JP2010011493A - Digital filter - Google Patents

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徹也 佐藤
Mitsuharu Hamano
充晴 濱野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce memory capacity for storing tap coefficients in a digital filter, including a plurality of multipliers for multiplying the tap coefficients, respectively, and an adder for adding multiplied outputs. <P>SOLUTION: This digital filter includes: a plurality of tap compatible multipliers; an adder for adding the multiplied outputs of the multipliers; and memories storing a plurality of kinds of tap compatible tap coefficients corresponding to filter properties, and makes a filter waveform into a symmetrical wave to a center tap, wherein the memories are a plurality of taps corresponding memories collectively storing tap coefficients corresponding to the plurality of kinds of filter properties, respectively, to be compatible with taps, and store the tap coefficients in such a pattern that a pattern stored with tap coefficients which shifts the filter waveform in the positive direction or the negative direction to a center tap, is turned up to the upper and the lower or the right and left sides about a center tap position and a tap coefficient position of 0 shift of the filter waveform. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、フィルタ特性を切替え可能としたディジタルフィルタに関する。   The present invention relates to a digital filter whose filter characteristics can be switched.

ディジタルフィルタは、縦続接続した複数の乗算器と、乗算出力を加算する加算器とを含み、乗算器にはフィルタ特性に対応したタップ係数を入力して、入力データと乗算する構成を有するものであり、例えば、5タップ構成の場合、図6に簡略化して示すように、5個の乗算器11を縦続接続し、入力データDinを順次前段の乗算器11を介して次段の乗算器11に遅延させて入力し、各乗算器11の乗算出力を加算器12により加算して、入力データDinをフィルタ処理した出力データDoutとするもので、乗算器11に入力するタップ(Tap1〜Tap5)対応のタップ係数をレジスタ13に設定しておくものである。又フィルタ特性を切替えることができるように、例えば、パターン1〜4対応のフィルタ係数をメモリ14に保持し、フィルタ特性を切替える時に、メモリ14から読出したフィルタ係数をレジスタ13に設定する。   The digital filter includes a plurality of cascaded multipliers and an adder that adds the multiplication outputs. The multiplier has a configuration in which tap coefficients corresponding to filter characteristics are input and multiplied by input data. For example, in the case of a 5-tap configuration, as shown in a simplified manner in FIG. 6, five multipliers 11 are connected in cascade, and input data Din is sequentially passed through the previous multiplier 11 to the next multiplier 11. Are input after being delayed, and the multiplication output of each multiplier 11 is added by the adder 12, and the input data Din is output as filtered output data Dout. Taps (Tap1 to Tap5) input to the multiplier 11 Corresponding tap coefficients are set in the register 13. Further, for example, the filter coefficients corresponding to the patterns 1 to 4 are held in the memory 14 so that the filter characteristics can be switched, and the filter coefficients read from the memory 14 are set in the register 13 when the filter characteristics are switched.

このフィルタ係数格納のメモリ14は、例えば、図7に示すように、フィルタ特性のパターン1〜4対応のフィルタ係数を保持しているもので、タップ係数の最大ビット数、例えば、16ビット構成のメモリ構成とし、アドレス0x00〜0x13にそれぞれパターン1〜4対応のタップ係数を保持している。この場合、タップ(Tap)1〜5の中のセンタタップのタップ係数を16ビット構成、タップ2,4のタップ係数を6ビット構成、タップ1,5を3ビット構成とし、各タップ係数を格納するメモリは、16ビット×20ワードの記憶容量を有するものとなる。なお、以下の説明に於いて、フィルタ係数は、フィルタ特性のパターン1〜4に対応した係数を示し、又タップ係数は、乗算器11対応のレジスタにそれぞれ設定する係数を示すことにする。   The filter coefficient storage memory 14 holds filter coefficients corresponding to filter characteristic patterns 1 to 4 as shown in FIG. 7, for example, and has a maximum number of tap coefficients, for example, a 16-bit configuration. In the memory configuration, tap coefficients corresponding to patterns 1 to 4 are held at addresses 0x00 to 0x13, respectively. In this case, the tap coefficients of the center taps of taps (Tap) 1 to 5 are configured in 16 bits, tap coefficients of taps 2 and 4 are configured in 6 bits, taps 1 and 5 are configured in 3 bits, and each tap coefficient is stored. The memory to be used has a storage capacity of 16 bits × 20 words. In the following description, the filter coefficient indicates a coefficient corresponding to the filter characteristic patterns 1 to 4, and the tap coefficient indicates a coefficient set in a register corresponding to the multiplier 11.

図8の(A)は、フィルタ特性を切替える時の従来例のフローチャート、(B)はシーケンスチャートを示す。フィルタ特性を切替える時のフィルタ係数の更新は、全タップに対してそれぞれのタップ係数を同時に設定して行う必要があり、従って、同図の(A)に於いて、フィルタ係数更新処理開始(11)により、メモリ14に対するリードアクセスによりフィルタ係数を順次読出し(12)、読出したフィルタ係数を一旦バッファリングする(13)。なお、図6に於いては、このバッファリングの為のバッファは図示を省略している。そして、全タップ分のバッファリング完了か否かを判定し(14)、即ち、更新する為の各タップ係数を全タップ分について読出しが完了したか否かを判定して、完了した場合に、フィルタ係数更新を指示し(15)、バッファリングした乗算器11対応のタップ係数をレジスタ13に設定してフィルタ係数更新処理を終了する(16)。   FIG. 8A shows a flowchart of a conventional example when switching filter characteristics, and FIG. 8B shows a sequence chart. It is necessary to update the filter coefficients when switching the filter characteristics by simultaneously setting the respective tap coefficients for all the taps. Therefore, in FIG. ), The filter coefficients are sequentially read by read access to the memory 14 (12), and the read filter coefficients are temporarily buffered (13). In FIG. 6, a buffer for this buffering is not shown. Then, it is determined whether or not buffering for all taps is completed (14), that is, it is determined whether or not reading of tap coefficients for updating is completed for all taps. The filter coefficient update is instructed (15), the buffered tap coefficient corresponding to the multiplier 11 is set in the register 13, and the filter coefficient update process is terminated (16).

