要な固定小数点データの状態例を示した説明図である。   FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of an equalizer unit provided in the DSP of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a fixed-point format in audio data processed by the equalizer unit of FIG. 2, FIG. 4 is a flowchart of an example of filter calculation processing by the equalizer unit of FIG. 3, and FIG. 5 is provided in the equalizer unit of FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of scaling by the right shifter, FIG. 6 is an explanatory diagram showing another example of scaling by the right shifter provided in the equalizer unit of FIG. 2, and FIG. 7 is provided in the equalizer unit of FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing another example of scaling by the left shifter provided in the equalizer section of FIG. 2, 9 is an explanatory view showing a state example of the fixed-point data requiring adjustment value changed according to this embodiment, FIG. 10, the adjustment value changes is an explanatory view showing a state example of unnecessary fixed-point data.

本実施の形態において、半導体集積回路装置1は、たとえば、デジタルオーディオ再生機器などに用いられる。半導体集積回路装置1は、図1に示すように、CPU(Central Processing Unit)2、DSP3、DMA(Direct Memory Access)コントローラ4、メモリ4a、およびオーディオインタフェース5などから構成されている。   In the present embodiment, the semiconductor integrated circuit device 1 is used in, for example, a digital audio playback device. As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated circuit device 1 includes a CPU (Central Processing Unit) 2, a DSP 3, a DMA (Direct Memory Access) controller 4, a memory 4a, an audio interface 5, and the like.

CPU2、DSP3、DMAコントローラ4、およびオーディオインタフェース5は、バス6により相互に接続されている。CPU2は、半導体集積回路装置1における全体の制御を司る。DSP3は、オーディオデータにおけるデジタル信号処理を行うプロセッサである。   The CPU 2, DSP 3, DMA controller 4, and audio interface 5 are connected to each other by a bus 6. The CPU 2 governs overall control in the semiconductor integrated circuit device 1. The DSP 3 is a processor that performs digital signal processing on audio data.

DMAコントローラ4は、DSP3、またはオーディオインタフェース5による指示により、外部接続されたメモリや内部に設けられたメモリ4aなどに対して指定のメモリアドレス空間にCPU2を介することなく直接アクセスして、データ書き込みあるいは読み出しの制御を行う。オーディオインタフェース5は、オーディオ信号の入出力のためのインタフェースである。   The DMA controller 4 directly accesses the designated memory address space without going through the CPU 2 to the externally connected memory or the internally provided memory 4a in accordance with an instruction from the DSP 3 or the audio interface 5, and writes data or Control reading. The audio interface 5 is an interface for inputting and outputting audio signals.

DSP3には、図2に示すように、イコライザ処理を行うイコライザ部3aが設けられている。図示するように、イコライザ部3aは、加算器7,8、乗算器9〜13、バッファ14,15、ならびに調整値変更設定部16から構成されている。   As shown in FIG. 2, the DSP 3 is provided with an equalizer unit 3 a that performs an equalizer process. As illustrated, the equalizer unit 3 a includes adders 7 and 8, multipliers 9 to 13, buffers 14 and 15, and an adjustment value change setting unit 16.

調整値変更設定部16は、イコライザ部3aがフィルタ演算する際のオーバフローを防止し、該調整変更設定部16は、右シフタ17〜19、左シフタ20〜22、調整値変更回路23、およびレジスタ(調整値格納部)24から構成されている。   The adjustment value change setting unit 16 prevents overflow when the equalizer unit 3a performs a filter operation. The adjustment change setting unit 16 includes a right shifter 17 to 19, a left shifter 20 to 22, an adjustment value change circuit 23, and a register. (Adjustment value storage unit) 24.

右シフタ(拡張部)17の入力部には、オーディオデータなどのデジタル入力データが入力される。デジタル入力データは、固定小数点フォーマット(図3)の構成からなる。右シフタ17は、レジスタ24に格納される調整値に応じて、固定小数点フォーマットにより入力された該デジタル入力データを右シフトする。レジスタ24に格納される調整値は、データのシフト量(何ビットシフトするか)を示すデータである。   Digital input data such as audio data is input to the input unit of the right shifter (extension unit) 17. Digital input data has a fixed-point format (FIG. 3) configuration. The right shifter 17 shifts the digital input data input in the fixed-point format to the right according to the adjustment value stored in the register 24. The adjustment value stored in the register 24 is data indicating a data shift amount (how many bits are shifted).

