JPH01170111A - Digital signal processor - Google Patents

Digital signal processor

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Publication number
JPH01170111A
JPH01170111A JP32701587A JP32701587A JPH01170111A JP H01170111 A JPH01170111 A JP H01170111A JP 32701587 A JP32701587 A JP 32701587A JP 32701587 A JP32701587 A JP 32701587A JP H01170111 A JPH01170111 A JP H01170111A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
processing
pipeline processing
data
output
bus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32701587A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Abe
誠一 阿部
Toshiyuki Nakao
敏之 中尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP32701587A priority Critical patent/JPH01170111A/en
Publication of JPH01170111A publication Critical patent/JPH01170111A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To execute a pipeline processing without lowering the efficiencies of an ALU and a multiplier by dividing the operation of a digital filter corresponding to a delaying level and executing the pipeline processing in a sampling period unit. CONSTITUTION:A memory 1 to store plural multiplication results, a memory 2 to store plural addition results, a bus for the pipeline processing of an arithmetic operation of sum-of-products, and a bus for the pipeline processing of an arithmetic operation of product-of-sums are provided. The arithmetic operation of the digital filter is divided corresponding to the delaying level, and the pipeline processing is executed in the sampling period unit. Since the pipeline processing in the sampling period unit is executed with the pipeline processing in a man-machine cycle unit, the total processing time of a filter arithmetic operation is made minimum.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディジタルフィルタに係り、特許。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a digital filter and is patented.

データを入力してから出力するまでの時間を短かくする
ディジタルフィルタを構成するのに好適なディジタル・
シグナル・プロセッサに関する。
A digital filter suitable for constructing a digital filter that shortens the time from data input to output.
Regarding signal processors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のDSP(ディジタル・シグナル中プロセッサ)は
1通信分野で幅広(利用されており、第4図に示すよう
にオープンループでディジタルフィルタ、高速フーリエ
変換、音声分析、及び音声合成などのディジタル信号処
理が行われている。そして、最小のハード量で、トータ
ル処理時間を短かくするため第5図に示すような乗算器
4とALU3をパイプライン動作させる積和形ALUに
なっている。これKより、第6図に示すディジタルフィ
ルタを演算する場合、演算l、演算2.演算3は加算と
乗算を並列に実行し、演算1の乗算203と演算2の加
算102や演算2の乗算204と演算3の加算202に
示すような積和演算は、パイプライン処理され、トータ
ルの処理時間が短かくなる。
Conventional DSP (Digital Signal Processor) is used in a wide range of communication fields, and as shown in Figure 4, it is used for open-loop digital signal processing such as digital filters, fast Fourier transform, speech analysis, and speech synthesis. In order to shorten the total processing time with the minimum amount of hardware, the multiplier 4 and ALU 3 are operated in a pipeline as shown in Fig. 5, resulting in a product-sum type ALU. Therefore, when calculating the digital filter shown in FIG. 6, operation 1, operation 2, and operation 3 execute addition and multiplication in parallel, and the multiplication 203 of operation 1, the addition 102 of operation 2, and the multiplication 204 of operation 2 are performed in parallel. The product-sum operation shown in the addition 202 of operation 3 is pipelined and the total processing time is shortened.

なお、この種のDSPとして関連するものには例えば昭
和61年度電子通信部門全国大会講演論文集の81−9
が挙げられる。
In addition, related to this type of DSP is, for example, 81-9 of the 1986 Electronics and Communication Division National Conference Lecture Proceedings.
can be mentioned.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記従来技術は、オープンループで多(使用されている
ため、サンプリング周波数を上げるととすなわちトータ
ル処理時間の短縮について配慮しているが、データを入
力してから出力するまでの遅延時間の短縮について配慮
されておらなかった。
Since the above conventional technology is used in an open loop, it takes into account the reduction of the total processing time by increasing the sampling frequency. It wasn't taken into consideration.

この遅延時間は、オープンループの場合は、大きな問題
が発生しないが、第7図に示すようなサーボ系の補償回
路で使用するディジタルフィルタは。
This delay time does not cause any major problems in the case of an open loop, but it does in the case of a digital filter used in a servo system compensation circuit as shown in FIG.

クローズループで使用するため、ディジタルフィルタの
遅延時間がサーボ系全体の位相余裕を減す問題が有り、
ディジタルフィルタの遅延時間を小さ(する必要がある
Since it is used in a closed loop, there is a problem that the delay time of the digital filter reduces the phase margin of the entire servo system.
It is necessary to reduce the delay time of the digital filter.

