JP2828814B2 - デジタル信号処理装置 - Google Patents

デジタル信号処理装置

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JP2828814B2 JP34453691A JP34453691A JP2828814B2 JP 2828814 B2 JP2828814 B2 JP 2828814B2 JP 34453691 A JP34453691 A JP 34453691A JP 34453691 A JP34453691 A JP 34453691A JP 2828814 B2 JP2828814 B2 JP 2828814B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル信号をあらか
じめ定められたアルゴリズムに従って処理し、目的とす
る出力を得るデジタル信号処理装置に関し、特に、固定
小数点で表現された数字データを処理するデジタル信号
処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、オーディオ信号用のデジタル信号
処理装置(DSP)が開発され、グラフィックイコライ
ザや残響音等の処理が音質の劣化無しにデジタルで簡単
に行えるようになった。即ち、アナログのオーディオ信
号をデジタルに変換し、このデジタル信号に対してDS
P内部で各種の音響効果を実現するための処理を施し、
その結果のデジタル信号を再びアナログ信号に変換する
のである。
【0003】このようなオーディオ信号を取り扱う装置
においてはしばしば対数等のような非線形変換を行う場
合がある。例えば、対数変換をDSPで実現するために
はテーラー近似あるいはチェビシェフ近似などの近似式
に基づいた計算を行わなければならない。この計算のた
めに作られるプログラムは、そのステップが非常に長く
なり、又、時間も多く必要となるため、DSPのプログ
ラム負担を大きくしていた。
【0004】そこで従来は、非線形変換を以下に説明す
る方法によって、プログラム負担の軽減を図っていた。
図2は入力データを対数変換する場合の例であり、入力
をX軸にとり、変換データをY軸にとった場合の対数曲
線を示す。対数曲線とX軸の交点を起点として、20
1、22・・・2n(n=N−1:Nは最上位ビットの
サインビットを除く入力データのビット数)の関係にな
る点をX軸上にプロットする。ここで入力データの固定
小数点表示は、入力データに2-Nを乗じた表示となる。
そして、各プロットされた入力データに対応する曲線上
の点を各々結んだ直線を対数曲線に近似し、各直線の傾
きa0,a1,a2・・・anと各直線のY軸切片b0
1,b 2・・・bnを求める。これら各直線の傾きとY
軸切片のデータは、一対にして、プロットした入力デー
タに関係したROMのアドレスに記憶される。例えば、
サインビットを除くデータが15ビットである場合、2
0(固定小数点表示2-15)に対応する傾きa0とY軸切
片b0は、ROMのアドレス「0」に記憶され、21(固
定小数点表示24)に対応する傾きa1とY軸切片b1
ROMのアドレス「1」に記憶され、各々同様にして、
14(固定小数点表示2-1)に対応する傾きa14とY軸
切片b14は、ROMのアドレス「14」に記憶される。
【0005】このように記憶されたデータを用いて、入
力データを対数変換する場合には、入力データの小数点
以下何ビット目に「1」があるかを判定する。そのため
の操作は、図3に示されるフローによって行う。即ち、
変換すべき入力データをACC(アキュームレータ)に
セットし、このデータを上位ビットに1ビットシフトし
てサインビットを取り除く。その後、ROMのアドレス
レジスタに「n」をセットしACCの最上位ビットが
「1」であるか否かを判定する。「1」である場合に
は、「n」がセットされたアドレスレジスタによってR
OMを読み出し、傾きanとY軸切片bnを取り出す。一
方、最上位ビットが「0」の場合にはアドレスレジスタ
をデクリメント(−1)してACCにセットされた入力
データを上位ビットに1ビットシフトし、再びACCの
最上位ビットが「1」であるか否かを判定する。以上の
動作を繰り返すことによって小数点以下何ビット目に
「1」があるが判別できる。そして、アドレスレジスタ
によって取り出された傾きaiとY軸切片biに基づき、
Y=aiX+biを算出することによって対数変換された
データが得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法によると、入力データの各ビットが「0」か
「1」かを判定するのに、1ビット当り、上位ビットの