右シフタ17の出力部には、加算器7が接続されている。加算器7には、乗算器11、バッファ(第1の格納部)14の入力部、および乗算器9,10の出力部がそれぞれ接続されている。バッファ14には、右シフタ(第1の1ビット右シフタ)18、乗算器9の入力部、およびバッファ(第2の格納部)15がそれぞれ接続されている。   An adder 7 is connected to the output section of the right shifter 17. The adder 7 is connected to a multiplier 11, an input unit of a buffer (first storage unit) 14, and output units of the multipliers 9 and 10. A right shifter (first 1-bit right shifter) 18, an input unit of a multiplier 9, and a buffer (second storage unit) 15 are connected to the buffer 14.

また、バッファ14には、調整値変更回路23、および乗算器12がそれぞれ接続されている。バッファ15には、右シフタ(第2の1ビット右シフタ)19、ならびに乗算器10,13の入力部がそれぞれ接続されている。   The buffer 14 is connected to the adjustment value changing circuit 23 and the multiplier 12. The buffer 15 is connected to the right shifter (second 1-bit right shifter) 19 and the input units of the multipliers 10 and 13.

加算器7は、右シフタ17から出力される入力データに、乗算器9,10の乗算結果を加算して出力する。乗算器11は、加算器7から出力されたデータと定数b0とを乗算する。   The adder 7 adds the multiplication results of the multipliers 9 and 10 to the input data output from the right shifter 17 and outputs the result. The multiplier 11 multiplies the data output from the adder 7 by the constant b0.

バッファ14は、加算器7から出力されたデータ、または右シフタ18に右シフトされたデータを一時的に格納する。バッファ15は、バッファ14のデータ、または右シフタ19に右シフトされたデータを一時的に格納する。   The buffer 14 temporarily stores the data output from the adder 7 or the data shifted to the right shifter 18. The buffer 15 temporarily stores the data in the buffer 14 or the data shifted to the right shifter 19 to the right.

右シフタ18,19には、調整値変更回路23から出力されるシフト制御信号が入力されるように接続されている。右シフタ18は、シフト制御信号が入力された際にバッファ14に格納されたデータを1ビット右にシフトする。バッファ14は、右シフタ18がシフトしたデータを上書きして格納する。   The right shifters 18 and 19 are connected so that a shift control signal output from the adjustment value changing circuit 23 is input. The right shifter 18 shifts the data stored in the buffer 14 to the right by 1 bit when the shift control signal is input. The buffer 14 overwrites and stores the data shifted by the right shifter 18.

右シフタ19は、シフト制御信号が入力された際にバッファ15に格納されたデータを1ビット右にシフトする。バッファ15は、右シフタ19がシフトしたデータを上書きして格納する。   The right shifter 19 shifts the data stored in the buffer 15 to the right by 1 bit when the shift control signal is input. The buffer 15 overwrites and stores the data shifted by the right shifter 19.

乗算器9は、バッファ14に格納されたデータと定数a1とを乗算して加算器7に出力する。乗算器10は、バッファ15に格納されたデータと定数a2とを乗算して加算器7に出力する。調整値変更回路23は、バッファ14に格納されているデータの内容から調整値(シフト量)を演算する。   The multiplier 9 multiplies the data stored in the buffer 14 by the constant a1 and outputs the result to the adder 7. The multiplier 10 multiplies the data stored in the buffer 15 by the constant a2, and outputs the result to the adder 7. The adjustment value changing circuit 23 calculates an adjustment value (shift amount) from the contents of the data stored in the buffer 14.

乗算器11の出力部には、左シフタ(縮小部、第1の左シフタ)20が接続されている。バッファ14,15には、乗算器12,13の入力部がそれぞれ接続されており、これら乗算器12,13の出力部には、左シフタ21,22がそれぞれ接続されている。   A left shifter (reduction unit, first left shifter) 20 is connected to the output unit of the multiplier 11. Input units of multipliers 12 and 13 are connected to the buffers 14 and 15, respectively, and left shifters 21 and 22 are connected to output units of the multipliers 12 and 13, respectively.