本発明の目的は、遅延時間の小さいディジタルフィルタ
の構成が容易なりSPの構成と制御方法を提供すること
kある。
An object of the present invention is to provide an SP configuration and control method that facilitates the configuration of a digital filter with a small delay time.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は1乗算結果を複数個記憶できるメモリと加算
結果を複数個記憶できるメモリと積和演算のパイプライ
ン処理用バスと和積演算のパイプライン処理用バスを設
け、遅延レベルに対応してディジタルフィルタの演算を
分割し、サンプリング周期単位でパイプライン処理する
よ5に制御することにより、達成される。
The above purpose is to provide a memory that can store multiple multiplication results, a memory that can store multiple addition results, a bus for pipeline processing of product-sum operations, and a bus for pipeline processing of sum-product operations, and to provide a memory that can store multiple results of one multiplication, a bus for pipeline processing of sum-of-product operations, and a bus for pipeline processing of sum-of-product operations. This is achieved by dividing the calculation of the digital filter and controlling the pipeline processing in units of sampling periods.

〔作用〕[Effect]

加算結果を複数個記憶できるメモリと和積演算のパイプ
ライン処理用バスにより、和積のパイプライン処理がで
きる。このパイプライン処理は。
A memory capable of storing a plurality of addition results and a bus for pipeline processing of sum-product operations enable pipeline processing of sum-product operations. This pipeline process.

メモリが加算結果を複数個記憶できるため、複数サイク
ル前の加算結果に対する乗算が可能である。
Since the memory can store a plurality of addition results, it is possible to perform multiplication on addition results from several cycles ago.

また1乗算結果を複数個記憶できるメモリと積和演算の
パイプライン処理用バスにより、積和のパイプライン処
理ができる。このパイプライン処理は、メモリが乗算結
果を複数個記憶できるため。
In addition, a memory capable of storing a plurality of results of one multiplication and a bus for pipeline processing of product-sum calculations enable pipeline processing of product-sum operations. This pipeline processing is possible because the memory can store multiple multiplication results.

複数サイクル前の乗算結果に対する加算が可能である。Addition to multiplication results from multiple cycles ago is possible.

これKより、遅延レベルに対応して分割したディジタル
フィルタの演算のサンプリング周期単位のパイプライン
処理をマシンサイクル単位のパイプライン処理で効率よ
く行える。特にサンプリング周期単位のパイプライン処
理は、出力値の計算を最初に行わせ、データを入力して
から出力するまでの遅延時間を最小にする。また、サン
プリング周期単位のパイプライン処理をマシンサイクル
単位のパイプライン処理で行うためフィルタ演算のトー
タル処理時間も最小にできる。
From this K, the pipeline processing of the digital filter calculation divided according to the delay level in units of sampling periods can be efficiently performed by pipeline processing in units of machine cycles. In particular, pipeline processing in sampling period units calculates the output value first and minimizes the delay time from data input to output. Furthermore, since pipeline processing in units of sampling periods is performed by pipeline processing in units of machine cycles, the total processing time for filter calculations can also be minimized.

〔実施例〕〔Example〕

以下1本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図は1本発明のDSPのブロック図であり、2つのL 
S R(Local Storage Registe
rs ) l m2 、ALU3と乗算器4で構成して
いる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1st
The figure is a block diagram of one DSP of the present invention, and two L
SR (Local Storage Register)
rs ) l m2 , an ALU 3 and a multiplier 4.

LSRIは乗算器用のLSRであり、セレクタと4ボー
)RAM(1つの入力ポートと3つの出力ポートを持つ
RAM)で構成している。I、SR1の4ボー)RAM
の書込みデータは、セレクタにより、乗算器4の出力デ
ータかデータバス5のデータの一方が選ばれ、ライトア
ドレスWAA6で指定した位置へ書込む。LSRIのポ
ー)Aの出力は、乗算器40入カへ接続し、リードアド
レスRAA8で指定した位置のデータを出力する。
LSRI is an LSR for multipliers, and is composed of a selector and a 4-baud RAM (RAM with one input port and three output ports). I, 4 baud of SR1) RAM
As the write data, either the output data of the multiplier 4 or the data of the data bus 5 is selected by the selector, and is written to the position specified by the write address WAA6. The output of port A of the LSRI is connected to the input of the multiplier 40, and outputs the data at the position specified by the read address RAA8.

