JP4280172B2 - バーグラフコード変換方法 - Google Patents

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Description

本発明は、バーグラフコード変換方法に関し、特にデジタル電子回路に使用されるバーグラフコード変換方法に関する。
図7に示すように、従来のデコード回路は入力端子1と出力端子3との間にデジタル変換テーブル2を備えている(特許文献1参照)。入力デジタル信号は入力端子1を通してデジタル変換テーブル2に入力される。デジタル変換テーブル2においては、入力デジタル信号の2進数の値分だけ最小桁のビット(LSB)側から「1」のフラグを立てるデコード処理が実行される。デジタル変換テーブル2から出力されたデコード値は出力端子3を通して外部機器に出力される。
特開平5−218880号公報
上述のデコード回路のデジタル変換デーブル2は入力デジタル信号のビット情報に対して1対1の出力デジタル信号のビット情報を格納している。このため、デジタル変換テーブル2の変換ビット数が増加するに従い、デジタル変換テーブル2の回路規模が増大してしまい、デコード回路の小型化を実現することができないという問題があった。更に、デコード回路の回路規模の増大に伴い、デコード回路において消費電力が増大してしまうという問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、回路規模を縮小して小型化を実現することができるとともに、消費電力を減少することができるバーグラフコード変換方法を提供することを目的とする。
本発明のデコード方法は、2進数の値分だけ最小桁のビット側から1とする入力デジタル信号の前記最小桁のビット情報に基づき、出力デジタル信号のビット配列中の連続「0」配列又は連続「1」配列の境界となる境界ビット情報を生成する段階と、前記最小桁の次桁のビット情報に基づき、前記境界ビット情報の下位又は上位に、連続「0」配列又は連続「1」配列のビット情報を組み合わせて前記出力デジタル信号を生成する段階とを備えた構成を採る。
このデコード方法によれば、入力デジタル信号の最小桁のビット情報に基づき、出力デジタル信号のビット配列中の境界ビット情報を生成した後、入力デジタル信号の次桁のビット情報に基づき、境界ビット情報の下位又は上位に連続配列のビット情報を組み合わせることにより、入力値と出力値とが1対1の、膨大なデジタルデコード情報を有するデジタル変換テーブルを使用しないで、このデジタル変換テーブルと同様な出力デジタル信号を出力することができる。
本発明のデコード方法は、2進数の値分だけ最小桁のビット側から1とする入力デジタル信号の前記最小桁のビット情報に基づき、出力デジタル信号のビット配列中の連続「0」配列又は連続「1」配列の境界となる境界ビット情報を生成する段階と、前記最小桁の次桁のビット情報に基づき、前記境界ビット情報の下位又は上位に、連続「0」配列又は連続「1」配列のビット情報を組み合わせて中間出力デジタル信号を生成する段階と、前記次桁の更に次桁のビット情報に基づき、前記中間出力デジタル信号の下位又は上位に、更に連続「0」配列又は連続「1」配列のビット情報を組み合わせて前記出力デジタル信号を生成する段階とを備えた構成を採る。
このデコード方法によれば、入力デジタル信号の最小桁のビット情報に基づき、出力デジタル信号のビット配列中の境界ビット情報を生成した後、入力デジタル信号の次桁のビット情報に基づき、境界ビット情報の下位又は上位に連続配列のビット情報を組み合わせて中間出力デジタル信号を生成し、そして入力デジタル信号の更に次桁のビット情報に基づき、中間出力デジタル信号の下位又は上位に連続配列のビット情報を組み合わせることにより、入力値と出力値とが1対1の、膨大なデジタルデコード情報を有するデジタル変換テーブルを使用しないで、このデジタル変換テーブルと同様な出力デジタル信号を出力することができる。
本発明のデコード方法は、前記境界ビット情報を生成する段階は、入力デジタル信号の入力値に対して出力デジタル信号の出力値が1対1のデジタル変換テーブルを用いたデコード処理により境界ビット情報を生成する段階である構成を採る。
このデコード方法によれば、入力デジタル信号の桁数が少ない境界ビット情報の生成に、階層処理を使用せずに、入力値と出力値とが1対1の少量のデジタルデコード情報を有し、かつ応答速度の速いデジタル変換テーブルを用いたデコード処理を使用することにより、デコード処理の高速化を実現することができる。
本発明のデコード回路は、2進数の値分だけ最小桁のビット側から1とする入力デジタル信号の前記最小桁のビット情報を0番目、前記最小桁から上位にn番目のビット情報をIN[n]、前記ビット情報IN[n]に基づくデコード処理結果を出力デジタル信号OUT(n)とし、a=2n−1と定義すると、前記ビット情報IN[n]が0の時、(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a)×2a+OUT(n−1)の演算を実行して前記出力デジタル信号OUT(n)を生成し、前記ビット情報IN[n]が1の時、OUT(n−1)×2a+(1×2a+1×2a-1+1×2a-2+…+1×2a-a)の演算を実行して前記出力デジタル信号OUT(n)を生成するデコード回路であって、前記出力デジタル信号OUT(n)のビット配列数をtと定義すると、前記ビット情報IN[n]の入力に基づき、前記出力デジタル信号OUT(n)の(t÷2)番目のビット情報に「0」又は「1」のビット情報を選択する第1のセレクタと、前記出力デジタル信号OUT(n)のt番目から(t÷2)+1番目までのビット情報に、(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a+1)により演算されたビット情報又はn−1番目の出力デジタル信号OUT(n−1)のビット情報を選択する第2のセレクタと、前記出力デジタル信号OUT(n)の(t÷2)−1番目から最小桁のビットまでのビット情報に、前記出力デジタル信号OUT(n−1)のビット情報又は(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a+1)により演算されたビット情報を選択する第3のセレクタとを備えた構成を採る。