図8の(B)に於いて、フィルタ係数の更新の制御入力により、メモリ14に対するリードアクセスを開始し、タップ(Tap)1〜タップ(Tap)5のアドレスを順次メモリ14に入力し、フィルタ係数を順次読出して、バッファにフィルタ係数を保持させる。全タップ1〜5のフィルタ係数のバッファリング完了により、フィルタ係数更新をフィルタに指示することにより、フィルタは新フィルタ係数によるフィルタ処理を開始する。   In FIG. 8B, the read access to the memory 14 is started by the control input for updating the filter coefficient, and the addresses of the tap (Tap) 1 to tap (Tap) 5 are sequentially input to the memory 14, and the filter The coefficients are read sequentially, and the filter coefficients are held in the buffer. By instructing the filter to update the filter coefficient upon completion of buffering of the filter coefficients of all the taps 1 to 5, the filter starts the filter process using the new filter coefficient.

又共通のアドレス入力により読出しが可能の複数の記憶領域を外部信号により選択可能とし、各記憶領域にそれぞれ異なるフィルタ特性のフィルタ係数を格納し、選択した記憶領域から読出したフィルタ係数を、積和演算回路を含む信号処理回路に入力することにより、所望のフィルタ特性を選択できるようにしたディジタルフィルタが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Also, multiple storage areas that can be read by common address input can be selected by external signals, filter coefficients with different filter characteristics are stored in each storage area, and the filter coefficients read from the selected storage area are summed A digital filter is known in which a desired filter characteristic can be selected by inputting to a signal processing circuit including an arithmetic circuit (see, for example, Patent Document 1).

又サンプリングレート変換を行うFIR型のディジタルフィルタに於いて、複数の乗算器対応のタップ毎に複数のタップ係数を保持した係数メモリを設け、タップ毎に1タップ分順次シフトした状態で係数メモリからタップ係数を読出して乗算器に入力するディジタルフィルタが知られている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, in the FIR type digital filter that performs sampling rate conversion, a coefficient memory holding a plurality of tap coefficients is provided for each tap corresponding to a plurality of multipliers, and the coefficient memory is sequentially shifted by one tap for each tap. A digital filter that reads a tap coefficient and inputs it to a multiplier is known (see, for example, Patent Document 2).

特開昭60−244111号公報JP-A-60-244111 特開平4−68708号公報JP-A-4-68708

フィルタ特性を切替え可能とする従来例に於いては、例えば、図7に示すようなフィルタ係数格納メモリを用いるものであり、センタタップ等の最大ビット数のビット幅のメモリを用いるものである。従って、ビット数が少ないタップ係数に対しては、無駄な領域が存在する問題がある。又タップ係数を順次タップ数分読出す為の時間を必要とする問題がある。又フィルタ特性の切替えを行う時は、タップ係数を同一タイミングで有効とする必要があるから、順次読出したタップ係数を、全タップ分読出すまでバッファリングする為のバッファを必要とする問題がある。   In the conventional example in which the filter characteristics can be switched, for example, a filter coefficient storage memory as shown in FIG. 7 is used, and a memory having a maximum bit number such as a center tap is used. Therefore, there is a problem that a useless area exists for a tap coefficient with a small number of bits. In addition, there is a problem that it takes time to sequentially read tap coefficients by the number of taps. Further, when switching the filter characteristics, it is necessary to make the tap coefficients effective at the same timing, so that there is a problem that a buffer for buffering the tap coefficients read sequentially until all taps are read out is required. .

又複数の記憶領域を共通の読出アドレスによりアクセスすると共に、記憶領域を選択する外部信号を入力することにより、異なるフィルタ係数を選択して積和演算回路に入力する前記特許文献1に示す従来例に於いては、フィルタ係数のビット構成に関係なく、最大ビット数のビット幅のメモリを用いる必要があるから、前述のように、無駄な記憶領域が含まれる問題がある。又タップ毎に係数メモリを設ける前記特許文献2に示す従来例に於いては、タップ係数のバッファリングが必要でなくなるが、タップ係数のビット構成がタップ毎に異なる場合には、無駄な記憶領域を含むことになる問題がある。従って、フィルタ演算を行う乗算器や加算器を含めて集積回路化する場合の所要面積の縮小を図ることが困難であった。   The conventional example shown in Patent Document 1 in which a plurality of storage areas are accessed by a common read address and different filter coefficients are selected and input to a product-sum operation circuit by inputting an external signal for selecting the storage area. However, since it is necessary to use a memory having the maximum bit width regardless of the bit configuration of the filter coefficient, there is a problem that a useless storage area is included as described above. In the conventional example shown in Patent Document 2 in which a coefficient memory is provided for each tap, buffering of tap coefficients is not necessary. However, when the tap coefficient has a different bit configuration, a wasteful storage area is used. There is a problem that will include. Therefore, it has been difficult to reduce the required area when an integrated circuit including a multiplier and an adder for performing a filter operation is included.

本発明は、前述の従来例の問題点を解決するものであり、タップ係数設定の為のバッファリング構成を不要とし、且つフィルタ係数格納用のメモリの記憶容量の削減を図ることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the problems of the conventional example described above, and to eliminate the need for a buffering configuration for setting tap coefficients and to reduce the storage capacity of a memory for storing filter coefficients. .

