JP3235125B2 - ディジタル信号処理回路 - Google Patents

ディジタル信号処理回路

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JP3235125B2 JP19674691A JP19674691A JP3235125B2 JP 3235125 B2 JP3235125 B2 JP 3235125B2 JP 19674691 A JP19674691 A JP 19674691A JP 19674691 A JP19674691 A JP 19674691A JP 3235125 B2 JP3235125 B2 JP 3235125B2
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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回
路、特にROM(Read Only Memor
y),RAM(Random Access Memo
ry)等の表引きにより係数乗算処理を行なう場合に用
いて有効なディジタル信号処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル信号処理において、係数乗算
処理を行なう必要があり、所望する速度を有する乗算器
が得られない場合には、ROM等の記憶手段の表引きに
より乗算処理を行なうことが多い。
【0003】従来、このような係数乗算処理を行なうた
めに用いられるROMを使用したディジタル信号処理回
路のブロック図を図4に示す。
【0004】図4において、101は被乗数の入力端子
であり、2の補数表現、オフセットバイナリ表現等の符
号付き2進数nビットで表現されている被乗数が入力さ
れる。102は101からの入力信号を入力にして、あ
らかじめ設定された係数を乗算した積mビットを出力す
るROM、103は出力端子である。ROM102に格
納されているデータは、すべての入力信号に対し、あら
かじめ設定された係数を乗算した結果を格納してあり、
n個のデータが存在する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし前述の従来技術
では、被乗数nビットのすべての場合に対し、乗数であ
る係数を乗算した積(すなわち2n個のデータ)を格納
する必要があり、ROMの回路規模が大きく、特に12
ビット、16ビット等の高精度演算を必要とする計測分
野等においては高集積化を図る上で大きな障害となる
等、問題点を有する。 そこで本発明はこのような問題
点を解決するものでその目的とするところは、ROM等
の記憶手段の容量を削減し、高集積化に適した係数乗算
処理を行なうディジタル信号処理回路を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のディジタル信号
処理回路は、記憶手段の表引きにより係数乗算処理を行
なうディジタル信号処理回路において、符号付き2進数
の入力信号を入力し、あらかじめ設定された符号に応じ
て前記入力信号の極性を正転または反転し、前記設定さ
れた符号に応じて正または負のいずれか一方の極性とし
た絶対値のみを情報とする信号を出力する第1の符号制
御手段と、前記入力信号が零か否かを検出し、検出結果
に応じた信号を出力する零検出手段と、前記第1の符号
制御手段の出力信号に応じて、前記第1の符号制御手段
の出力信号とあらかじめ設定された係数との積の値を出
力する記憶手段と、前記記憶手段の出力信号を入力し、
前記入力信号の符号ビットおよび前記設定された係数の
符号に応じて、前記記憶手段の出力信号の極性を正転ま
たは反転して出力する第2の符号制御手段と、前記第2
の符号制御手段の出力信号を入力し、前記零検出手段の
出力信号に応じて、前記第2の符号制御手段の出力信号
あるいは零を出力する選択手段と、を具備することを特
徴とする。
【0007】
【作用】本発明の上記の構成によれば、入力信号すなわ
ち被乗数の符号を制御して、正または負のいずれか一方
の極性の信号にすることおよび入力信号の零を検出する
ことによって、係数乗算処理を行なうための記憶手段の
入力信号の符号ビットを除くことが可能になる。したが
って、被乗数の符号ビットの数をxとすれば、記憶手段
の容量を1/2xにすることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0009】図1は本発明の一実施例を示すディジタル
信号処理回路のブロック図である。1はnビットの被乗
数の入力端子、2は被乗数の符号ビットに応じて入力信
号の符号(極性)を正転または反転して出力する第1の
符号制御手段、3は第1の符号制御手段の(n−1)ビ
ットの出力信号、4は被乗数の1ビットの符号ビット、
5は被乗数が零か検出する零検出手段、6は零検出手段
5の出力信号、7は被乗数とあらかじめ設定された係数
(すなわち乗数)とを乗算して符号ビットを除いた(m
−1)ビットの積を出力する記憶手段であるROM、8
はROM7の出力信号、9は被乗数の符号ビット4およ
び設定された係数の符号に応じてROM7の出力信号の