判定のステップ、ACCのシフトをするステップ、及
び、アドレスレジスタをデクリメントするステップの3
ステップを要することになる。従って、最大3×Nステ
ップの処理時間が必要となり、多くの処理を行うDSP
にとって、ビット判定だけのために処理時間が長くなる
ことは好ましくなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した点に
鑑みて創作されたものであり、固定小数点で表現された
数字データが保持されるレジスタと、前記数字データの
小数点以下の最上位ビットから最初に「1」が現れるま
でのビット数に応じた非線形変換を行う為のデータを記
憶する記憶手段と、前記レジスタに保持された前記数字
データが印加され、該数字データに基づき前記記憶手段
のアドレスを選択するアドレスデコーダとを備えること
により、数字データから直接必要とするデータを取り出
すことのできるデジタル信号処理装置を提供するもので
ある。
【0008】また、所定のデータを記憶する記憶手段
と、該記憶手段のアドレスを指定するアドレスレジスタ
と、該アドレスレジスタの出力にしたがって前記記憶手
段のアドレスを選択するアドレスデコーダとを備えたデ
ジタル信号処理装置において、前記記憶手段は所定のデ
ータを記憶する第1の領域と固定小数点で表現された数
字データの小数点以下の最上位ビットから最初に「1」
が現れるまでのビット数に応じた非線形変換を行う為の
データを記憶する第2の領域を有すると共に、前記アド
レスデコーダは前記第1の領域を選択する第1のアドレ
スデコーダと前記第2の領域を選択する第2のアドレス
デコーダから構成され、制御信号によって前記第1のア
ドレスデコーダの出力と前記第2のアドレスデコーダの
出力を切り替えて前記記憶手段に印加する切り替え回路
を備え、前記アドレスレジスタに前記数字データが保持
された場合に前記第2のアドレスデコーダが前記第2の
領域を選択することにより、通常のROMのアクセスと
数字データによるROMのアクセスが行えるデジタル信
号処理装置を提供するものである。
【0009】
【作用】上述の手段によれば、レジスタに保持された数
字データはアドレスデコーダによってデコーダされる
が、アドレスデコーダは、数字データの小数点以下の最
上位ビットから最初に「1」が現れるまでのビット数を
デコードし、そのビット数に応じた選択信号を出力する
ため、数字データによってアクセスされる記憶手段のア
ドレスは、小数点以下から最初に「1」が現れるまでの
ビット数に応じたアドレスとなる。従って、アドレスデ
コーダによってアクセスされる各アドレスに、小数点以
下から最初に「1」が現れるまでのビット数に応じた非
線形変換の為のデータを記憶させておくことにより、数
字データから直接所望のデータが得られ、数字データの
各ビットの判定をする必要がなくなる。
【0010】又、通常の記憶手段に第2の記憶領域を設
けると共に第2の記憶領域をアクセスする第2のデコー
ダを設け、アドレスレジスタに数字データがセットされ
た場合には、数字データを第2のデコーダでデコード
し、小数点以下の最上位ビットから最初に「1」が現れ
るまでのビット数に応じた第2のデコーダのデコード出
力で第2の領域のアドレスを選択することにより、通常
の記憶手段とアドレスレジスタを兼用して数字データに
よる記憶手段のアクセスが可能となる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示すブロック図で
あり、1はデータバス、2はアドレスレジスタ、3はロ
ーアドレスデコーダ、4はカラムアドレスデコーダ、5
はビットアドレスデコーダ、6は切り替え回路、7はR
OM、8は制御回路である。
【0012】データバス1は18ビット以上で構成さ
れ、データバス1にはアドレスレジスタ2が接続され
る。アドレスレジスタ2は、18個のD−FFで構成さ
れた18ビット(D0〜D17)のレジスタであり、デー
タバス1に送出されたアドレスデータあるいは数字デー
タを取り込み保持する。ここで、アドレスデータは8ビ
ットで構成され、アドレスレジスタ2の下位8ビットD
0〜D7に保持される。一方、数字データはサインビット
を含めて16ビットで構成されるが、2ビットの制御デ
ータが上位に付加され、合計18ビットがアドレスレジ
スタ2のD0〜D17に保持される。ローアドレスデコー
ダ3は、第1のアドレスデコーダであり、アドレスレジ
スタ2から印加されたビットD0〜D3に基づき、デコー
ダ出力A0〜A15を択一的に選択出力する。また、カラ
ムアドレスデコーダ4は、アドレスレジスタ2から印加
されたビットD4〜D7に基づき、ROM7のカラム選択
信号C 0〜C15を択一的に選択出力する。即ち、アドレ