また、左シフタ20〜22には、レジスタ24に格納された調整値がそれぞれ入力されるように接続されている。これら左シフタ20〜22の出力部には、加算器8の入力部が接続されており、該加算器8の出力部がイコライザ部3aの出力部となる。   Further, the left shifters 20 to 22 are connected so that the adjustment values stored in the register 24 are respectively input. The input units of the adder 8 are connected to the output units of the left shifters 20 to 22, and the output unit of the adder 8 serves as the output unit of the equalizer unit 3a.

乗算器11は、加算器7から出力されたデータと定数b0とを乗算し、左シフタ20に出力する。乗算器12は、バッファ14に格納されているデータと定数b1とを乗算し、左シフタ(縮小部、第2の左シフタ)21に出力する。乗算器13は、バッファ14に格納されているデータと定数b2とを乗算し、左シフタ(縮小部、第3の左シフタ)22に出力する。   The multiplier 11 multiplies the data output from the adder 7 by the constant b0 and outputs the result to the left shifter 20. The multiplier 12 multiplies the data stored in the buffer 14 by the constant b1, and outputs the result to the left shifter (reduction unit, second left shifter) 21. The multiplier 13 multiplies the data stored in the buffer 14 by the constant b 2 and outputs the result to the left shifter (reduction unit, third left shifter) 22.

左シフタ20〜22は、レジスタ24に格納された調整値に基づいて、データを左シフトさせて、加算器8に出力する。加算器8は、左シフタ20〜22から出力されたデータを加算して出力する。   The left shifters 20 to 22 shift the data to the left based on the adjustment value stored in the register 24 and output the data to the adder 8. The adder 8 adds the data output from the left shifters 20 to 22 and outputs the result.

ここで、オーディオデータのフィルタ処理における固定小数点演算を行なう際に用いられる固定小数点フォーマットの一例を図3に示す。   Here, FIG. 3 shows an example of a fixed-point format used when performing fixed-point arithmetic in audio data filtering.

図示するように、この例では、最初に極性を示す符号ビットが位置しており、その符号ビットの隣が整数部の最上位ビットとなっている。整数部は、符号ビットをあわせて8ビットであり、該整数部に続いて7ビットの小数部がある。   As shown in the figure, in this example, a sign bit indicating polarity is positioned first, and the most significant bit of the integer part is adjacent to the sign bit. The integer part is 8 bits including the sign bit, and the integer part is followed by a 7-bit decimal part.

この場合、所望の周波数特性を得るフィルタによっては、整数部が不足することがある。そこで、調整値変更回路23によって右シフトを行う調整値を演算し、その調整値に基づいて右シフタ17が右シフトを行うことにより整数部IBを拡張し、左シフタ20〜22によって右シフトした分だけ左シフトを行うことにより、拡張した整数部を元に戻すことでオーバフローを防げる。   In this case, an integer part may be insufficient depending on a filter that obtains a desired frequency characteristic. Therefore, the adjustment value for performing the right shift is calculated by the adjustment value changing circuit 23, and the right shifter 17 performs the right shift based on the adjustment value to expand the integer part IB, and the right shift is performed by the left shifters 20-22. By performing left shift by the amount, overflow can be prevented by restoring the expanded integer part.

この調整値は、予めオフラインで入力データのワーストケースで決めることも可能であるが、ワーストケースで決めると実際の入力データに比べ小数部分のビット数が少なくなり演算精度が劣化する。   This adjustment value can be determined offline beforehand in the worst case of the input data. However, if it is determined in the worst case, the number of bits in the decimal part is smaller than the actual input data and the calculation accuracy is deteriorated.

次に、本実施の形態によるイコライザ部3aに設けられた調整値変更設定部16の作用について説明する。   Next, the operation of the adjustment value change setting unit 16 provided in the equalizer unit 3a according to the present embodiment will be described.

図4は、イコライザ部3aによるフィルタ演算処理例のフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart of an example of filter calculation processing by the equalizer unit 3a.

まず、デジタル入力データが入力されると、右シフタ17が、レジスタ24に格納された調整値の値に基づいて、固定小数点データの右シフトするスケーリングを行う(ステップS101)。   First, when digital input data is input, the right shifter 17 performs scaling for shifting the fixed-point data to the right based on the value of the adjustment value stored in the register 24 (step S101).