符号(極性)を正転または反転して出力する第2の符号
制御手段、10は第2の符号制御手段9のmビットの出
力信号、11は零検出手段の出力信号6に応じて、第2
の符号制御手段の出力信号10または零を出力する選択
手段、12はmビットの出力端子である。図1におい
て、被乗数は2の補数表現のnビット(符号ビットはそ
の内1ビット)、被乗数と設定された係数との積を2の
補数表現のmビット(符号ビットはその内1ビット)と
した。
【0010】図1を用いて動作を説明する。入力端子1
から被乗数nビットが入力され、第1の符号制御手段2
において設定された符号に変換される。ここで設定され
た符号とは正または負のいずれか一方の符号であり、変
換とは被乗数が設定された符号と同符号である場合は処
理をせず、被乗数が設定された符号と逆符号である場合
は被乗数に対し絶対値は等しく、符号を反転した数値に
することをいう。第1の符号制御手段2において設定さ
れた符号に変換されるので、符号ビットは情報をもたな
い。したがって、符号ビットを削除しても係数との乗算
処理をするROM7において何ら問題はない。よって、
符号ビットを削除した(n−1)ビットをROM7の入
力にすることができ、被乗数nビットを直接ROMの入
力とした場合に比べ、ROMの容量を1/2に削減でき
る。ROM7において、入力された信号に応じてあらか
じめ計算されている係数との積を選択して出力する。し
かしながらこの出力信号8は、第1の符号制御手段2に
おいて設定された符号と係数の符号によって決まる符号
を持つ信号であり、被乗数の符号と係数の符号の関係に
よって決まる符号を反映していない。そこで、第2の符
号制御手段9において、出力信号8の符号の補正を行な
う。第2の符号制御手段9においては、被乗数の符号ビ
ット4を用いて第1の符号制御手段2において変換を行
なった信号を対象にして第1の符号制御手段2と同様な
変換を出力信号8に対し行なう。また、被乗数が零であ
る場合は第1の符号制御手段2の変換において、被乗数
の負の最大値と同一変換結果を出力するため、ROM7
において両者の区別はできない。そこで、被乗数が零か
検出する零検出手段5と、第2の符号制御手段の出力信
号10または零を出力する選択手段11を用いて、被乗
数が零の場合、出力端子12に零を出力する。第2の符
号制御手段9の変換および選択手段11の処理によっ
て、被乗数と係数の乗算処理は終了し、出力端子12に
演算結果が出力される。
【0011】次に第1および第2の符号制御手段、零検
出手段、選択手段の具体的回路構成を図2および図3に
示し、さらに詳細に説明する。本例において説明を簡単
にするために、被乗数nビットを2の補数表現4ビット
(その内符号ビットは1ビット)とし、ROMにおける
係数乗算処理の係数を1/3とする。また、第1の符号
制御手段において設定された符号は負とする。
【0012】図2は図1の第1の符号制御手段2および
零検出手段5の回路構成図である。21は排他的否定論
理和回路、22は3ビット加算器、23は入力の論理レ
ベルを反転して出力するインバータ、24は零検出手段
である論理和回路、25は、零検出手段の出力信号であ
り、被乗数が零の時、論理レベル「0」が出力される。
D3、D2、D1、D0は被乗数である入力信号であ
り、D3が符号ビットである。A2、A1、A0は加算
器の被加数の入力端子、B2、B1、B0は加算器の加
数の入力端子であり、F(論理レベル「0」)に固定さ
れる。Ciは加算器のキャリー入力端子であり、D3の
反転論理レベルが入力される。S2、S1、S0は加算
器の和の出力端子であり、ROMのAD2、AD1、A
D0に出力される。本例において、正である入力信号は
変換し、負である入力信号は処理しない。したがって、
符号ビットD3の論理レベルが「0」である入力信号の
みを変換して出力する。2の補数表現であるから、逆極
性にするためには、全ビットの論理レベルを反転し、最
下位ビットに「1」を加算することにより得られる。図
2の構成によれば、符号ビットD3が「0」である場合
のみ、排他的否定論理和回路21より、入力信号D2、
D1、D0の反転論理レベルが出力され、キャリー入力
端子Ciに「1」が出力され、符号の変換が行なわれ
る。符号ビットD3が「1」である場合は、排他的否定
論理和回路21からは入力信号D2、D1、D0の論理
レベルが加算器に出力され、キャリー入力端子Ciには
「0」が出力されることにより変換は行なわれない。
【0013】図3は図1の第2の符号制御手段9および
選択手段11の回路構成図である。31は排他的否定論
理和回路、32は4ビット加算器、33はインバータ、
34は零検出手段の出力信号の入力端子、35は選択手
段である論理積回路であり、零検出手段の出力信号の論
理レベルが「0」の時、すなわち被乗数が零の時に零を
出力する。DO2、DO1、DO0はROMの符号ビッ
トを除く出力信号、D3は被乗数の符号ビット、A3、
A2、A1、A0は加算器の被加数の入力端子、B3、
B2、B1、B0は加算器の加数の入力端子であり、F
(論理レベル「0」)に固定される。Ciは加算器のキ
ャリー入力端子、D3の反転論理レベルが入力される。
S3、S2、S1、S0は加算器の和の出力端子であ