本発明のディジタルフィルタは、複数のタップ対応の乗算器と、この乗算器の乗算出力を加算する加算器と、前記タップ対応のタップ係数をフィルタ特性に対応して複数種類格納したメモリとを含み、フィルタ波形をセンタタップに対して対称の波形とするディジタルフィルタであって、前記メモリは、複数種類の前記フィルタ特性に対応したタップ係数をタップ対応にまとめてそれぞれ格納した複数のタップ対応メモリとし、前記センタタップに対して前記フィルタ波形を+方向又は−方向にシフトするタップ係数を格納したパターンを、センタタップ位置で且つ前記フィルタ波形の0シフトのタップ係数位置を中心として上下又は左右に折り返したパターンで前記タップ係数を格納した構成を備えている。   The digital filter of the present invention includes a plurality of tap-compatible multipliers, an adder that adds the multiplication outputs of the multipliers, and a memory that stores a plurality of tap-corresponding tap coefficients corresponding to filter characteristics. A digital filter having a filter waveform symmetrical with respect to a center tap, wherein the memory is a plurality of tap correspondence memories each storing tap coefficients corresponding to a plurality of types of filter characteristics in a tap correspondence manner. A pattern storing tap coefficients for shifting the filter waveform in the + direction or-direction with respect to the center tap is folded up and down or left and right around the center tap position and the tap coefficient position of 0 shift of the filter waveform. The tap coefficient is stored in a predetermined pattern.

又前記メモリを、複数種類の前記フィルタ特性に対応したタップ係数をタップ対応にまとめてそれぞれ格納した複数のタップ対応メモリとし、前記センタタップに対して前記フィルタ波形を+方向又は−方向にシフトするタップ係数を格納したパターンを、センタタップ位置で且つ前記フィルタ波形の0シフトのタップ係数位置を中心として左右に折り返したパターンで前記タップ係数を格納した構成とし、この折り返しにより省略した方のタップ係数を、省略しない方のタップ係数の配列に対して反転して、前記乗算器対応のレジスタに設定する構成を備えている。   Further, the memory is a plurality of tap corresponding memories each storing tap coefficients corresponding to a plurality of types of filter characteristics in correspondence with the taps, and the filter waveform is shifted in the + direction or the − direction with respect to the center tap. The tap coefficient is stored in a pattern in which the tap coefficient is stored as a pattern folded back to the left and right around the center tap position and the tap coefficient position of the 0 shift of the filter waveform. Is inverted with respect to the array of tap coefficients which is not omitted, and is set in the register corresponding to the multiplier.

又前記メモリを、複数種類の前記フィルタ特性に対応したタップ係数をタップ対応にまとめてそれぞれ格納した複数のタップ対応メモリとし、前記センタタップに対して前記フィルタ波形を+方向又は−方向にシフトするタップ係数を格納したパターンを、センタタップ位置で且つ前記フィルタ波形の0シフトのタップ係数位置を中心として上下に折り返したパターンで前記タップ係数を格納した構成とし、この折り返しにより省略した方のタップ係数を、省略しない方のタップ係数の配列に対して反転して、前記乗算器対応のレジスタに設定する構成を備えている。   Further, the memory is a plurality of tap corresponding memories each storing tap coefficients corresponding to a plurality of types of filter characteristics in correspondence with the taps, and the filter waveform is shifted in the + direction or the − direction with respect to the center tap. The tap coefficient is stored in a pattern in which the tap coefficient is stored in a pattern that is folded up and down around the tap coefficient position of the 0 shift of the filter waveform at the center tap position. Is inverted with respect to the array of tap coefficients which is not omitted, and is set in the register corresponding to the multiplier.

タップ対応メモリは、タップ対応のタップ係数のビット構成に従った記憶領域をそれぞれ備えていることにより、余分な記憶領域を備える必要がなく、又フィルタ波形をセンタタップに対して対象波形とし、且つセンタタップ位置で折り返したパターンに対するタップ係数を格納することにより、回路規模の縮小を図ることができる。又タップ対応メモリは、それぞれ同一のアドレスにより、フィルタ特性対応のタップ係数を同時に読出して、乗算器対応のレジスタに設定することが可能となり、バッファリングの為のバッファを設ける必要がなく、フィルタ特性の切替えを高速化することが可能となる。   The tap corresponding memory has a storage area according to the bit configuration of the tap coefficient corresponding to the tap, so there is no need to provide an extra storage area, and the filter waveform is the target waveform for the center tap, and By storing the tap coefficient for the pattern folded at the center tap position, the circuit scale can be reduced. The tap-compatible memory can simultaneously read out the tap coefficient corresponding to the filter characteristic by the same address and set it in the register corresponding to the multiplier, and it is not necessary to provide a buffer for buffering. It is possible to speed up the switching.

本発明の実施例1のフィルタ係数格納メモリの説明図である。It is explanatory drawing of the filter coefficient storage memory of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のフローチャート及びシーケンスチャートである。It is the flowchart and sequence chart of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2のディジタル遅延フィルタの特性説明図である。It is characteristic explanatory drawing of the digital delay filter of Example 2 of this invention. タップ対応メモリの説明図である。It is explanatory drawing of a tap corresponding | compatible memory. タップ対応メモリの説明図である。It is explanatory drawing of a tap corresponding | compatible memory. 簡略化して示すディジタルフィルタの説明図である。It is explanatory drawing of the digital filter shown simplified. 従来例のフィルタ係数格納メモリの説明図である。It is explanatory drawing of the filter coefficient storage memory of a prior art example. 従来例のフィルタ係数更新のフローチャート及びシーケンスチャートである。It is the flowchart and sequence chart of filter coefficient update of a prior art example.