LSRIのポートBの出力は、ALUIの入力に接続し
、リードアドレスRAB9で指定した位置のデータを出
力する。LSRIのポートCの出力は、ALUIの入力
とデータバス5に接続し、リードアドレスRACIOで
指定した位置のデータを出力する。
The output of port B of LSRI is connected to the input of ALUI, and outputs data at the position specified by read address RAB9. The output of port C of LSRI is connected to the input of ALUI and data bus 5, and outputs data at the position specified by read address RACIO.

LSR2はALU用のLSRであり、セレクタと4ボー
)RAMで構成している。LSR2の4ボー)RAMの
書込みデータは、セレクタによりALU3の出力データ
かデータバス5のデータの一方が選ばれ、ライトアドレ
スWAB7で指定した位置へ書込む。LSR2のポート
Dの出力は。
LSR2 is an LSR for ALU, and is composed of a selector and a 4-baud RAM. As the write data of the 4-baud RAM of LSR2, either the output data of ALU3 or the data of data bus 5 is selected by the selector, and is written to the position specified by write address WAB7. The output of port D of LSR2 is.

ALU3の入力に接続され、リードアドレスRAD11
で指定した位置のデータを出力する。LSR2のポー)
Eの出力は乗算器40入力に接続され。
Connected to the input of ALU3, read address RAD11
Outputs the data at the specified position. Poe of LSR2)
The output of E is connected to the multiplier 40 input.

リードアドレスRAE12で指定した位置のデータを出
力する。LSR2のポートFはALU3の入力とデータ
バス5に接続され、リードアドレスRAF13で指定し
た位置のデータを出力する。
Data at the position specified by read address RAE12 is output. Port F of LSR2 is connected to the input of ALU3 and data bus 5, and outputs data at the position specified by read address RAF13.

ALU4はLSRIのポートBの出力又はLSR2のポ
ートDの出力データの一方とLSRIのポートCの出力
又はLSR2のポー)Fの出力の一方のデータ間の演算
を行い、その結果をLSR2へ入力する。
ALU4 performs an operation between one of the output data of port B of LSRI or the output data of port D of LSR2 and the output of port C of LSRI or one of the output data of port F of LSR2, and inputs the result to LSR2. .

乗算器4はLSRIのポー)Aの出力データとLSR2
のポートEの出力データ間の乗算を行い。
Multiplier 4 outputs the output data of LSRI port A and LSR2.
Multiply the output data of port E.

その結果をLSRIへ入力する。Input the result to LSRI.

第2図は、ディジタルフィルタのデータフロー図を遅延
レベルで分割辺した図である。処理は処理A Zoo 
、処理B 200 、と処理C300K分割されている
。処理Aは、加算101 、102で構成され。
FIG. 2 is a diagram in which the data flow diagram of the digital filter is divided by delay level. Processing is Processing A Zoo
, processing B 200 , and processing C 300K. Process A consists of additions 101 and 102.

出力データYを出力する時点に実行する。処理B200
は、加算201 、202と乗算203 、204で構
成され、遅延素子400を介したデータの処理であるた
め、出力データYを出力する1つ前の周期で処理するこ
とが可能である。処理C300は1乗算303゜304
で構成され、遅延素子400 、500を介したデータ
の処理であるため出力データYを出力する2つ前の周期
で処理することが可能である。
Execute at the time when output data Y is output. Processing B200
is composed of additions 201 and 202 and multiplications 203 and 204, and since the data is processed through the delay element 400, it is possible to process the data one cycle before outputting the output data Y. Processing C300 is 1 multiplication 303°304
Since the data is processed through the delay elements 400 and 500, it is possible to process the data two cycles before outputting the output data Y.

第3図は第2図において分割した処理のサンプリング周
期単位のパイプライン処理のタイミ、ング図である。時
刻nt$に入力されたデータX(n)K対する出力Y(
n)は、処理B、処理CがデータX(n)が入力される
前に処理しており、処理Aだけの遅延時間で出力できる
ため遅延時間の小さいディジタルフィルタを構成できる
FIG. 3 is a timing diagram of pipeline processing in sampling period units of the processing divided in FIG. 2. Output Y( for data X(n)K input at time nt$
In case of n), processing B and processing C are processed before the data X(n) is input, and the output can be performed with only the delay time of processing A, so that a digital filter with a small delay time can be constructed.

次に、第1図に示す構成のDSPにおける第3図に示し
たパイプライン動作の処理について説明する。tJl、
8図に示した2段のパイカットフィルタを第1図のDS
Pで実現する場合の動作は第9図に示す処理ステップと
なり、この図に示すように。
Next, the processing of the pipeline operation shown in FIG. 3 in the DSP having the configuration shown in FIG. 1 will be described. tJl,
The two-stage pi-cut filter shown in Fig. 8 is converted into the DS shown in Fig. 1.
The operation when realized by P is the processing steps shown in FIG. 9, as shown in this figure.