スレジスタ2の下位8ビットD0〜D7に保持されたアド
レスデータをローアドレスデコーダ3とカラムアドレス
デコーダ4がデコードすることによってROM7のアド
レス指定が行われる。
【0013】一方、ビットアドレスデコーダ5は、第2
のアドレスデコーダを構成するものであり、アドレスレ
ジスタ2から印加されたビットD0〜D14をデコードす
るが、ローアドレスデコーダ3やカラムアドレスデコー
ダ4のデコードと異なり、ビットD14〜D0の上位ビッ
トから何番目に「1」が現れるかをデコードする。即
ち、数字データは16ビットで構成され、最上位ビット
がサインビットであるため、ビットD15とビットD14
間が小数点となり、ビットD14に「1」が現れると、ビ
ットアドレスデコーダ5のデコーダ出力B15が出力さ
れ、ビットD13に「1」が現れるとデコーダ出力B14
出力され、同様にして、ビットD0に「1」が現れると
デコーダ出力B1が出力される。また、ビットD14〜D0
のいずれにも「1」がない場合にはデコーダ出力B0
出力される。
【0014】ローアドレスデコーダ3のデコーダ出力A
15〜A0とビットアドレスデコーダ5のデコーダ出力B
14〜B0は、切り替え回路6に印加され、切り替え回路
6は一方のデコーダ出力を選択して、ROM7のワード
選択信号R0〜R15として出力する。ROM7は、通常
のデータを記憶する第1の領域ROM7−1と、第2の
領域を構成するROM7−2、ROM7−3、及び、R
OM7−4から構成される。ROM7−1は、制御信号
1によってイネーブルになり、ワード選択信号R0〜R
15とカラム選択信号C0〜C15によって一つのアドレス
が選択され、ROM7−2、ROM7−3、及び、RO
M7−4は、ワード選択信号R0〜R15と制御信号X2
3、X4によって一つのアドレスが選択される。ROM
7の一つのアドレスは16ビットで構成され、アドレス
指定されて読み出されたデータはデータバス1に出力さ
れる。ここで、ROM7−2、ROM7−3、及びRO
M7−4には、数字データの小数点以下に「1」が現れ
るまでのビット数に関連するデータ、例えば、ROM7
−2には、数字データの小数点以下に「1」が現れるま
でのビット数を示すデータ、ROM7−3には、図2に
示された直線の傾き、ROM7−4には、図2に示され
た直線のY軸切片の値が記憶される。
【0015】制御回路8は、アドレスレジスタ2から印
加されるビットD17〜D15に従って制御信号EX、
1、X2、X3、及び、X4を出力する回路である。ビッ
トD17とD16は、数字データに付加される制御データで
あり、「D1716」が「00」の場合には、制御信号E
Xによって切り替え回路6を制御しローアドレスデコー
ダ3のデコード出力A0〜A15を選択出力するとともに
制御信号X1によってROM7−1をイネーブルとす
る。従って、この場合には、アドレスレジスタ2のビッ
トD0〜D7に保持されたアドレスデータによる通常のR
OM7のアクセスが行われる。「D1716」が「01」
の場合には、制御信号EXによって切り替え回路6を制
御し、ビットアドレスデコーダ5のデコード出力B0
15を選択出力するとともに制御信号X2によってRO
M7−2のみをイネーブルとする。「D1716」が「1
0」の場合には、制御信号EXによって切り替え回路6
を制御し、ビットアドレスデコーダ5のデコード出力B
0〜B15を選択するとともに制御信号X3によってROM
7−3のみをイネーブルとする。「D1716」が「1
1」の場合は、制御信号EXによって切り替え回路6を
制御しビットアドレスデコーダ5のデコード出力B0
15を選択するとともに制御信号X4によってROM7
−4のみをイネーブルとする。このように、数字データ
に付加された制御データによって切り替え回路6が制御
されるとともにROM7のアドレス領域が制御される。
また、数字データがアドレスレジスタ2に保持された場
合、サインビットD15が「1」、即ち、負の場合には、
制御信号X1、X2、X3、及び、X4の出力が禁止され、
ROM7はディゼーブルになり、データの読み出しが行
われない。
【0016】このように、図1に示されたデジタル信号
処理装置によると、通常のROM7のアクセスを行う場
合には、データバス1を介して8ビットのアドレスデー
タをアドレスレジスタ2の下位8ビットにセットする。
この時、アドレスレジスタ2のビットD17、D16、D15
を「0」にしておく。これより、切り替え回路6はロー
アドレスデコーダ3のデコーダ出力A0〜A15を選択し
てROM7に供給するため、ローアドレスデコーダ3と
カラムアドレスデコーダ4によってROM7の通常のア
クセスがなされる。一方、図2に示された対数変換を行