この構成によれば、入力デジタル信号のビット情報IN[n]に基づき、出力デジタル信号のビット配列中の連続配列の境界となる境界ビット情報を第1のセレクタにより選択し、境界ビット情報の上位の連続配列のビット情報を第2のセレクタにより選択し、境界ビット情報の下位の連続配列のビット情報を第3のセレクタにより選択し、これらの第1、第2及び第3のセレクタを階層処理を実現する条件分岐回路としたことにより、入力値と出力値とが1対1の、膨大なデジタルデコード情報を有するデジタル変換テーブルを使用しないで、このデジタル変換テーブルと同様な出力デジタル信号を出力することができる。
本発明のデコード回路は、2進数の値分だけ最小桁のビット側から1とする入力デジタル信号の前記最小桁のビット情報を0番目、前記最小桁から上位にn番目のビット情報をIN[n]、前記ビット情報IN[n]に基づくデコード処理結果を出力デジタル信号OUT(n)とし、a=2n−1と定義すると、前記ビット情報IN[n]が0の時、(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a)×2a+OUT(n−1)の演算を実行して前記出力デジタル信号OUT(n)を生成し、前記ビット情報IN[n]が1の時、OUT(n−1)×2a+(1×2a+1×2a-1+1×2a-2+…+1×2a-a)の演算を実行して前記出力デジタル信号OUT(n)を生成するデコード回路であって、前記出力デジタル信号OUT(n)のビット配列数をtと定義すると、前記出力デジタル信号OUT(n)の(t÷2)番目のビット情報を生成し、前記入力デジタル信号IN[n]を出力する手段と、前記出力デジタル信号OUT(n)のt番目から(t÷2)+1番目までのビット情報を生成し、一方の入力端子に前記入力デジタル信号IN[n]が入力されるとともに、他方の入力端子にn−1番目の出力デジタル信号OUT(n−1)が入力される2入力AND回路と、前記出力デジタル信号OUT(n)の(t÷2)−1番目から最小桁のビットまでのビット情報を生成し、一方の入力端子に前記入力デジタル信号IN[n]が入力されるとともに、他方の入力端子に前記出力デジタル信号OUT(n−1)が入力される2入力OR回路とを備えた構成を採る。
この構成によれば、入力デジタル信号のビット情報IN[n]に基づき、このビット情報IN[n]から出力デジタル信号のビット配列中の連続配列の境界となる境界ビット情報を生成し、境界ビット情報の上位の連続配列のビット情報を2入力AND回路により生成し、境界ビット情報の下位の連続配列のビット情報を2入力OR回路により生成し、これらの2入力AND回路、2入力OR回路を階層処理を実現する条件分岐回路としたことにより、入力値と出力値とが1対1の、膨大なデジタルデコード情報を有するデジタル変換テーブルを使用しないで、このデジタル変換テーブルと同様な出力デジタル信号を出力することができる。
本発明のデコード回路は、電流加算型デジタルアナログコンバータの入力デコード回路である構成を採る。
本発明のデコード回路は、第3世代移動体通信システムにおいて使用されるデコード回路である構成を採る。
本発明によれば、回路規模を縮小することにより小型化を実現することができるとともに、消費電力を減少することができるバーグラフコード変換方法を提供することができる。
本発明の骨子は、2進数の値分だけ最小桁のビット側から1とする入力デジタル信号の最小桁のビット情報に基づき、出力デジタル信号のビット配列中の連続配列の境界となる境界ビット情報を生成し、最小桁の次桁のビット情報に基づき、境界ビット情報の下位又は上位に連続配列のビット情報を組み合わせて出力デジタル信号を生成したことである。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
<デコード回路の構成>
本発明の実施の形態1に係るデジタル電子回路に使用されるデコード回路10は、図1に示すように、入力デジタル信号端子11と出力デジタル信号端子12との間に、第1の条件分岐回路20、第2の条件分岐回路21及び第3の条件分岐回路22を備えて構成されている。なお、実施の形態1においては、理解を容易にするために3ビット配列の入力デジタル信号に対して7ビット配列の出力デジタル信号を出力するデコード回路10を例に採り説明するが、本発明は、このビット配列数に限定されるものではなく、後述する実施の形態4に係るデコード回路10のように4ビット配列の入力デジタル信号をデコードする場合や、5ビット配列以上の入力デジタル信号をデコードするデコード回路に適用することができる。
デコード回路10の入力デジタル信号端子11には図2(A)に示す3ビット配列の入力デジタル信号が入力され、出力デジタル信号端子12からは図2(B)に示す7ビット配列の出力デジタル信号が出力される。具体的には、入力デジタル信号「000」の入力に対して出力デジタル信号「0000000」が出力され、入力デジタル信号「001」の入力に対して出力デジタル信号「0000001」が出力され、順次昇順され、最終的に入力デジタル信号「111」の入力に対して出力デジタル信号「1111111」が出力される。