本発明のディジタルフィルタは、複数のタップ対応の乗算器と、この乗算器の乗算出力を加算する加算器と、タップ対応のタップ係数をフィルタ特性に対応して複数種類格納したメモリとを含み、フィルタ波形をセンタタップに対して対称の波形とするディジタルフィルタであって、メモリは、複数種類のフィルタ特性に対応したタップ係数をタップ対応にまとめてそれぞれ格納した複数のタップ対応メモリとし、且つセンタタップに対して、フィルタ波形を+方向又は−方向にシフトするタップ係数を格納したパターンを、センタタップ位置で且つフィルタ波形の0シフトのタップ係数位置を中心として上下又は左右に折り返したパターンで、タップ係数を格納した構成を有するものである。   The digital filter of the present invention includes a plurality of tap-capable multipliers, an adder that adds the multiplication outputs of the multipliers, and a memory that stores a plurality of tap-corresponding tap coefficients corresponding to filter characteristics, A digital filter having a filter waveform symmetric with respect to a center tap, wherein the memory is a plurality of tap corresponding memories each storing tap coefficients corresponding to a plurality of types of filter characteristics in a tap-compatible manner, and the center. A pattern in which tap coefficients for shifting the filter waveform in the + direction or the − direction with respect to the tap are stored in a pattern that is folded up and down or left and right around the center tap position and the tap coefficient position of 0 shift of the filter waveform. It has a configuration in which tap coefficients are stored.

図1は、本発明の実施例1のタップ対応メモリの説明図であり、M1〜M5は、ディジタルフィルタのタップTap1〜Tap5対応に設けたタップ対応メモリを示し、タップ係数を乗算する乗算器や加算器は図示を省略している。ディジタルフィルタを5タップ構成とし、そのセンタタップ(Tap3)のタップ係数を16ビット構成とし、隣接したTap2,Tap4のタップ係数を6ビット構成、初段と終段とのTap1,Tap5のタップ係数を3ビット構成とし、それぞれ同一ビット幅の記憶領域を有するタップ対応メモリM1〜M5に分割し、各タップ対応メモリM1〜M5は、それぞれパターン1〜4に対応したタップ係数を格納し、各タップ対応メモリM1〜M5に対するアドレスを共通の0x00〜0x03とする。このタップ対応メモリM1〜M5は、例えば、図6に示す構成のディジタルフィルタのメモリ14に適用することができるものであり、その場合に、タップ対応メモリM1〜M5からパターン対応のアドレスにより同時に読出したタップ係数をバッファリングすることなく、乗算器対応のレジスタに同時に設定する。   FIG. 1 is an explanatory diagram of a tap correspondence memory according to the first embodiment of the present invention. M1 to M5 denote tap correspondence memories provided for the taps Tap1 to Tap5 of the digital filter. The adder is not shown. The digital filter has a 5-tap configuration, the tap coefficient of its center tap (Tap3) has a 16-bit configuration, the tap coefficients of adjacent Tap2 and Tap4 have a 6-bit configuration, and the tap coefficients of Tap1 and Tap5 at the first stage and the final stage have 3 tap coefficients. Each tap-corresponding memory M1 to M5 has a bit configuration and is divided into tap-corresponding memories M1 to M5 each having a storage area of the same bit width. Each tap-corresponding memory M1 to M5 stores tap coefficients corresponding to patterns 1 to 4, respectively. Addresses for M1 to M5 are assumed to be common 0x00 to 0x03. The tap correspondence memories M1 to M5 can be applied to, for example, the digital filter memory 14 having the configuration shown in FIG. 6, and in this case, the tap correspondence memories M1 to M5 are simultaneously read by the pattern correspondence addresses. The tap coefficients are set simultaneously in the registers corresponding to the multipliers without buffering.

又パターン1〜4にアドレス0x00〜0x03を対応させるものであり、例えば、パターン1のフィルタ特性を必要とする場合、アドレス0x00によりタップ対応メモリM1〜M5をアクセスして、同時にTap1〜Tap5に対するパターン1のタップ係数を同時に読出して、図示を省略している乗算器対応のレジスタに同時に設定することができる。即ち、フィルタ特性の切替えを行う場合に、タップ係数をバッファリングすることなく、同時に設定することができる。それにより、従来例に於けるタップ係数更新時にバッファリングするバッファを不要とし、且つ全タップ係数を同時に更新することができるから、フィルタ特性の切替えを迅速化することができる。   Also, the addresses 0x00 to 0x03 are associated with the patterns 1 to 4, for example, when the filter characteristics of the pattern 1 are required, the tap correspondence memories M1 to M5 are accessed by the address 0x00, and the patterns for the Tap1 to Tap5 at the same time. One tap coefficient can be read simultaneously and set in a register corresponding to a multiplier not shown. That is, when switching filter characteristics, tap coefficients can be set simultaneously without buffering. This eliminates the need for a buffering buffer when updating tap coefficients in the conventional example, and allows all tap coefficients to be updated simultaneously, thereby speeding up switching of filter characteristics.

又5タップのディジタルフィルタ構成の場合、Tap1,Tap5対応の乗算器は、入力データに、タップ対応メモリM1,M5から読出した3ビット構成のタップ係数を乗算する構成とし、Tap2,Tap4対応の乗算器は、入力データに、タップ対応メモリM2,M4から読出した6ビット構成のタップ係数を乗算する構成とし、Tap3対応の乗算器は、入力データに、タップ対応メモリM3から読出した16ビット構成のタップ係数を乗算する構成とすることができる。従って、最大ビット数のTap3対応の乗算器に比較して、他のタップ対応の乗算器の乗算ビット数は少なくて済むので、小型化を図ることができる。   In the case of a 5-tap digital filter configuration, the Tap1 and Tap5 compatible multipliers are configured to multiply the input data by the 3-bit configuration tap coefficients read from the tap corresponding memories M1 and M5, and the Tap2 and Tap4 compatible multiplications. The multiplier multiplies the input data by a tap coefficient having a 6-bit configuration read from the tap correspondence memory M2 or M4, and the Tap3 compatible multiplier has a 16-bit configuration read from the tap correspondence memory M3. It can be set as the structure which multiplies a tap coefficient. Therefore, the number of multiplication bits of the other tap-compatible multipliers is smaller than that of the Tap3-compatible multiplier with the maximum number of bits, so that the size can be reduced.