うような場合には、16ビットの数字データに2ビット
の制御データを付加してアドレスレジスタ2にセットす
ることにより、切り替え回路6はビットアドレスデコー
ダ5のデコード出力B0〜B15を選択出力するため、R
OM7の第2の領域ROM7−2、ROM7−3、ある
いは、ROM7−4のアクセスがなされ、数字データか
ら直接必要とするデータが取り出すことができる。
【0017】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、固定小数
点表示された数字データにおいて小数点以下の最上位ビ
ットから最初に「1」が現れるまでのビット数に対応し
た非線形変換の為のデータをROMに記憶しておき、こ
のROMを数字データで直接アクセスすることができる
ので、数字データの各ビットが「1」であるか否かを判
定するプログラムが不要になり、DSPのプログラム負
担を大幅に軽減できる利点を有する。
【0018】また、通常のデータと、数字データにおけ
る小数点以下の最上位ビットから最初に「1」が現れる
までのビット数に応じた非線形変換の為のデータとをR
OMの第1の領域と第2の領域とに分けて記憶してお
き、ROMをアドレスするアドレスレジスタに通常のア
ドレスデータと数字データをセットできるように構成す
るとともに2種類のアドレスデコーダを切り替えて使用
することにより、従来のDSPに設けられていた回路を
兼用し多少の回路を追加することで、数字データによっ
て直接ROMをアクセスすることのできるDSPを容易
に構成することができる。更に、数字データに制御デー
タを付加することにより、通常のROMのアクセスと数
字データによるアクセスを容易に切り替えることがで
き、プログラムの作成が容易となる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】入力データを対数変換する近似方法を示すグラ
フである。
【図3】図2に示された近似方法を実現するための従来
のステップを示すフロー図である。
【符号の説明】
1 データバス 2 アドレスレジスタ 3 ローアドレスデコーダ 4 カラムアドレスデコーダ 5 ビットアドレスデコーダ 6 切り替え回路 7 ROM 8 制御回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定小数点で表現された数字データが保
    持されるレジスタと、前記数字データの小数点以下の最
    上位ビットから最初に「1」が現れるまでのビット数に
    応じた非線形変換を行う為のデータを記憶する記憶手段
    と、前記レジスタに保持された前記数字データが印加さ
    れ、該数字データに基づき前記記憶手段のアドレスを選
    択するアドレスデコーダとを備えたことを特徴とするデ
    ジタル信号処理回路。
  2. 【請求項2】 所定のデータを記憶する記憶手段と、該
    記憶手段のアドレスを指定するアドレスレジスタと、該
    アドレスレジスタの出力にしたがって前記記憶手段のア
    ドレスを選択するアドレスデコーダとを備えたデジタル
    信号処理装置において、前記記憶手段は所定のデータを
    記憶する第1の領域と固定小数点で表現された数字デー
    タの小数点以下の最上位ビットから最初に「1」が現れ
    るまでのビット数に応じた非線形変換を行う為のデータ
    を記憶する第2の領域を有すると共に、前記アドレスデ
    コーダは前記第1の領域を選択する第1のアドレスデコ
    ーダと前記第2の領域を選択する第2のアドレスデコー
    ダから構成され、制御信号によって前記第1のアドレス
    デコーダの出力と前記第2のアドレスデコーダの出力を
    切り替えて前記記憶手段に印加する切り替え回路を備
    え、前記アドレスレジスタに前記数字データが保持され
    た場合に前記第2のアドレスデコーダが前記第2の領域
    を選択することを特徴とするデジタル信号処理装置。
  3. 【請求項3】 前記アドレスレジスタは、前記数字デー
    タを保持する部分とと少なくとも1ビットの制御データ
    を保持する部分を有し、更に、前記制御データに基づい
    て前記制御信号を発生する制御手段を設け、前記数字デ
    ータと制御データが前記アドレスレジスタに保持された
    場合に、制御手段から出力される前記制御信号により前
    記切り替え回路が制御され、前記第2のアドレスデコー
    ダの出力により第2の領域が選択されることを特徴とす
    る請求項2記載のデジタル信号処理装置。
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