すなわち、デコード回路10は、2進数の値分だけ最小桁のビット(LSB)側から1とする入力デジタル信号を入力し、最小桁のビット情報を0番目、最小桁から上位にn番目のビット情報をIN[n]、ビット情報IN[n]に基づくデコード処理結果を出力デジタル信号OUT(n)とし、a=2n−1と定義すると、ビット情報IN[n]が「0」の時、(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a)×2a+OUT(n−1)の演算を実行して出力デジタル信号OUT(n)を生成し、ビット情報IN[n]が「1」の時、OUT(n−1)×2a+(1×2a+1×2a-1+1×2a-2+…+1×2a-a)の演算を実行して出力デジタル信号OUT(n)を生成する。ここで、nは、実施の形態1において最小桁のビット情報を0番目としているので、自然数0、1、2のいずれかである。
第1の条件分岐回路20は、図1及び図3に示すように、入力デジタル信号端子11に接続され、入力デジタル信号IN[0]つまり最小桁のビット情報が入力されるセレクタ201を備えている。セレクタ201は、入力デジタル信号IN[0]がビット情報「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)としてビット情報「0」が出力され、入力デジタル信号IN[0]がビット情報「1」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)としてビット情報「1」が出力される。なお、実施の形態1においては、入力デジタル信号IN[0]のビット情報「0」又は「1」をそのまま中間出力デジタル信号OUT(0)のビット情報「0」又は「1」としているので、特にセレクタ201を配設せずに、単なる配線としてもよい。
第2の条件分岐回路21は、入力デジタル信号端子11に接続され、入力デジタル信号IN[1]つまり最小桁の次桁のビット情報が入力される第1のセレクタ211、第2のセレクタ212及び第3のセレクタ213を備えている。第2のセレクタ212及び第3のセレクタ213は、更に第1の条件分岐回路20の出力に接続され、中間出力デジタル信号OUT(0)が入力される。
第1のセレクタ211は、第2の条件分岐回路21の中間出力デジタル信号OUT(1)のビット配列数をt=3と定義すると、ビット情報IN[1]の入力に基づき、中間出力デジタル信号OUT(1)の(t÷2)番目のビット情報(実施の形態1ではLSB側から2番目のビット情報[1])として「0」又は「1」のビット情報を選択する。
第2のセレクタ212は、中間出力デジタル信号OUT(1)のt番目から(t÷2)+1番目までのビット情報(実施の形態1ではLSB側から3番目のビット情報[2])として、(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a+1)により演算されたビット情報又はn−1番目の出力デジタル信号OUT(n−1)のビット情報(実施の形態1では中間出力デジタル信号OUT(0)のビット情報)を選択する。
第3のセレクタ213は、中間出力デジタル信号OUT(1)の(t÷2)−1番目から最小桁のビットまでのビット情報(実施の形態1ではLSBのビット情報[0])として、出力デジタル信号OUT(n−1)のビット情報(実施の形態1では中間出力デジタル信号OUT(0)のビット情報)又は(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a+1)により演算されたビット情報を選択する。
第3の条件分岐回路22は、入力デジタル信号端子11に接続され、入力デジタル信号IN[2]つまり最終桁のビット情報が入力される第1のセレクタ221、第2のセレクタ222A〜222C及び第3のセレクタ223A〜223Cを備えている。第2のセレクタ222A〜222C及び第3のセレクタ223A〜223Cは、更に第2の条件分岐回路22の出力に接続され、中間出力デジタル信号OUT(1)が入力される。
第1のセレクタ221は、第3の条件分岐回路22の最終出力デジタル信号OUT(2)のビット配列数をt=7と定義すると、ビット情報IN[2]の入力に基づき、出力デジタル信号OUT(2)の(t÷2)番目のビット情報(実施の形態1ではLSB側から4番目のビット情報[3])として「0」又は「1」のビット情報を選択する。
第2のセレクタ222A〜222Cは、出力デジタル信号OUT(2)のt番目から(t÷2)+1番目までのビット情報(実施の形態1ではLSB側から5番目〜7番目のビット情報[4]〜[6])として、(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a+1)により演算されたビット情報又はn−1番目の出力デジタル信号OUT(n−1)のビット情報(実施の形態1では中間出力デジタル信号OUT(1)のビット情報)を選択する。
第3のセレクタ223A〜223Cは、出力デジタル信号OUT(2)の(t÷2)−1番目から最小桁のビットまでのビット情報(実施の形態1ではLSB〜3番目のビット情報[0]〜[2])として、出力デジタル信号OUT(n−1)のビット情報(実施の形態1では中間出力デジタル信号OUT(1)のビット情報)又は(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a+1)により演算されたビット情報を選択する。
<デコード方法>
次に、上記デコード回路10のデコード方法を図1乃至図3を用いて説明する。
まず最初に、デコード回路10の入力デジタル信号端子11に3ビット配列の入力デジタル信号IN[0]、IN[1]及びIN[2]が入力される。
入力デジタル信号INの最小桁のビットのビット情報が入力デジタル信号IN[0]として第1の条件分岐回路20に入力される。第1の条件分岐回路20においては、セレクタ201によって入力デジタル信号IN[0]が「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)として「0」のビット情報が出力され、入力デジタル信号IN[0]が「1」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)として「1」のビット情報が出力される。中間出力デジタル信号OUT(0)は、最終出力デジタル信号OUT(2)のビット配列中の連続「0」配列又は連続「1」配列の境界となる境界ビット情報である。