サンプリング周期単位のパイプライン処理をALU。ALU performs pipeline processing in sampling period units.

乗算器の効率を落さず処理しており、トータル処理ステ
ップ数とデータを入力してから出力するまでのステップ
数を少なくできることがわかる。したがって、第1図の
DSPにより、遅延時間の小さいディジタルフィルタを
構成できる。
It can be seen that processing is performed without reducing the efficiency of the multiplier, and the total number of processing steps and the number of steps from inputting data to outputting data can be reduced. Therefore, the DSP shown in FIG. 1 can constitute a digital filter with a small delay time.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、サンプリング周期単位のパイプライン
処理をALUと乗算器の効率を落さず処理することがで
きるので、遅延時間の小さいディジタルフィルタを構成
できる効果がある。
According to the present invention, pipeline processing in units of sampling periods can be performed without reducing the efficiency of the ALU and the multiplier, so it is possible to configure a digital filter with a small delay time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は本発
明の処理分割図、第3図は本発明のタイミングチャート
、第4図はオープンループ処理のブロック図、第5図は
積和形ALUのブロック図。 第6図はパイカットフィルタのデータフロー図。 第7図はサーボ系のブロック図、第8図は2段のパイカ
ットフィルタのデータフロー図、第9図は第1図のハー
ドによる第8図のフィルタの動作ステップ図、第10図
は第9図の処理のメモリマツプである。 1.2・・・LSRl   3・・・ALU。 4・・・乗算器、    5・・・データバス、6.7
・・・ライトアドレス。 400 、500・・・遅延素子。 100・・・処理A、    200・・・処理B。 300・・・処理C,1000・・・ディジタル信号処
理。 13・・・レジスタ、14・・・アキエムレータ、10
01・・・補償回路、1002・・・制御対象。 1003・・・センサ部。 発try 晃2目 に 第5図 tsニア>ブリfrltM tv:フイルタ辺し直−nl 第4目 第j月 褐乙囚 易7閃 りθ2 /ふ 第8目 第ヲ目
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a processing division diagram of the present invention, FIG. 3 is a timing chart of the present invention, FIG. 4 is a block diagram of open loop processing, and FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the present invention. A block diagram of a sum-of-products ALU. FIG. 6 is a data flow diagram of a pie-cut filter. Figure 7 is a block diagram of the servo system, Figure 8 is a data flow diagram of a two-stage pie-cut filter, Figure 9 is a step diagram of the operation of the filter in Figure 8 using the hardware in Figure 1, and Figure 10 is a diagram of the operation of the filter in Figure 8. 9 is a memory map of the processing shown in FIG. 1.2...LSRl 3...ALU. 4... Multiplier, 5... Data bus, 6.7
...Light address. 400, 500...delay elements. 100... Processing A, 200... Processing B. 300... Processing C, 1000... Digital signal processing. 13...Register, 14...Akyemureta, 10
01...Compensation circuit, 1002...Controlled object. 1003...Sensor section. Try to start the second Akira 5th ts Near > Buri frltM tv: Filter side straight-nl 4th j Monthly dark blue 7th flash θ2 /fu 8th wo

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、乗算器とALUをパイプライン動作させるディジタ
ル・シグナル・プロセッサにおいて、ALUの計算結果
を複数個記憶できるメモリと該メモリの出力を乗算器に
入力するバスを設けたことを特徴とするディジタル・シ
グナル・プロセッサ。
1. A digital signal processor in which a multiplier and an ALU are operated in a pipeline, characterized in that a memory capable of storing a plurality of calculation results of the ALU and a bus for inputting the output of the memory to the multiplier are provided. signal processor.
JP32701587A 1987-12-25 1987-12-25 Digital signal processor Pending JPH01170111A (en)

Priority Applications (1)

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JP32701587A JPH01170111A (en) 1987-12-25 1987-12-25 Digital signal processor

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JP32701587A JPH01170111A (en) 1987-12-25 1987-12-25 Digital signal processor

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0645699A1 (en) * 1993-09-29 1995-03-29 International Business Machines Corporation Fast multiply-add instruction sequence in a pipeline floating-point processor
JP2007295128A (en) * 2006-04-21 2007-11-08 Daihen Corp Logic integrated circuit and source of circuit for operation thereof, and computer readable recording medium for recording the same

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