JP3180447B2 - ディジタル信号処理装置 - Google Patents

ディジタル信号処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル信号処理装置
に係わり、特に、ディジタルデータをファジイ演算処理
するに好適なディジタル信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ディジタル信号処理装置として
は、処理の高速化が求められており、このような要求に
対処した装置として図11に示される装置が知られてい
る。図11は従来のディジタル信号処理装置(DSP)
の概略を示すものである。図11において、41は命令
ROMであり、各種命令を記憶するようになっている。
42は命令レコーダであり、命令ROM41に記憶され
た命令を解釈して実行するようになっている。43はポ
インタXであり、メモリX44のアドレスを生成するよ
うになっている。44はメモリXであり、各種のデータ
を記憶するために用いられている。45はポインタYで
あり、メモリY46のアドレスを生成するようになって
いる。46はメモリYであり、各種のデータを記憶する
ために用いられている。47は乗算器であり、各種の演
算を高速に実行することができる。48はバレルシフタ
であり、データのシフトを高速に実行することができ
る。49はALUであり加減算及び論理演算等各種演算
を実行することができる。50はレジスタであり、AL
U49が一時的に使う各種演算データを保持することが
できる。51は外部インターフェイスであり、外部装置
とのデータ転送を行うことができる。52,53,5
4,55はそれぞれラッチである。
【0003】以上のように構成されたディジタル信号処
理装置について、以下その動作について説明する。ま
ず、命令ROM41に記憶された命令が読み出され、こ
の命令が命令レコーダ42で解釈されると、その命令に
従って、メモリX44とメモリY46のアドレスが生成
されるとともに、これらのメモリからデータが出力さ
れ、このデータを基に乗算器47及びALU49で各種
の演算が行われる。そして演算が実行されるに従って、
命令ROM41の命令が順次読み出され、読み出された
命令に従ってデータの演算が順番に実行される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のディジタル信号処理装置は、主に乗算、加算、減算
を高速に実行するための構成となっており、最小値、最
大値等の演算を行うときには、比較命令、分岐命令、デ
ータ転送命令等複数の命令を必要とする。特に、ファジ
イ演算等を行うときには、複数の命令を実行するのに多
数の処理を行わなければならず、演算処理を高速にでき
ないという問題があった。
【0005】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、最小値または最大値演算を高速に実行すること
ができるディジタル信号処理装置を提供することを目的
とするものである。
【0006】また本発明の他の目的は、ファジイ演算の
メンバシップ関数を表すデータテーブルによるデータの
変換を高速に実行することができるディジタル信号処理
装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数のデータ伝送路からのデータをそれ
ぞれラッチする複数のラッチ手段と、各ラッチ手段にラ
ッチされたデータを順次取りこみこれらのデータの最小
値または最大値演算を実行する演算手段と、演算手段の
演算結果を保持する保持手段と、保持手段に保持された
データの転送を指令する転送指令手段とを備えているデ
ィジタル信号処理装置を構成したものである。
【0008】また、データを記憶する複数の記憶手段
と、各記憶手段からデータを取り込みこれらのデータの
最小値または最大値演算を実行する第1演算手段と、第
1演算手段の演算結果とこの演算結果とは異なるデータ
を取り込みこれらのデータの最小値または最大値演算を
実行する第2演算手段と、第2演算手段の演算結果を保
持する保持手段と、保持手段に保持されたデータの第2
演算手段への転送を指令する転送指令手段とを備えてい
るディジタル信号処理装置を構成したものである。
【0009】さらに、データテーブルに従ったデータを
記憶する複数の記憶手段と、データを保持する保持手段
と、一方の記憶手段に記憶されたデータと保持手段に保
持されたデータとを取り込み指定のデータを順次保持手
段へ転送するデータ選択手段と、保持手段に保持された
データと他方の記憶手段に記憶されたデータとを取り込
みこれらのデータの最小値または最大値演算を実行する
演算手段と、演算手段の演算結果を指定のデータテーブ
ルに従ったデータに変換するデータ変換制御手段とを備
えているディジタル信号処理装置構成したものである。
【0010】
【作用】本発明は上記した構成によって、最小値、最大
値演算を1命令(1マシンサイクル)で実行することが
できる。
【0011】また、複数の演算手段をパイプライン構成
としたため、最大値−最小値合成を高速に実行すること
ができる。さらに、データテーブルの変換を行うときに
は、入力データとデータテーブル内のしきい値データと
の比較を行い、その比較結果から変換データの転送を同
時に実行することができるため、高速なデータ変換が可
能となる。また入力データに対応するデータテーブルの
位置を同時に求めることもできる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って説明