入力デジタル信号INの最小桁の次桁のビット情報が入力デジタル信号IN[1]として第2の条件分岐回路21に入力される。第2の条件分岐回路21においては、第1のセレクタ211によって入力デジタル信号IN[1]が「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(1)の2番目のビット情報[1]として「0」が出力され、入力デジタル信号IN[1]が「1」の時、「1」が出力される。
第2の条件分岐回路21においては、更に第2のセレクタ212及び第3のセレクタ213に入力デジタル信号IN[1]及び中間出力デジタル信号OUT(0)が入力される。入力デジタル信号IN[1]が「0」の時、第2のセレクタ212は上記演算を実行して得られた「0」のビット情報を中間出力デジタル信号OUT(1)の3番目のビット情報[2]として出力するとともに、第3のセレクタ213は中間出力デジタル信号OUT(0)を中間出力デジタル信号OUT(1)の最小桁のビット情報[0]として出力する。入力デジタル信号IN[1]が「1」の時、第2のセレクタ212は中間出力デジタル信号OUT(0)を3番目のビット情報[2]として出力するとともに、第3のセレクタ213は上記演算を実行して得られた「1」を最小桁のビット情報[0]として出力する。
すなわち、第2の条件分岐回路21は、入力デジタル信号IN[1]が「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)のビット情報の上位に、第1のセレクタ211から出力されるビット情報と、第2のセレクタ212から出力されるビット情報とを組み合わせたビット情報を有する中間出力デジタル信号OUT(1)を出力することができる。また、第2の条件分岐回路21は、入力デジタル信号IN[1]が「1」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)のビット情報の下位に、第1のセレクタ211から出力されるビット情報と、第3のセレクタ213から出力されるビット情報とを組み合わせたビット情報を有する中間出力デジタル信号OUT(1)を出力することができる。
入力デジタル信号INの更に次桁(最終)のビット情報が入力デジタル信号IN[2]として第3の条件分岐回路22に入力される。第3の条件分岐回路22においては、第1のセレクタ221によって入力デジタル信号IN[2]が「0」の時、最終出力デジタル信号OUT(2)の4番目のビット情報[3]として「0」が出力され、入力デジタル信号IN[2]が「1」の時、「1」が出力される。
第3の条件分岐回路22においては、更に第2のセレクタ222A〜222C及び第3のセレクタ223A〜223Cに入力デジタル信号IN[2]及び中間出力デジタル信号OUT(1)が入力される。入力デジタル信号IN[2]が「0」の時、第2のセレクタ222A〜222Cは上記演算を実行して得られた「0」を最終出力デジタル信号OUT(2)の5番目から7番目までのビット情報[4]〜[6]として出力するとともに、第3のセレクタ223A〜223Cは中間出力デジタル信号OUT(1)を最終出力デジタル信号OUT(2)の最小桁から3番目までのビット情報[0]〜[2]として出力する。
入力デジタル信号IN[2]が「1」の時、第2のセレクタ222A〜222Cは中間出力デジタル信号OUT(1)を最終出力デジタル信号OUT(2)の5番目から7番目までのビット情報[4]〜[6]として出力するとともに、第3のセレクタ223A〜223Cは上記演算を実行して得られた「1」のビット情報を最終出力デジタル信号OUT(2)の最小桁から3番目までのビット情報[0]〜[2]として出力する。
すなわち、第の条件分岐回路22は、入力デジタル信号IN[2]が「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(1)のビット情報の上位に、第1のセレクタ221から出力されるビット情報と、第2のセレクタ222A〜222Cから出力されるビット情報とを組み合わせたビット情報を有する最終出力デジタル信号OUT(2)を出力することができる。また、第の条件分岐回路22は、入力デジタル信号IN[2]が「1」の時、中間出力デジタル信号OUT(1)のビット情報の下位に、第1のセレクタ221から出力されるビット情報と、第3のセレクタ223A〜223Cから出力されるビット情報とを組み合わせたビット情報を有する最終出力デジタル信号OUT(2)を出力することができる。
このように、実施の形態1によれば、入力デジタル信号INの最小桁のビット情報[0]に基づき、出力デジタル信号OUT(2)のビット配列中の境界ビット情報を生成した後、入力デジタル信号INの次桁のビット情報[1]に基づき、境界ビット情報の下位又は上位に「0」配列又は「1」配列のビット情報を組み合わせて中間出力デジタル信号OUT(1)を生成し、そして入力デジタル信号INの更に次桁のビット情報[2]に基づき、中間出力デジタル信号OUT(1)の下位又は上位に連続「0」配列又は連続「1」配列のビット情報を組み合わせることにより、入力値と出力値とが1対1の、膨大なデジタルデコード情報を有するデジタル変換テーブルを使用せずに、このデジタル変換テーブルと同様な出力デジタル信号OUT(2)を出力することができる。更に、デコード回路10は、1つ又は複数のセレクタにより構成された第1の条件分岐回路20〜第3の条件分岐回路22を備え、少量の回路による階層処理をすることにより、デジタル変換テーブルを使用せずに、出力デジタル信号OUT(2)を出力することができる。