又タップ対応メモリM1〜M5の記憶領域の合計は、前述のビット構成の場合、3(ビット)×4(ワード)×2+8(ビット)×4(ワード)×2+16(ビット)×4(ワード)=136(ビット)となる。これに対して、図7に示す従来例のメモリの記憶領域は、最大ビット数に対応した16(ビット)×20(ワード)=320(ビット)となるから、本発明の実施例1によれば、従来例に比較して約40%に記憶容量を削減することができる。このように、タップ係数を格納するメモリの記憶容量の削減により、メモリの占有面積の縮小及びディジタルフィルタを構成する乗算器の規模の縮小が可能となり、従って、ディジタルフィルタを集積回路化する場合に有利となる。なお、ディジタルフィルタのタップ数は、通常は5タップ以上の場合が多いから、そのタップ数に対応したメモリ構成とし、且つ各タップの係数のビット構成に対応した記憶容量を有するメモリ構成とするものである。   The total storage area of the tap correspondence memories M1 to M5 is 3 (bits) × 4 (words) × 2 + 8 (bits) × 4 (words) × 2 + 16 (bits) × 4 (words) in the above-described bit configuration. = 136 (bits). On the other hand, the storage area of the memory of the conventional example shown in FIG. 7 is 16 (bits) × 20 (words) = 320 (bits) corresponding to the maximum number of bits. Therefore, according to the first embodiment of the present invention. For example, the storage capacity can be reduced to about 40% compared to the conventional example. Thus, the reduction in the memory capacity of the memory for storing the tap coefficients enables the reduction of the area occupied by the memory and the reduction of the scale of the multiplier constituting the digital filter. Therefore, when the digital filter is integrated. It will be advantageous. Since the number of taps of the digital filter is usually 5 taps or more, the memory configuration corresponding to the number of taps and the memory configuration corresponding to the bit configuration of the coefficient of each tap are used. It is.

図2は、本発明の実施例1のフローチャート(A)及びシーケンスチャート(B)を示すもので、同図の(A)に示すフローチャートに於いて、フィルタ係数更新処理開始により(1)、フィルタ係数読出し、即ち、タップ対応メモリM1〜M5に対してパターン1〜パターン4に対応した1個のアドレスにより同時にリードアクセスを行う(2)。それにより、同時に読出されたタップ係数を、それぞれ乗算器対応のレジスタに同時に設定し、フィルタ係数更新処理完了となる(3)。   FIG. 2 shows a flowchart (A) and a sequence chart (B) of Embodiment 1 of the present invention. In the flowchart shown in FIG. Coefficient reading, that is, read access is simultaneously performed to the tap correspondence memories M1 to M5 by one address corresponding to the patterns 1 to 4 (2). As a result, the simultaneously read tap coefficients are simultaneously set in the registers corresponding to the multipliers, and the filter coefficient updating process is completed (3).

又図2の(B)に於いて、パターン対応のリードアドレスを制御部から入力すると、タップ対応メモリM1〜M5からTap1〜Tap5対応のタップ係数を同時に読出してディジタルフィルタの乗算器対応のレジスタに設定するから、直ちに新フィルタ係数に基づいたフィルタ処理を開始することが可能となる。   In FIG. 2B, when a read address corresponding to the pattern is input from the control unit, tap coefficients corresponding to Tap1 to Tap5 are simultaneously read from the tap corresponding memories M1 to M5 and stored in a register corresponding to the multiplier of the digital filter. Since the setting is made, it becomes possible to immediately start the filtering process based on the new filter coefficient.

図3は、本発明の実施例2のディジタルフィルタの特性説明図であり、タップ係数の選択により、出力波形として、前後にシフト可能となるものであり、17タップ構成を有する場合を示すものであるが、乗算器と加算器とタップ係数保持のレジスタとは図示を省略している。図3の(A)はインパルス応答のフィルタ波形を示し、センタタップの位置を中心とした左右対称の波形を有する場合を示す。又図示のフィルタ波形のフィルタ特性の場合のタップ係数群を+0/16とすると、+1/16のタップ係数に切替えることにより、左側にシフトしたフィルタ波形の特性となり、反対に、−1/16のタップ係数に切替えると、右側にシフトしたフィルタ波形の特性となる。このディジタルフィルタは、ディジタル遅延フィルタと称されるものである。   FIG. 3 is an explanatory diagram of the characteristics of the digital filter according to the second embodiment of the present invention, and shows a case where the output waveform can be shifted back and forth by selection of the tap coefficient and has a 17-tap configuration. However, the multiplier, the adder, and the tap coefficient holding register are not shown. FIG. 3A shows a filter waveform of an impulse response, and shows a case where the waveform has a symmetrical waveform around the center tap position. Also, if the tap coefficient group in the case of the filter characteristics of the illustrated filter waveform is +0/16, switching to the tap coefficient of +1/16 results in the characteristics of the filter waveform shifted to the left side. When switched to the tap coefficient, the filter waveform characteristic shifted to the right side is obtained. This digital filter is called a digital delay filter.