図5は、調整値としてレジスタ24に’1’が格納されている場合の右シフタ17によるスケーリング(右シフト)の一例を示す説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of scaling (right shift) by the right shifter 17 when “1” is stored in the register 24 as the adjustment value.

図5において、右シフト17は、調整値が’1’であるので、1ビット右にシフトすることになる。この場合、符号ビット以外のデータb15〜b0が1ビット右にシフトされる。これにより、最下位ビットのデータb0がなくなり、整数部の最上位ビットが不足することになるので、該最上位ビットには、符号ビットのデータSが入力される。   In FIG. 5, the right shift 17 is shifted to the right by 1 bit because the adjustment value is “1”. In this case, data b15 to b0 other than the sign bit are shifted right by 1 bit. As a result, the least significant bit data b0 disappears, and the most significant bit of the integer part is insufficient, so that the sign bit data S is input to the most significant bit.

また、図6は、調整値としてレジスタ24に’2’が格納されている場合の右シフタ17によるスケーリング(右シフト)の一例を示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of scaling (right shift) by the right shifter 17 when “2” is stored in the register 24 as an adjustment value.

この場合、符号ビット以外のデータb15〜b0が2ビット右にシフトされる。これにより、最下位ビット、およびその隣のビットのデータb0,b1がなくなり、整数部の最上位ビット、ならびにその隣のビット(最上位ビット−1ビット)が不足することになるので、該最上位ビットとその隣のビットには、符号ビットのデータSがそれぞれ入力される。   In this case, the data b15 to b0 other than the sign bit are shifted to the right by 2 bits. As a result, the data b0 and b1 of the least significant bit and the adjacent bits disappear, and the most significant bit of the integer part and the adjacent bit (the most significant bit minus 1 bit) are insufficient. The sign bit data S is input to the upper bits and the adjacent bits.

続いて、図4において、フィルタ計算が行われる(ステップS102)。このフィルタ計算は、加算器7,8、バッファ14,15、および乗算器9〜13によって行われる。そして、スケーリングが行われる(ステップS103)。このスケーリングは、左シフタ20〜22が、レジスタ24に格納された調整値に基づいて左シフトし、拡張した整数部を元に戻す。   Subsequently, in FIG. 4, filter calculation is performed (step S102). This filter calculation is performed by the adders 7 and 8, the buffers 14 and 15, and the multipliers 9 to 13. Then, scaling is performed (step S103). In this scaling, the left shifters 20 to 22 shift left based on the adjustment value stored in the register 24, and restore the expanded integer part.

図7は、調整値としてレジスタ24に’1’が格納されている場合の左シフタ20(〜22)によるスケーリングの一例を示す説明図である。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of scaling by the left shifter 20 (˜22) when “1” is stored in the register 24 as an adjustment value.

図7では、左シフタ20(〜22)によって、符号ビット以外のデータb15〜b0が1ビット左にシフトされる。これにより、整数部の最上位ビットがデータb15からデータb14となり、最下位ビットのデータb0がなくなることになる。この不足した最下位ビットには、’0’が入力される。   In FIG. 7, the data b15 to b0 other than the sign bits are shifted to the left by 1 bit by the left shifter 20 (to 22). As a result, the most significant bit of the integer part changes from data b15 to data b14, and the least significant bit data b0 disappears. '0' is input to the shortest least significant bit.

また、図6は、調整値としてレジスタ24に’2’が格納されている場合の左シフタ20(〜22)によるスケーリングの一例を示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of scaling by the left shifter 20 (˜22) when “2” is stored in the register 24 as an adjustment value.

この場合、符号ビット以外のデータb15〜b0が2ビット右にシフトされる。これにより、最下位ビット、およびその隣のビットのデータb0,b1がなくなり、この不足したビットには、’0’がそれぞれ入力される。   In this case, the data b15 to b0 other than the sign bit are shifted to the right by 2 bits. As a result, the data b0 and b1 of the least significant bit and the adjacent bits disappear, and '0' is input to each of the missing bits.