従って、デコード回路10において、回路規模を縮小することができるので、小型化することができ、更に小型化に伴い消費電力を減少することができる。具体的には、デジタル変換テーブルを備え、3ビットの入力デジタル信号が入力されるデコード回路に対して、実施の形態1に係るデコード回路10は、約2分の1に回路規模を縮小することができる。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2は、実施の形態1に係るデコード回路10の条件分岐回路に基本論理回路(基本論理素子)を使用し、より一層、回路規模を縮小するようにした例を説明するものである。
<デコード回路の構成>
実施の形態2に係るデコード回路10は、前述の図1及び図4に示すように、入力デジタル信号端子11と出力デジタル信号端子12との間に、第1の条件分岐回路20、第2の条件分岐回路21及び第3の条件分岐回路22を備えて構成されている。すなわち、実施の形態2に係るデコード回路10の基本的なブロック回路構成は、前述の実施の形態1に係るデコード回路10のブロック回路構成と同等である。
第1の条件分岐回路20は、図1及び図4に示すように、入力デジタル信号端子11に接続され、入力デジタル信号IN[0]つまり最小桁のビット情報が入力される。第1の条件分岐回路20は、入力デジタル信号IN[0]がビット情報「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)としてビット情報「0」が出力され、入力デジタル信号IN[0]がビット情報「1」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)としてビット情報「1」が出力される。図4に示すように、実施の形態2においては、入力デジタル信号IN[0]のビット情報「0」又は「1」をそのまま中間出力デジタル信号OUT(0)のビット情報「0」又は「1」として出力する単なる配線として構成されている。なお、第1の条件分岐回路20は、実施の形態1に係るデコード回路10の第1の条件分岐回路20と同様にセレクタ201や論理回路により構成してもよい。
第2の条件分岐回路21は、入力デジタル信号端子11に接続され、入力デジタル信号IN[1]つまり最小桁の次桁のビット情報が入力される2入力AND回路215及び2入力OR回路216を備えている。2入力AND回路215及び2入力OR回路216は、更に第1の条件分岐回路20の出力に接続され、中間出力デジタル信号OUT(0)が入力される。
第2の条件分岐回路21においては、中間出力デジタル信号OUT(1)のビット配列数をt=3と定義すると、出力デジタル信号OUT(1)の(t÷2)番目のビット情報(実施の形態2ではLSB側から2番目のビット情報[1])を生成し、入力デジタル信号IN[1]をそのまま出力する結線を備えている。
2入力AND回路215は、中間出力デジタル信号OUT(1)のt番目から(t÷2)+1番目までのビット情報(実施の形態2ではLSB側から3番目のビット情報[2])を生成し、一方の入力端子に入力デジタル信号IN[1]を入力するとともに、他方の入力端子にn−1番目の出力デジタル信号OUT(n−1)(実施の形態2では中間出力デジタル信号OUT(0))を入力する。
2入力OR回路216は、中間出力デジタル信号OUT(1)の(t÷2)−1番目から最小桁のビットまでのビット情報(実施の形態2ではLSBのビット情報[0])を生成し、一方の入力端子に入力デジタル信号IN[1]を入力するとともに、他方の入力端子に出力デジタル信号OUT(n−1)を入力する。
第3の条件分岐回路22は、入力デジタル信号端子11に接続され、入力デジタル信号IN[2]つまり最終桁のビット情報が入力される2入力AND回路225A〜225C及び2入力OR回路226A〜226Cを備えている。2入力AND回路225A〜225C及び2入力OR回路226A〜226Cは、更に第2の条件分岐回路21の出力に接続され、中間出力デジタル信号OUT(1)が入力される。
第3の条件分岐回路22においては、最終出力デジタル信号OUT(2)のビット配列数をt=7と定義すると、出力デジタル信号OUT(2)の(t÷2)番目のビット情報(実施の形態2ではLSB側から4番目のビット情報[3])を生成し、入力デジタル信号IN[2]をそのまま出力する結線を備えている。
2入力AND回路225A〜225Cは、最終出力デジタル信号OUT(2)のt番目から(t÷2)+1番目までのビット情報(実施の形態2ではLSB側から5番目〜7番目のビット情報[4]〜[6])を生成し、一方の入力端子に入力デジタル信号IN[2]を入力するとともに、他方の入力端子にn−1番目の出力デジタル信号OUT(n−1)(実施の形態2では中間出力デジタル信号OUT(1))を入力する。
2入力OR回路226A〜226Cは、最終出力デジタル信号OUT(2)の(t÷2)−1番目から最小桁のビットまでのビット情報(実施の形態2ではLSBから3番目のビット情報[0]〜[2])を生成し、一方の入力端子に入力デジタル信号IN[2]を入力するとともに、他方の入力端子に出力デジタル信号OUT(n−1)(実施の形態2では中間出力デジタル信号OUT(1))を入力する。
<デコード方法>
次に、上記デコード回路10のデコード方法を図1乃至図4を用いて説明する。
まず最初に、デコード回路10の入力デジタル信号端子11に3ビット配列の入力デジタル信号IN[0]、IN[1]及びIN[2]が入力される。
入力デジタル信号INの最小桁のビットのビット情報が入力デジタル信号IN[0]として第1の条件分岐回路20に入力される。第1の条件分岐回路20においては、入力デジタル信号IN[0]が「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)として「0」のビット情報が出力され、入力デジタル信号IN[0]が「1」の時、「1」のビット情報が出力される。中間出力デジタル信号OUT(0)は最終出力デジタル信号OUT(2)のビット配列中の連続「0」配列又は連続「1」配列の境界となる境界ビット情報である。