する。図1は本発明の構成を示すものである。
【0013】図1において、ディジタル信号処理装置
は、ポインタX1、メモリX2、ラッチ(PXLT)
3、ポインタY4、メモリY5、ラッチ(PYLT)
6、ラッチ(CLT)7、ラッチ(DLT)8、演算器
(FALUS)9、ラッチ(ALT)10、ラッチ(B
LT)11、演算器(FALUM)12、汎用レジスタ
13、マルチプレクサ14、ケーブル変換制御器15を
備えて構成されている。ポインタX1は命令レコーダか
らの命令に従ってメモリX2のアドレスを生成し、ポイ
ンタY4はメモリY5のアドレスを生成するようになっ
ている。演算器9はラッチ7,8からのデータを取り込
み、最小値、最大値等の各種演算を行い、演算結果をラ
ッチ11を介して演算器12へ出力するようになってい
る。演算器12はランチ10,11からのデータを取り
込み、これらのデータを基に最小値、最大値演算等各種
演算を行うように構成されている。
【0014】演算器9、演算器12は具体的には、図2
に示されるように、ALU16、零検出器17、符号検
出器18、マルチプレクサ19、FALU制御器20を
備えて構成されている。ALU16はAバスとBバスか
らのデータと取り込み、これらのデータの加減算と論理
演算を行うようになっている。零検出器17はALU1
6出力が零であることを検出し、検出信号をFALU制
御器20へ出力するようになっている。符号検出器18
はALU16出力の符号を検出し、この検出結果をFA
LU制御器20へ出力するようになっている。マルチプ
レクサ19はFALU制御器20からの指令に従って、
ALU16からのデータとAバスとBバスからのデータ
を順次出力するようになっている。FALU制御器20
はFALUの動作を制御するものであり、ALU16に
動作ファンクションを与え、マルチプレクサ19の制御
を行うことができる。そして最小値、最大値演算を行う
ときには、ALU16には減算のファンクションを実行
させ、零検出器17の検出出力と符号検出器18の検出
出力を基に、マルチプレクサ19に対してAバスまたは
Bバスからのデータを選択させるようになっている。
【0015】図3は上記実施例の実行例を示すものであ
り、図3にはデータの転送経路が示されている。以下、
最小値または最大値演算における動作を図3に従って説
明する。まず演算に用いられる2つのデータはAバス、
Bバスよりラッチ10,11を介して演算器12に転送
され、演算器12で最小値または最大値の演算が実行さ
れ、この演算結果がレジスタ13の何れかのレジスタに
書き込まれる。以下、Aバス、Bバスへの転送のソース
を命令で与えると、レジスタ−レジスタ、レジスタ−メ
モリX2、レジスタ13−メモリY5、メモリX2−メ
モリY5間の演算が1命令(1マシンサイクル)で実行
される。
【0016】図4には第2の実行例が示されており、図
4には複数の演算器9,12をパイプライン接続したと
きのデータの転送経路が示されている。ここで、ベクト
ルX=[x1,x2,…,xn]、Y=[y1,y2,
…yn]は、図5に示されるように、メモリX2、メモ
リY5内に連続して記憶されている。そしてここでは、
最大値−最小値合成を以下の式に従って実行することに
ついて説明する。
【0017】X○Y=(x1∧y1)∨(x2∧y2)
∨…∨(xn∧yn) まず、メモリX2の内容xiはAバスよりラッチ7を介
して演算器9へ転送され、メモリY5の内容YiはBバ
スよりラッチ8を介して演算器9へ転送される。そして
各メモリの内容に従った演算が演算器9で行われ、演算
結果がラッチ11へ転送される。このラッチ11には演
算器9で1マシンサイクル毎に演算された結果が保持さ
れており、ラッチ11に演算結果が転送される毎にラッ
チ11に保持された演算結果が演算器12へ転送され
る。演算器12にはレジスタ13のR0に保持されたデ
ータがラッチ10から転送されており、演算器12はラ
ッチ10,11から入力されたデータを基に最大値演算
を実行し、この演算結果をレジスタ13のR0に書き込
む。このときポインタX1、ポインタY4は次のデータ
のアドレスを生成し、このアドレスに従ったデータがメ
モリX2、メモリY5からAバス、Bバスへ出力され、
以下同様の処理が行われる。そしてこれらの演算処理は
以下の式によって表される。 (1)R0←0 (2)BLT←MX(AX0)∧MY(AY0) (3)BLT←MX(AX1)∧MY(AY1)、R0←R0∨BLT ・ ・ (n+2)BLT←MX(AXn)∧MY(AYn)、R0←R0∨BLT (n+3)R0←R0∨BLT このように、本実施例によれば、最大値−最小値合成を
パイプラインで処理しているため、n+3マシンサイク
ルで実行が可能である。なお、最小値−最大値合成も同
様に行うことができる。また上記各式において、∧は最
小値演算において()内の小さい値を返す演算を示し、
∨は最大値演算において、()内の大きい値を返す演算
を示すようになっている。
【0018】図6は第3の実行例を示すものであり、図
6にはデータの転送経路が示されている。ここでは、図
7のデータテーブルによるデータの変換を説明する。こ
のデータテーブルは図8に示されるように、メモリX、
メモリYにデータとして記憶されている。そして入力デ
ータはレジスタ13のR0に保持されている。まず、レ
ジスタ13のR0に保持されたデータがラッチ10を介
して演算器12に転送されるとともに、ポインタX1の
アドレスで指定されたメモリX2のデータがBバス、ラ