又図3の(B)は、センタタップの左右対称位置のタップ係数の配列を示し、又図3の(C)は、tap0〜tap16のタップ係数を、+0/16(0遅延)の場合を中心に、+7/16,−8/16の場合の配列を示す。即ち、17タップのディジタルフィルタに於けるタップ係数を格納したメモリ構成は、(C)に示すパターンを有することになる。このセンタタップのtap8のタップ係数のビット構成を最大とすると、左右対称形のタップ係数のビット構成はフィルタ波形に対応した構成となる。このタップ係数を格納したメモリは、図1について説明したように、タップ対応にそれぞれのタップ係数のビット構成に従った記憶容量のタップ対応メモリ構成とし、全タップに対するタップ係数を同時に読出して、図示を省略した乗算器対応のレジスタに設定して、フィルタ特性の切替えを行うことができる。この場合のタップ係数を格納したタップ対応メモリは、従来例では、最大ビット構成のタップ係数に相当するビット幅の記憶容量とすることになるが、本発明の実施例によれば、各タップ係数のビット数対応のタップ対応メモリの構成に分割するから、全体としての記憶容量を大幅に削減することができる。又1回のタップ係数の読出しの処理により、乗算器対応のレジスタに同時にタップ係数を設定して、フィルタ特性の切替えを行うことができる。   3B shows an arrangement of tap coefficients at the symmetrical positions of the center tap, and FIG. 3C shows a case where tap coefficients of tap0 to tap16 are +0/16 (0 delay). The arrangement in the case of +7/16, -8/16 is shown in the center. That is, the memory configuration storing the tap coefficients in the 17-tap digital filter has the pattern shown in (C). When the bit configuration of the tap coefficient of tap 8 of the center tap is maximized, the bit configuration of the left-right symmetric tap coefficient is a configuration corresponding to the filter waveform. As described with reference to FIG. 1, the memory storing the tap coefficients has a memory capacity tap corresponding memory configuration in accordance with the bit configuration of each tap coefficient corresponding to the tap, and simultaneously reads the tap coefficients for all the taps. The filter characteristics can be switched by setting a register corresponding to a multiplier in which is omitted. In this case, the tap correspondence memory storing the tap coefficient in this case has a storage capacity with a bit width corresponding to the tap coefficient of the maximum bit configuration. According to the embodiment of the present invention, each tap coefficient Therefore, the overall storage capacity can be greatly reduced. Further, by one tap coefficient reading process, the filter coefficient can be switched by simultaneously setting the tap coefficient in the register corresponding to the multiplier.

又図3の(C)に於けるセンタタップtap8の両側のtap7,tap9のタップ係数の配列パターンについて矢印で示すように対比した状態を、図3の(B)に示すものであり、上側の曲線は、タップ係数の値を模式的に示すもので、+7/16のタップ係数が大きく、−8/16のタップ係数が小さくなり、両端の+7/16,−8/16のタップ係数を除くと、左右対称形のタップ係数となる。又図3の(C)に於いて、センタタップtap8の+0/16のタップ係数位置に対して、例えば、tap3の+5/16と、tap13の−5/16とが、点線矢印で示すように点対称の関係となる。他のタップ係数に対しても同様な点対称の関係となる。そこで、この点対称関係からタップ係数の配列パターンを折り返した配列パターンとして、タップ係数を格納するメモリの記憶容量を更に半減することができる。   FIG. 3B shows a state in which the tap coefficient arrangement patterns of tap7 and tap9 on both sides of the center tap tap8 in FIG. The curve schematically shows the value of the tap coefficient. The tap coefficient of +7/16 is large, the tap coefficient of -8/16 is small, and the tap coefficients of +7/16 and -8/16 at both ends are excluded. And symmetric tap coefficients. In FIG. 3C, with respect to the tap coefficient position of +0/16 of the center tap tap8, for example, +5/16 of tap3 and −5/16 of tap13 are indicated by dotted arrows. It is a point-symmetrical relationship. The same point-symmetric relationship is obtained for other tap coefficients. Therefore, the storage capacity of the memory for storing the tap coefficients can be further halved as an array pattern obtained by turning back the array pattern of tap coefficients from this point symmetry relationship.

図4は、タップ対応メモリの説明図であり、センタタップtap8を中心とした点対称のタップ係数の配列パターンを利用して、タップ係数を格納するメモリの記憶容量を半減した場合を示す。図3の(C)に示すタップ係数の格納パターンに対して、点線部分を除いた実線で示す領域のタップ対応メモリM0〜M8とすることができる。なお、センタタップ対応のタップ対応メモリM8は、他のタップ対応メモリM0〜M7の半分の+0/16〜−8/16のタップ係数を格納した構成とする。そして、+3/16の遅延特性を得る場合、tap0〜tap7の+3/16のタップ係数を、フィルタのタップtap0〜tap7のタップ係数として設定し、フィルタのタップtap8〜tap16に対しては、+3/16と対称位置の−3/16のタップ係数を、tap8を中心に折り返した関係で設定する。即ち、tap0〜tap8対応の乗算器のレジスタに対して、tap0〜tap8の+3/16のタップ係数を設定し、tap9〜tap16対応の乗算器のレジスタに対して、tap0〜tap7のタップ係数の配列順序を反転したtap7〜tap0のタップ係数の配列順序でそれぞれ設定する。   FIG. 4 is an explanatory diagram of the tap-corresponding memory, and shows a case where the storage capacity of the memory storing the tap coefficients is halved by using an array pattern of point-symmetric tap coefficients centered on the center tap tap8. With respect to the tap coefficient storage pattern shown in FIG. 3C, the tap correspondence memories M0 to M8 in the region indicated by the solid line excluding the dotted line portion can be used. The tap correspondence memory M8 corresponding to the center tap is configured to store tap coefficients of +0/16 to −8/16, which is half of the other tap correspondence memories M0 to M7. When the delay characteristic of +3/16 is obtained, the tap coefficient of +3/16 of tap0 to tap7 is set as the tap coefficient of taps tap0 to tap7 of the filter, and for the taps tap8 to tap16 of the filter, + 3 / 16 and a -3/16 tap coefficient symmetrical to the position are set in a relationship of folding around tap8. That is, a tap coefficient of +3/16 of tap0 to tap8 is set for a register of a multiplier corresponding to tap0 to tap8, and an array of tap coefficients of tap0 to tap7 is set to a register of a multiplier corresponding to tap9 to tap16 The tap coefficients of tap7 to tap0 in which the order is reversed are set in the order of arrangement of tap coefficients.