入力デジタル信号INの最小桁の次桁のビット情報が入力デジタル信号IN[1]として第2の条件分岐回路21に入力される。第2の条件分岐回路21においては、入力デジタル信号IN[1]がそのまま中間出力デジタル信号OUT(1)の2番目のビット情報[1]として出力される。
第2の条件分岐回路21においては、更に2入力AND回路215及び2入力OR回路216に入力デジタル信号IN[1]及び中間出力デジタル信号OUT(0)が入力される。入力デジタル信号IN[1]が「0」の時、2入力AND回路215はその論理に従い「0」のビット情報を中間出力デジタル信号OUT(1)の最終桁のビット情報[2]として出力するとともに、2入力OR回路216はその論理に従い中間出力デジタル信号OUT(0)を中間出力デジタル信号OUT(1)の最小桁のビット情報[0]として出力する。入力デジタル信号IN[1]が「1」の時、2入力AND回路215はその論理に従い中間出力デジタル信号OUT(0)を最終桁のビット情報[2]として出力するとともに、2入力OR回路216はその論理に従い「1」のビット情報を中間出力デジタル信号OUT(1)の最小桁のビット情報[0]として出力する。
すなわち、第2の条件分岐回路21は、入力デジタル信号IN[1]が「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)のビット情報の上位に、入力デジタル信号IN[1]をそのまま出力したビット情報と、2入力AND回路215から出力されるビット情報とを組み合わせたビット情報を有する中間出力デジタル信号OUT(1)を出力することができる。また、第2の条件分岐回路21は、入力デジタル信号IN[1]が「1」の時、中間出力デジタル信号OUT(0)のビット情報の下位に、入力デジタル信号IN[1]をそのまま出力したビット情報と、2入力OR回路216から出力されるビット情報とを組み合わせたビット情報を有する中間出力デジタル信号OUT(1)を出力することができる。
入力デジタル信号INの更に次桁(最終)のビット情報が入力デジタル信号IN[2]として第3の条件分岐回路22に入力される。第3の条件分岐回路22においては、入力デジタル信号IN[2]がそのまま最終出力デジタル信号OUT(2)の4番目のビット情報[3]として出力される。
更に2入力AND回路225A〜225C及び2入力OR回路226A〜226Cに入力デジタル信号IN[2]及び中間出力デジタル信号OUT(1)が入力される。入力デジタル信号IN[2]が「0」の時、2入力AND回路225A〜225Cはその論理に従い「0」のビット情報を中間出力デジタル信号OUT(2)の5番目から7番目までのビット情報[4]〜[6]として出力するとともに、2入力OR回路226A〜226Cはその論理に従い中間出力デジタル信号OUT(1)を最終出力デジタル信号OUT(2)の最小桁から3番目までのビット情報[0]〜[2]として出力する。
入力デジタル信号IN[2]が「1」の時、2入力AND回路225A〜225Cはその論理に従い中間出力デジタル信号OUT(1)を5番目から7番目までのビット情報[4]〜[6]として出力するとともに、2入力OR回路226A〜226Cはその論理に従い「1」のビット情報を最終出力デジタル信号OUT(2)の最小桁から3番目までのビット情報[0]〜[2]として出力する。
すなわち、第3の条件分岐回路22は、入力デジタル信号IN[2]が「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(1)のビット情報の上位に、入力デジタル信号IN[2]をそのまま出力したビット情報と、2入力AND回路225A〜225Cから出力されるビット情報とを組み合わせたビット情報を有する最終出力デジタル信号OUT(2)を出力することができる。また、第3の条件分岐回路22は、入力デジタル信号IN[2]が「1」の時、中間出力デジタル信号OUT(1)のビット情報の下位に、入力デジタル信号IN[2]をそのまま出力したビット情報と、2入力OR回路226A〜226Cから出力されるビット情報とを組み合わせたビット情報を有する最終出力デジタル信号OUT(2)を出力することができる。
このように、実施の形態2によれば、入力デジタル信号INの最小桁のビット情報[0]に基づき、出力デジタル信号OUT(2)のビット配列中の境界ビット情報を生成した後、入力デジタル信号INの次桁のビット情報[1]に基づき、境界ビット情報の下位又は上位に「0」配列又は「1」配列のビット情報を組み合わせて中間出力デジタル信号OUT(1)を生成し、そして入力デジタル信号INの更に次桁のビット情報[2]に基づき、中間出力デジタル信号OUT(1)の下位又は上位に連続「0」配列又は連続「1」配列のビット情報を組み合わせることにより、入力値と出力値とが1対1の、膨大なデジタルデコード情報を有するデジタル変換テーブルを使用せずに、このデジタル変換テーブルと同様な出力デジタル信号OUT(2)を出力することができる。更に、デコード回路10は、AND回路、OR回路の基本論理素子により構成された第1の条件分岐回路20〜第3の条件分岐回路22を備え、少量の回路による階層処理をすることにより、デジタル変換テーブルを使用せずに、出力デジタル信号OUT(2)を出力することができる。
従って、デコード回路10において、回路規模を縮小することができるので、小型化することができ、更に小型化に伴い消費電力を減少することができる。具体的には、デジタル変換テーブルを備え、3ビットの入力デジタル信号が入力されるデコード回路に対して、実施の形態2に係るデコード回路10は、約4分の1に回路規模を縮小することができる。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3は、前述の実施の形態1又は実施の形態2に係るデコード回路10を条件分岐回路及びデジタル変換テーブルにより構成した例を説明するものである。