また、整数部の最上位ビット以下の各ビットには、データb13〜データb0がそれぞれ入力される。   Data b13 to data b0 are input to each bit below the most significant bit of the integer part.

その後、調整値変更回路23は、バッファ14に格納された加算器7の加算結果の状態を確認し(ステップS104)、調整値変更を行うか否かを判断する(ステップS105)。   Thereafter, the adjustment value changing circuit 23 checks the state of the addition result of the adder 7 stored in the buffer 14 (step S104), and determines whether or not to change the adjustment value (step S105).

図9は、調整値変更が必要な固定小数点データの状態例を示した説明図であり、図10は、調整値変更が不要な固定小数点データの状態例を示した説明図である。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the state of fixed-point data that requires an adjustment value change, and FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the state of fixed-point data that does not require an adjustment value change.

調整値変更が必要な状態とは、図9に示すように、バッファ14に格納された固定小数点データの符号ビットと整数部の最上位ビットとが一致していない場合である。また、調整値変更が不要な状態とは、図10に示すように、バッファ14に格納された固定小数点データの符号ビットと整数部の最上位ビットとが一致している場合である。   The state where the adjustment value needs to be changed is a case where the sign bit of the fixed-point data stored in the buffer 14 and the most significant bit of the integer part do not match as shown in FIG. Further, the state in which the adjustment value change is unnecessary is a case where the sign bit of the fixed-point data stored in the buffer 14 and the most significant bit of the integer part match as shown in FIG.

図9に示すように符号ビットと整数部の最上位ビットとが異なり、調整値変更が必要な場合、調整値変更回路23は、右シフタ18,19にシフト制御信号をそれぞれ出力する(ステップS106)。   As shown in FIG. 9, when the sign bit is different from the most significant bit of the integer part and the adjustment value needs to be changed, the adjustment value change circuit 23 outputs the shift control signal to the right shifters 18 and 19 respectively (step S106). ).

そして、ステップS106の処理において、右シフタ18(,19)は、シフト制御信号を受けて、バッファ14(,15)に格納された固定小数点データを1ビット右シフトさせる。   In the process of step S106, the right shifter 18 (, 19) receives the shift control signal and shifts the fixed-point data stored in the buffer 14 (, 15) to the right by 1 bit.

この右シフトは、図5で示した右シフタ17によるレジスタ24に’1’が格納されている場合の右シフトと同様の処理が行われることになる。   This right shift is performed in the same way as the right shift in the case where “1” is stored in the register 24 by the right shifter 17 shown in FIG.

続いて、レジスタ24に格納される調整値をインクリメントして、該レジスタ24の調整値を上書き処理する(ステップS107)。   Subsequently, the adjustment value stored in the register 24 is incremented, and the adjustment value in the register 24 is overwritten (step S107).

それにより、本実施の形態によれば、イコライザ部3aがフィルタ演算を行う際のオーバフローを防止することができる。   Thereby, according to this Embodiment, the overflow at the time of the equalizer part 3a performing a filter calculation can be prevented.

また、調整値変更設定部16を、シフト演算器(右シフタ17〜19、左シフタ20〜22)、1ビット比較器(調整値変更回路23)、およびレジスタ24から構成することにより、回路構成の大幅な増加を防止することができる。   Further, the adjustment value change setting unit 16 includes a shift computing unit (right shifters 17 to 19 and left shifters 20 to 22), a 1-bit comparator (adjustment value change circuit 23), and a register 24. Can be prevented from increasing significantly.

さらに、デジタル入力データに応じてリアルタイムに最適な調整値を算出するので、高精度なイコライジング調整を行うことができる。   Furthermore, since the optimum adjustment value is calculated in real time according to the digital input data, highly accurate equalizing adjustment can be performed.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

前記実施の形態では、DSPにイコライザ部を備えた構成としたが、本発明のイコライザ部をDSPに設けずに半導体集積回路装置に周辺回路として備えた構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the DSP is provided with the equalizer unit, but the equalizer unit of the present invention may be provided as a peripheral circuit in the semiconductor integrated circuit device without being provided in the DSP.

図11は、その一例を示す半導体集積回路装置1のブロック図である。   FIG. 11 is a block diagram of the semiconductor integrated circuit device 1 showing an example thereof.