ッチ11を介して演算器12に転送されると、両者のデ
ータが演算器12で比較される。そして演算器12の演
算結果がテーブル変換制御器15へ出力されると、デー
タ変換制御器15においてデータテーブルによるデータ
の変換が行われる。この動作は次の(表1)に示される
処理によって行われ、マルチプレクサ14、ラッチ3、
ラッチ6が制御される。同時にポインタX1とポインタ
Y4が1マシンサイクル毎にインクリメントされる。
【0019】
【表1】
【0020】最終的な演算結果はレジスタ13のR0の
値によって異なり、次の(表2)に示されるような値と
なる。またこの場合データテーブル変換は5マシンサイ
クルで実行することができる。
【0021】
【表2】
【0022】次に、第4の実行例について説明する。こ
こでは、図9に示されるデータテーブルの変換について
説明する。このデータテーブルの内容は図10に示され
るメモリX、メモリYにそれぞれ記憶されている。な
お、C4とC3は同じ値に設定されている。またt4は
t3より大きい値に設定されている。またデータの転送
経路及びデータの演算処理は上記第3の実行例と同様で
あり、実行結果も同様であるのでこれらの内容について
は省略する。またこの実行例の場合には、ラッチ3、ラ
ッチ6により入力データが対応するデータテーブルの位
置がわかる。従って、この後、一次近似を使う変換を行
う場合、高速に演算処理を実行することができる。
【0023】なお、上記実施例では、演算器9、演算器
12は最小値、最大値演算を行うものについて述べた
が、各演算器は加減算、乗算、論理演算等も実行するこ
とができる。
【0024】
【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、以下に示す効果を有する。
【0025】(1)演算器に最小値、最大値演算機能を
持たせているため、ファジイ演算等で用いられる最小値
または最大値演算を高速に実行することができる。
【0026】(2)複数の演算手段をパイプライン構成
としているため、最大値−最小値合成、最小値−最大値
合成等のファジイ演算を高速に実行することができる。
【0027】(3)データの比較とその結果によるデー
タ転送を同時に実行できるため、データテーブルによる
データ変換を高速に実行できる。
【0028】(4)データテーブルによるデータ変換に
おいて、入力データが対応するデータテーブルの位置を
高速に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるディジタル信号装置の基本構成
を示すブロック図
【図2】本発明の演算器の構成例を説明するためのブロ
ック図
【図3】本発明の第1の実行例の動作を説明するための
【図4】本発明の第2の実行例の動作を説明するための
【図5】第2の実行例に用いられるメモリの構成説明図
【図6】本発明の第3の実行例の動作を説明するための
【図7】データテーブルの構成説明図
【図8】第3の実行例に用いられるメモリの構成説明図
【図9】本発明の第4の実行例に用いられるデータテー
ブルの構成図
【図10】本発明の第4の実行例に用いられるメモリの
構成説明図
【図11】従来のディジタル信号処理装置のブロック構
成図
【符号の説明】
1 ポインタX 2 メモリX 3 ラッチ(PXLT) 4 ポインタY 5 メモリY 6 ラッチ(PYLT) 7 ラッチ(CLT) 8 ラッチ(BLT) 9 演算器(FALUS) 10 ラッチ(ALT) 11 ラッチ(BLT) 12 演算器(FALUM) 13 汎用レジスタ 14 マルチプレクサ 15 テーブル変換制御器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のデータ伝送路からのデータをそれ
    ぞれラッチする複数のラッチ手段と、各ラッチ手段にラ
    ッチされたデータを順次取りこみこれらのデータの最小
    値または最大値演算を実行する演算手段と、演算手段の
    演算結果を保持する保持手段と、保持手段に保持された
    データの転送を指令する転送指令手段とを備えているデ
    ィジタル信号処理装置。
  2. 【請求項2】 データを記憶する複数の記憶手段と、各
    記憶手段からデータを取り込みこれらのデータの最小値
    または最大値演算を実行する第1演算手段と、第1演算
    手段の演算結果とこの演算結果とは異なるデータを取り
    込みこれらのデータの最小値または最大値演算を実行す
    る第2演算手段と、第2演算手段の演算結果を保持する
    保持手段と、保持手段に保持されたデータの第2演算手
    段への転送を指令する転送指令手段とを備えているディ
    ジタル信号処理装置。
  3. 【請求項3】 データテーブルに従ったデータを記憶す
    る複数の記憶手段と、データを保持する保持手段と、一
    方の記憶手段に記憶されたデータと保持手段に保持され
    たデータとを取り込み指定のデータを順次保持手段へ転
    送するデータ選択手段と、保持手段に保持されたデータ
    と他方の記憶手段に記憶されたデータとを取り込みこれ
    らのデータの最小値または最大値演算を実行する演算手
    段と、演算手段の演算結果を指定のデータテーブルに従
    ったデータに変換するデータ変換制御手段とを備えてい
    るディジタル信号処理装置。
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