<デコード回路の構成>
本発明の実施の形態3に係るデコード回路10は、図5に示すように、入力デジタル信号端子11と出力デジタル信号端子12との間に、デジタル変換テーブル30、第3の条件分岐回路22及び第4の条件分岐回路23を備えて構成されている。デコード回路10は、4ビット配列の入力デジタル信号に対して16ビット配列の出力デジタル信号を出力する。
デジタル変換テーブル30は、入力デジタル信号端子11に接続され、下位の入力デジタル信号IN[0]及びIN[1]つまり最小桁のビット情報及び最小桁の次桁のビット情報の2ビットが入力される。デジタル変換テーブル30は、入力値と出力値とが1対1であるため応答速度が速く、ビット数が少ないため回路規模の増大にあまり影響を与えない。デジタル変換テーブル30においては、2ビットの入力デジタル信号IN[1、0]に対して3ビットの中間出力デジタル信号OUT(1)を出力する。この中間出力デジタル信号OUT(1)は、最終出力デジタル信号OUT(3)のビット配列中の連続「0」配列又は連続「1」配列の境界となる境界ビット情報である。
第3の条件分岐回路22は、入力デジタル信号端子11に接続されるとともに、デジタル変換テーブル30の出力に接続されている。この第3の条件分岐回路22は、前述の実施の形態1又は実施の形態2に係るデコード回路10の第3の条件分岐回路22と同等であるので、ここでの説明は省略する。
第4の条件分岐回路23は、入力デジタル信号端子11に接続されるとともに、第3の条件分岐回路22の出力に接続されている。前述の図3に示す実施の形態1に係るデコード回路10と同様に条件分岐回路をセレクタで構築する場合、第4の条件分岐回路23は、第1のセレクタ221に対応する1個の第1のセレクタと、第2のセレクタ222A〜222Cに対応する7個の第2のセレクタと、第2のセレクタ223A〜223Cに対応する7個の第3のセレクタとを備える。前述の図4に示す実施の形態2に係るデコード回路10と同様に条件分岐回路を論理回路素子で構築する場合、第4の条件分岐回路23は、入力デジタル信号IN[3]をそのまま最終出力デジタル信号OUT(3)の9番目のビット情報[8]として出力する結線と、2入力AND回路225A〜225Cに対応する7個の2入力AND回路と、2入力OR回路226A〜226Cに対応する7個の2入力OR回路とを備える。この第4の条件分岐回路23は、出力デジタル信号端子12に接続され、最終出力デジタル信号OUT(3)を出力する。
<デコード方法>
次に、上記デコード回路10のデコード方法を図5を用いて説明する。
まず最初に、デコード回路10の入力デジタル信号端子11に4ビット配列の入力デジタル信号IN[0]、IN[1]、IN[2]及びIN[3]が入力される。
入力デジタル信号INの最小桁のビット側から下位2ビットのビット情報が入力デジタル信号IN[1,0]としてデジタル変換テーブル30に入力される。デジタル変換テーブル30においては、2ビットのビット情報「00」に対して3ビットのビット情報「000」、ビット情報「01」に対してビット情報「001」、ビット情報「10」に対してビット情報「011」、ビット情報「11」に対してビット情報「111」を持つ中間出力デジタル信号OUT(1)を出力する。
実施の形態3に係るデコード回路10においては、デジタル変換テーブル30が入力デジタル信号INの最小桁及びその次桁のビット情報[1、0]に対して3ビットのビット情報[2〜0]を有する中間出力デジタル信号OUT(1)を生成する。すなわち、このデジタル変換テーブル30は、前述の実施の形態1及び実施の形態2に係るデコード回路10の第1の条件分岐回路20及び第2の条件分岐回路21に相当する。中間出力デジタル信号OUT(1)は最終出力デジタル信号OUT(3)のビット配列中の連続「0」配列又は連続「1」配列の境界となる境界ビット情報である。
第3の条件分岐回路22には、入力デジタル信号INの最小桁から3番目のビット情報が入力デジタル信号IN[2]として入力され、更にデジタル変換テーブル30から出力される中間出力デジタル信号OUT(1)が入力される。第3の条件分岐回路22においては、入力デジタル信号IN[2]が「0」の時、前述の実施の形態1又は実施の形態2に係るデコード回路10と同様に、中間出力デジタル信号OUT(1)のビット情報の上位に「0000」の4ビットのビット情報を組み合わせたビット情報を中間出力デジタル信号OUT(2)として出力する。また、第3の条件分岐回路22においては、入力デジタル信号IN[2]が「1」の時、中間出力デジタル信号OUT(1)のビット情報の下位に「1111」の4ビットのビット情報を組み合わせたビット情報を中間出力デジタル信号OUT(2)として出力する。
第4の条件分岐回路23には、入力デジタル信号INの更に次桁(最終)の4番目のビット情報が入力デジタル信号IN[3]として入力され、更に第3の条件分岐回路22から出力される中間出力デジタル信号OUT(2)が入力される。第4の条件分岐回路23においては、入力デジタル信号IN[3]が「0」の時、中間出力デジタル信号OUT(2)のビット情報の上位に「00000000」の8ビットのビット情報を組み合わせたビット情報を最終出力デジタル信号OUT(3)として出力デジタル信号端子12に出力する。また、第4の条件分岐回路23においては、入力デジタル信号IN[3]が「1」の時、中間出力デジタル信号OUT(2)のビット情報の下位に「11111111」の8ビットのビット情報を組み合わせたビット情報を最終出力デジタル信号OUT(3)として出力デジタル信号端子12に出力する。