り、選択手段に出力される。第2の符号制御手段で行な
われる処理は前述の第1の符号制御手段とほとんど同じ
であり、第1の符号制御手段で変換が行なわれた信号、
すなわち被乗数の符号ビットD3の論理レベルが「0」
に対し、符号の補正を行なう。ここで、本例においては
ROMからの出力信号には符号ビットが含まれない。な
ぜなら、第1の符号制御手段で設定された符号と係数の
符号により、ROMからの出力信号の符号は一義的に決
まるからである。本例においてはROMの符号ビットは
負であるので、符号ビットに相当するビットはT(論理
レベル「1」)に固定している。このようにすること
で、ROMの容量をより一層削減することが可能にな
る。
【0014】以上、図2および図3を用いて動作を説明
してきたが、主な部分の入力信号と、出力信号の関係を
表1に示す。表1において、ROMの入力信号(AD
2、AD1、AD0)および出力信号(DO2、DO
1、DO0)の符号ビット「1」が削除されていること
に注意されたい。また、入力信号の0(10進)および
−8(10進)において、ROMの入力信号、出力信号
は同一であるが、零検出手段および選択手段により、入
力信号0(10進)に対し、出力信号には0(10進)
が出力されるように処理されている。
【0015】
【表1】
【0016】本実施例における記憶手段はROMである
が、RAM等の記憶手段でも良く、また、入力信号を2
の補数表現としたが、符号付き2進数であれば良い。さ
らに、入力信号のビット数および符号ビットのビット数
を限定することはなく、本発明を適用することができ
る。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、入力
信号の符号を第1の符号制御手段において、設定された
符号に変換することおよび零検出手段により、ROM等
の記憶手段への入力信号の符号ビットを除くことがで
き、符号ビットをxとすれば、記憶手段の容量を1/2
xに削減することができるという大きな効果を有する。
また、記憶手段の出力信号の符号ビットも削除すること
が可能であり、記憶手段の容量をさらに小さくできる。
よって、高集積化に適した係数乗算処理を行なうディジ
タル信号処理回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すディジタル信号処理回
路のブロック図である。
【図2】本発明の一実施例を示す第1の符号制御手段2
および零検出手段5の回路構成図である。
【図3】本発明の一実施例を示す第2の符号制御手段7
および選択手段11の回路構成図である。
【図4】従来のディジタル信号処理回路のブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 被乗数の入力端子 2 第1の符号制御手段 3 第1の符号制御手段2の出力信
号 4 被乗数の符号ビット 5 零検出手段 6 零検出手段5の出力信号 7 記憶手段であるROM 8 ROM7の出力信号 9 第2の符号制御手段 10 第2の符号制御手段9の出力
信号 11 選択手段 12 出力端子 21、31 排他的否定論理和回路 22、32 加算器 23、33 インバータ 24 零検出手段である論理和回路 25 零検出手段9の出力信号 34 零検出手段の出力信号の入力
端子 35 選択手段である論理積回路 D3,D2,D1,D0 被乗数の入力端子 A3,A2,A1,A0 加算器の被加数の入力端子 B3,B2,B1,B0 加算器の加数の入力端子 Ci 加算器のキャリー入力端子 S3,S2,S1,S0 加算器の和の出力端子 AD2,AD1,AD0 ROMのアドレス入力 DO2,DO1,DO0 ROMのデータ出力 Y3,Y2,Y1,Y0 符号制御手段の出力端子

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記憶手段の表引きにより係数乗算処理を
    行なうディジタル信号処理回路において、符号付き2進数の入力信号を入力し、あらかじめ設定さ
    れた符号に応じて前記入力信号の極性 を正転または反転
    、前記設定された符号に応じて正または負のいずれか
    一方の極性とした絶対値のみを情報とする信号を出力す
    る第1の符号制御手段と、 前記入力信号が零か否かを検出し、検出結果に応じた信
    号を出力する零検出手段と、 前記第1の符号制御手段の出力信号に応じて、前記第1
    の符号制御手段の出力信号とあらかじめ設定された係数
    との積の値を出力する記憶手段と、前記記憶手段の出力信号を入力し、 前記入力信号の符号
    ビットおよび前記設定された係数の符号に応じて、前記
    記憶手段の出力信号の極性を正転または反転して出力す
    る第2の符号制御手段と、 前記第2の符号制御手段の出力信号を入力し、前記零検
    出手段の出力信号に応じて、前記第2の符号制御手段の
    出力信号あるいは零を出力する選択手段と、を具備する
    ことを特徴とするディジタル信号処理回路。
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