この場合、半導体集積回路装置1は、CPU2、イコライザ部3a、DMAコントローラ4、メモリ4a、およびオーディオインタフェース5などから構成され、これらは、バス6により相互に接続されている。   In this case, the semiconductor integrated circuit device 1 includes a CPU 2, an equalizer unit 3 a, a DMA controller 4, a memory 4 a, an audio interface 5, and the like, which are connected to each other by a bus 6.

本発明は、デジタルオーディオデータなどにおける高精度なイコライジング処理技術に適している。   The present invention is suitable for high-precision equalizing processing technology for digital audio data and the like.

本発明の一実施の形態による半導体集積回路装置のブロック図である。1 is a block diagram of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention. 図1の半導体集積回路装置のDSPに設けられたイコライザ部の構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an equalizer unit provided in the DSP of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1. 図2のイコライザ部により処理されるオーディオデータにおける固定小数点フォーマットの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the fixed point format in the audio data processed by the equalizer part of FIG. 図3のイコライザ部によるフィルタ演算処理例のフローチャートである。It is a flowchart of the example of filter calculation processing by the equalizer part of FIG. 図2のイコライザ部に設けられた右シフタによるスケーリングの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the scaling by the right shifter provided in the equalizer part of FIG. 図2のイコライザ部に設けられた右シフタによるスケーリングの他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the scaling by the right shifter provided in the equalizer part of FIG. 図2のイコライザ部に設けられた左シフタによるスケーリングの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the scaling by the left shifter provided in the equalizer part of FIG. 図2のイコライザ部に設けられた左シフタによるスケーリングの他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the scaling by the left shifter provided in the equalizer part of FIG. 本実施の形態による調整値変更が必要な固定小数点データの状態例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the example of the state of the fixed point data which needs adjustment value change by this Embodiment. 調整値変更が不要な固定小数点データの状態例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the example of the state of the fixed point data which does not require adjustment value change. 本発明の他の実施の形態による半導体集積回路装置のブロック図である。It is a block diagram of the semiconductor integrated circuit device by other embodiment of this invention. 本発明者が検討したイコライザ部の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the equalizer part which this inventor examined.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体集積回路装置
2 CPU
3 DSP
3a イコライザ部
4 DMAコントローラ
4a メモリ
5 オーディオインタフェース
6 バス
7,8 加算器
9〜13 乗算器
14 バッファ(第1の格納部)
15 バッファ(第2の格納部)
16 調整値変更設定部
17 右シフタ(拡張部)
18 右シフタ(第1の1ビット右シフタ)
19 右シフタ(第2の1ビット右シフタ)
20 左シフタ(縮小部、第1の左シフタ)
21 左シフタ(縮小部、第2の左シフタ)
22 左シフタ(縮小部、第3の左シフタ)
23 調整値変更回路
24 レジスタ(調整値格納部)
200 イコライザ装置
201,202 加算器
203〜207 乗算器
208,209 バッファ
1 Semiconductor Integrated Circuit Device 2 CPU
3 DSP
3a Equalizer section 4 DMA controller 4a Memory 5 Audio interface 6 Buses 7 and 8 Adders 9 to 13 Multiplier 14 Buffer (first storage section)
15 buffer (second storage)
16 Adjustment value change setting part 17 Right shifter (expansion part)
18 Right shifter (first 1-bit right shifter)
19 Right shifter (second 1-bit right shifter)
20 Left shifter (reduced part, first left shifter)
21 Left shifter (reduced part, second left shifter)
22 Left shifter (reduced part, third left shifter)
23 Adjustment Value Change Circuit 24 Register (Adjustment Value Storage Unit)
200 Equalizers 201 and 202 Adders 203 to 207 Multipliers 208 and 209 Buffers

Claims (5)