このように、実施の形態3によれば、入力デジタル信号INの桁数が少ない境界ビット情報の生成に、階層処理を使用せずに、入力値と出力値とが1対1の少量のデジタルデコード情報を有し、かつ応答速度の速いデジタル変換テーブル30を用いたデコード処理を使用することにより、デコード処理の高速化を実現することができる。
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4は、実施の形態1乃至実施の形態3に係るデコード回路10を電流加算型デジタルアナログコンバータ(DAC)の入力デコード回路として構成した例を説明するものである。
<デコード回路及び電流加算型DACの構成>
実施の形態4に係るデコード回路10の出力デジタル信号端子12は、図6に示すように、電流加算型DAC31の入力デジタル信号端子12としても使用される。この入力デジタル信号端子12には電流加算型DAC31が接続されている。電流加算型DAC31から出力される出力アナログ信号は出力アナログ信号端子13を通して外部機器に出力される。
ここで、デコード回路10は、前述の実施の形態1乃至実施の形態3に係るデコード回路10のいずれかである。デコード回路10の出力デジタル信号OUTは、その具体的な回路構成を省略するが、電流加算型DAC31内部の電流セルマトリックスを構築する各々の電流セルのトランジスタのON/OFF制御を行うスイッチング信号として使用される。
このように、実施の形態4によれば、電流加算型DAC31の入力デコード回路を実施の形態1乃至実施の形態3に係るデコード回路10のいずれかで構築することにより、電流加算型DAC31を含むシステム全体の回路規模を縮小することができるので、システム全体の小型化を実現することができるとともに、小型化に伴い、電流加算型DAC31を含むシステム全体の消費電力を減少することができる。
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5は、実施の形態4に係るデコード回路10及び電流加算型DAC31を含むシステムを、第3世代移動体通信システムの一方式としてのW−CDMA(wideband code division multiple access)方式における端末アナログベースバンド処理内のデジタルアナログ変換回路に使用する。
このように、実施の形態5によれば、W−CDMA方式におけるデジタルアナログ変換回路の回路規模を縮小することができるので、デジタルアナログ変換回路の小型化を実現することができ、この小型化に伴い、デジタルアナログ変換回路の消費電力を減少することができる。
本発明に係るバーグラフコード変換方法は、回路規模を縮小することができるので小型化を実現することができるとともに、消費電力を減少することができるという効果を有し、同様の効果が要求されるデコード方法及びデコード回路に広く適用することができる。
本発明の実施の形態1に係るデコード回路のブロック図 図1に示すデコード回路の入力デジタル信号及び出力デジタル信号のビット配列を示す図 図1に示すデコード回路の論理回路図 本発明の実施の形態2に係るデコード回路の論理回路図 本発明の実施の形態3に係るデコード回路のブロック図 本発明の実施の形態4に係るデコード回路のブロック図 従来のデコード回路のブロック図
符号の説明
10 デコード回路
11 入力デジタル信号端子
12 出力デジタル信号端子又は入力デジタル信号端子
13 出力アナログ信号端子
20 第1の条件分岐回路
21 第2の条件分岐回路
201、211、221 第1のセレクタ
212、222A〜222C 第2のセレクタ
213、223A〜223C 第3のセレクタ
215、225A〜225C AND回路
216、226A〜226C OR回路
22 第3の条件分岐回路
23 第4の条件分岐回路
30 デジタル変換テーブル
31 電流加算型DAC

Claims (1)

  1. 2進数の値の重み分だけ最小桁のビット側から1とするバーグラフコード変換方法であって、
    2進数の値の重み分だけ最小桁のビット側から1とする入力デジタル信号の前記最小桁のビット情報を0番目、前記最小桁から上位にn番目のビット情報をIN[n]、前記ビット情報IN[n]に基づくデコード処理結果を出力デジタル信号OUT(n)とし、a=2n−1と定義すると、前記ビット情報IN[n]が0の時、
    (0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a)×2a+OUT(n−1)
    の演算を実行して前記出力デジタル信号OUT(n)を生成し、前記ビット情報IN[n]が1の時、
    OUT(n−1)×2a+(1×2a+1×2a-1+1×2a-2+…+1×2a-a)
    の演算を実行して前記出力デジタル信号OUT(n)を生成する場合において、
    前記出力デジタル信号OUT(n)のビット配列数をtと定義すると、前記ビット情報IN[n]の入力に基づき、前記出力デジタル信号OUT(n)の(t÷2)番目のビット情報に「0」又は「1」のビット情報を選択する第1の条件分岐処理ステップと、
    前記出力デジタル信号OUT(n)のt番目から(t÷2)+1番目までのビット情報に、(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a+1)により演算されたビット情報又はn−1番目の出力デジタル信号OUT(n−1)のビット情報を選択する第2の条件分岐処理ステップと、
    前記出力デジタル信号OUT(n)の(t÷2)−1番目から最小桁のビットまでのビット情報に、前記出力デジタル信号OUT(n−1)のビット情報又は(0×2a+0×2a-1+0×2a-2+…+0×2a-a+1)により演算されたビット情報を選択する第3の条件分岐処理ステップとを順次実行することを特徴とするバーグラフコード変換方法
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