図5は、図4の場合と異なるフィルタ特性の場合の説明図であり、図5の(A)はタップ対応メモリの構成を示し、図5の(B)は乗算器対応のレジスタにタップ係数を設定する構成の要部を示す。メモリ構成については、図4に示す場合と同一であり、タップ対応メモリM0〜M8の中のタップ対応メモリM0〜M7には、+7/16〜−8/16のタップ係数を格納し、タップ対応メモリM8には+0/16〜−8/16のタップ係数を格納して、タップ対応メモリM0〜M16全体の略半分の記憶容量により構成する。そして、−7/16のタップ係数を設定する場合、タップ対応メモリM0〜M8の−7/16のタップ係数をtap0〜tap8に設定し、タップ対応メモリM0〜M7の+7/16のタップ係数を反転した順序で、tap9〜tap16に設定する。   5A and 5B are explanatory diagrams in the case of filter characteristics different from those in FIG. 4, FIG. 5A shows the configuration of the tap-compatible memory, and FIG. 5B shows the tap coefficient in the register corresponding to the multiplier. The main part of the structure which sets is shown. The memory configuration is the same as that shown in FIG. 4. Tap coefficients M0 to M7 in the tap corresponding memories M0 to M8 store tap coefficients of +7/16 to −8/16, and correspond to taps. The memory M8 stores tap coefficients of +0/16 to −8/16, and is configured with a storage capacity that is substantially half that of the entire tap correspondence memories M0 to M16. When the tap coefficient of −7/16 is set, the tap coefficient of −7/16 of the tap corresponding memory M0 to M8 is set to tap0 to tap8, and the tap coefficient of +7/16 of the tap corresponding memory M0 to M7 is set. In the reversed order, tap9 to tap16 are set.

図5の(B)は、前述のタップ対応メモリM0〜M8と、乗算器(図示せず)対応のレジスタにタップtap0〜tsp16の係数を設定する構成の要部を示し、先ずイネーブル信号EN_Lを、tap0〜tap8対応のレジスタに加え、又タップ対応メモリM0〜M8に、−7/16対応の同一アドレスを加え、タップ対応メモリM0〜M8から同時に読出した−7/16のタップ係数を、tap0〜tap8対応レジスタに同時に設定し、次にイネーブル信号EN_Rを、tap9〜tap16対応のレジスタに加え、又タップ対応メモリM0〜M7に、+7/16対応の同一アドレスを加え、タップ対応メモリM0〜M7から同時に読出した+7/16のタップ係数の配列順序を反転して、tap9〜tap16対応のレジスタに同時に設定する。   FIG. 5B shows the main part of the configuration in which the coefficients of taps tap0 to tsp16 are set in the registers corresponding to the tap correspondence memories M0 to M8 and the multiplier (not shown). First, the enable signal EN_L is set. In addition, the same address corresponding to −7/16 is added to the tap corresponding memories M0 to M8 in addition to the registers corresponding to tap0 to tap8, and the tap coefficient of −7/16 read simultaneously from the tap corresponding memories M0 to M8 is changed to tap0. -Tap8 corresponding register is simultaneously set, then enable signal EN_R is added to tap9-tap16 corresponding register, and the same address corresponding to +7/16 is added to tap corresponding memory M0-M7, and tap corresponding memory M0-M7 The order of the +7/16 tap coefficients read out simultaneously is reversed and stored in the registers corresponding to tap9 to tap16. It is set to.

この場合、タップ係数を格納するタップ対応メモリの総記憶容量を略半減することができるが、タップ係数の読出しの処理は、2回行う必要がある。この場合の1回目の読出設定処理から2回目の読出設定処理までに要する時間を無視できない場合は、1回目に読出したタップ係数をバッファリングすることになるが、その場合でも、バッファ容量は、従来例に比較して半分で済むことになる。又Dual−Portメモリを用いれば、タップ係数の読出しの処理は一回で済む為、バッファリングする必要はない。   In this case, the total storage capacity of the tap corresponding memory for storing the tap coefficient can be substantially halved, but the tap coefficient reading process needs to be performed twice. In this case, when the time required from the first read setting process to the second read setting process cannot be ignored, the tap coefficient read in the first time is buffered. Even in this case, the buffer capacity is Compared to the conventional example, it is half. If a dual-port memory is used, the tap coefficient reading process can be performed only once, so that there is no need for buffering.