デジタルデータをフィルタ演算し、イコライジング処理を行うイコライザ部を備えた半導体集積回路装置であって、
前記イコライザ部は、
入力されたデジタルデータに応じて、前記デジタルデータのシフト量を調整し、フィルタ演算時のオーバフローを防止する調整値変更設定部を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device including an equalizer unit that performs digital filter processing and equalization processing,
The equalizer section is
A semiconductor integrated circuit device comprising: an adjustment value change setting unit that adjusts a shift amount of the digital data according to input digital data and prevents an overflow during filter calculation.
請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記調整値変更設定部は、
入力された調整値をインクリメントして格納する調整値格納部と、
前記調整値格納部に格納された調整値に応じて入力されたデジタルデータの整数部を拡張する拡張部と、
フィルタ演算に使用する一時刻前のデジタルデータを格納する第1の格納部と、
前記第1の格納部が格納したデジタルデータを格納する第2の格納部と、
前記第1の格納部に格納された前記デジタルデータから、前記デジタルデータの調整が必要かを判断し、調整が必要な際に調整値を調整値格納部に出力するとともに、調整制御信号を出力する調整値変更回路と、
前記調整値変更回路から出力された調整制御信号に基づいて、前記第1の格納部に格納されたデジタルデータを1ビット分右にシフトする第1の1ビット右シフタと、
前記調整値変更回路から出力された調整制御信号に基づいて、前記第2の格納部に格納されたデジタルデータを1ビット分右にシフトする第2の1ビット右シフタと、
前記調整値格納部に格納された調整値に応じて、前記拡張部が拡張したデジタルデータの整数部を元に戻す縮小部とを備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
The adjustment value change setting unit
An adjustment value storage for incrementing and storing the input adjustment value;
An extension unit for extending the integer part of the digital data input according to the adjustment value stored in the adjustment value storage unit;
A first storage unit for storing digital data one hour before used for the filter operation;
A second storage unit for storing digital data stored in the first storage unit;
From the digital data stored in the first storage unit, it is determined whether adjustment of the digital data is necessary, and when adjustment is necessary, an adjustment value is output to the adjustment value storage unit and an adjustment control signal is output An adjustment value changing circuit to be
A first 1-bit right shifter that shifts digital data stored in the first storage unit to the right by 1 bit based on an adjustment control signal output from the adjustment value changing circuit;
A second 1-bit right shifter that shifts the digital data stored in the second storage unit to the right by 1 bit based on the adjustment control signal output from the adjustment value changing circuit;
A semiconductor integrated circuit device comprising: a reduction unit that restores an integer part of digital data expanded by the expansion unit according to an adjustment value stored in the adjustment value storage unit.
請求項2記載の半導体集積回路装置において、
前記拡張部は、
前記調整値格納部に格納された調整値に応じて、入力されるデジタルデータを右シフトして出力する右シフタよりなり、
前記縮小部は、
前記調整値格納部に格納された調整値に応じて、最新のデジタルデータを左シフトして出力する第1の左シフタよりなり、
前記調整値格納部に格納された調整値に応じて、第1の格納部に格納された一時刻前のデジタルデータを左シフトして出力する第2の左シフタと、
前記調整値格納部に格納された調整値に応じて、第2の格納部に格納された二時刻前のデジタルデータを左シフトして出力する第3の左シフタとよりなることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 2.
The extension is
According to the adjustment value stored in the adjustment value storage unit, the input digital data is right-shifted and output by shifting the digital data,
The reduction unit is
According to the adjustment value stored in the adjustment value storage unit, the first left shifter for shifting and outputting the latest digital data to the left,
In accordance with the adjustment value stored in the adjustment value storage unit, a second left shifter that shifts and outputs the digital data of the previous time stored in the first storage unit to the left;
According to the adjustment value stored in the adjustment value storage unit, a third left shifter that shifts and outputs the digital data two times before stored in the second storage unit to the left is provided. Semiconductor integrated circuit device.
請求項2または3記載の半導体集積回路装置において、
前記調整値変更回路は、
固定小数点フォーマットにおける符号ビットと整数部の最上位ビットとを比較し、同じビットの場合に、調整値変更が不要と判断し、異なるビットの際には調整が必要と判断することを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 2 or 3,
The adjustment value changing circuit includes:
The sign bit in the fixed-point format is compared with the most significant bit of the integer part, and it is determined that the adjustment value change is not necessary when the bits are the same, and the adjustment is determined to be necessary when the bits are different. Semiconductor integrated circuit device.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体集積回路装置において、
前記イコライザ部は、
デジタルシグナルプロセッサに備えられていることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 1 to 4,
The equalizer section is
A semiconductor integrated circuit device provided in a digital signal processor.
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