又前述のタップ係数を格納するタップ対応メモリについて、略センタタップを中心に右側を省略した場合を示すが、反対に、左側を省略したタップ対応メモリの構成とすることも可能である。又0遅延の+0/16のタップ係数の格納位置を中心に上下何れか一方を省略してメモリ容量を削減することも可能であり、その場合、図4及び図5に示すタップ係数の設定に類似して、省略したタップ対応メモリ側のタップ係数については、省略しない側から読出したタップ係数の配列順序を反転して、乗算器対応のレジスタに設定するものである。例えば、図3の(C)に示すタップ対応メモリの構成の0遅延の+0/16を中心として、下側を省略した場合、+0/16〜+7/16の何れかのタップ係数設定については、タップ対応メモリは、M0〜M16の構成となるから、同一アドレスでタップ対応メモリM0〜M16から同時に読出したタップ係数を、乗算器対応のレジスタに同時に設定することができる。又省略した側の−1/16〜−8/16の何れかのタップ係数設定については、読出したタップ係数の配列順序を反転して、乗算器対応のレジスタに同時に設定することができる。   The tap correspondence memory for storing the tap coefficients described above shows a case where the right side of the center tap is omitted, but conversely, a tap correspondence memory having the left side omitted may be employed. It is also possible to reduce the memory capacity by omitting either the top or bottom centered on the storage location of the 0 delay +0/16 tap coefficient. In this case, the tap coefficient is set as shown in FIGS. Similarly, the tap coefficients on the omitted tap corresponding memory side are set in the multiplier corresponding register by inverting the arrangement order of the tap coefficients read from the non-omitted side. For example, when the lower side is omitted around the 0 delay +0/16 of the configuration of the tap correspondence memory shown in FIG. 3C, for any tap coefficient setting of +0/16 to +7/16, Since the tap correspondence memory has a configuration of M0 to M16, tap coefficients simultaneously read from the tap correspondence memories M0 to M16 at the same address can be set simultaneously in the multiplier correspondence registers. Further, any tap coefficient setting of −1/16 to −8/16 on the omitted side can be simultaneously set in a register corresponding to the multiplier by inverting the arrangement order of the read tap coefficients.

M1〜M5 タップ対応メモリ
Tap1〜Tap5 ディジタルフィルタのタップ
M1-M5 Tap-capable memory Tap1-Tap5 Digital filter tap

Claims (3)

複数のタップ対応の乗算器と、該乗算器の乗算出力を加算する加算器と、前記タップ対応のタップ係数をフィルタ特性に対応して複数種類格納したメモリとを含み、フィルタ波形をセンタタップに対して対称の波形とするディジタルフィルタに於いて、
前記メモリは、複数種類の前記フィルタ特性に対応したタップ係数をタップ対応にまとめてそれぞれ格納した複数のタップ対応メモリとし、前記センタタップに対して前記フィルタ波形を+方向又は−方向にシフトするタップ係数を格納したパターンを、前記センタタップ位置で且つ前記フィルタ波形の0シフトのタップ係数位置を中心として上下又は左右に折り返したパターンで前記タップ係数を格納した構成を有する
ことを特徴とするディジタルフィルタ。
A plurality of tap-compatible multipliers; an adder that adds the multiplication outputs of the multipliers; and a memory that stores a plurality of tap-corresponding tap coefficients corresponding to filter characteristics, and the filter waveform is a center tap. In a digital filter with a symmetrical waveform,
The memory is a plurality of tap correspondence memories that collectively store tap coefficients corresponding to a plurality of types of filter characteristics in correspondence with taps, and taps that shift the filter waveform in the + direction or the − direction with respect to the center tap. A digital filter having a configuration in which the tap coefficient is stored in a pattern in which the pattern storing the coefficient is folded up and down or left and right around the center tap position and the tap coefficient position of 0 shift of the filter waveform. .
前記メモリを、複数種類の前記フィルタ特性に対応したタップ係数をタップ対応にまとめてそれぞれ格納した複数のタップ対応メモリとし、前記センタタップに対して前記フィルタ波形を+方向又は−方向にシフトするタップ係数を格納したパターンを、前記センタタップ位置で且つ前記フィルタ波形の0シフトのタップ係数位置を中心として左右に折り返したパターンで前記タップ係数を格納した構成とし、該折り返しにより省略した方のタップ係数を、省略しない方のタップ係数の配列に対して反転して、前記乗算器対応のレジスタに設定する構成を有することを特徴とする請求項1記載のディジタルフィルタ。   A tap for shifting the filter waveform in the + direction or the-direction with respect to the center tap, wherein the memory is a plurality of tap correspondence memories each storing tap coefficients corresponding to a plurality of types of filter characteristics in correspondence with the tap. The tap coefficient is stored in a pattern in which the tap coefficient is stored in a pattern folded back to the left and right around the center tap position and the 0-shift tap coefficient position of the filter waveform. 2. The digital filter according to claim 1, wherein: is inverted with respect to an array of tap coefficients that are not omitted and set in a register corresponding to the multiplier. 前記メモリを、複数種類の前記フィルタ特性に対応したタップ係数をタップ対応にまとめてそれぞれ格納した複数のタップ対応メモリとし、前記センタタップに対して前記フィルタ波形を+方向又は−方向にシフトするタップ係数を格納したパターンを、前記センタタップ位置で且つ前記フィルタ波形の0シフトのタップ係数位置を中心として上下に折り返したパターンで前記タップ係数を格納した構成とし、該折り返しにより省略した方のタップ係数を、省略しない方のタップ係数の配列に対して反転して、前記乗算器対応のレジスタに設定する構成を有することを特徴とする請求項1記載のディジタルフィルタ。   A tap for shifting the filter waveform in the + direction or the-direction with respect to the center tap, wherein the memory is a plurality of tap correspondence memories each storing tap coefficients corresponding to a plurality of types of filter characteristics in correspondence with the tap. The tap coefficient is stored in a pattern in which the tap coefficient is stored in a pattern that is folded up and down around the center tap position and the 0-shift tap coefficient position of the filter waveform. 2. The digital filter according to claim 1, wherein: is inverted with respect to an array of tap coefficients that are not omitted and set in a register corresponding to the multiplier.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012085177A (en) * 2010-10-13 2012-04-26 Renesas Electronics Corp Decimator circuit, and operation method for decimator circuit

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