JPH01305714A - Digital filter - Google Patents

Digital filter

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JPH01305714A
JPH01305714A JP13800188A JP13800188A JPH01305714A JP H01305714 A JPH01305714 A JP H01305714A JP 13800188 A JP13800188 A JP 13800188A JP 13800188 A JP13800188 A JP 13800188A JP H01305714 A JPH01305714 A JP H01305714A
Authority
JP
Japan
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serially
data
digital
bit
filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP13800188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sumitaka Takeuchi
竹内 澄高
Masatoshi Kimura
雅俊 木村
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH01305714A publication Critical patent/JPH01305714A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate S/P conversion and to reduce a circuit area even in a high-order digital filter by serially accumulating and adding the multiplied result of digital data which are serially inputted and a filter coefficient. CONSTITUTION:Data rate conversion circuits 3a-3d multiply digital data which have serially been inputted and the filter coefficient and generate serial outputs by the conversion of the data rate of digital data. Digital data are serially accumulated and added by one bit adders 4a and 4b, and accumulated data are serially accumulated and added by a one bit adder 4c. The digital filter serially operates the sum of products by using digital data which have serially been inputted and the filter coefficient shown by 2<m>.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデジタルフィルタに関し、特に、デジタルデー
タがシリアルに入力されるデジタルフィルタに関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a digital filter, and particularly to a digital filter to which digital data is serially input.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は、従来のF I R(Finite Impu
lse Re5−ponse)型デジタルフィルタの一
構成例を示すブロック系統図である。第3図において、
lはデジタルデータが人力される入力端子、2は累積結
果が出力される出力端子、10a〜10dはフィルタ係
数a w dが入力される入力端子、20はデジタルフ
ィルタ、21はシリアル−パラレル変換回路、22a〜
22cはnビットレジスタ、23a〜23dはmxnビ
ットの乗算器、24は累積加算器である。
FIG. 3 shows a conventional FIR (Finite Impu
FIG. 2 is a block system diagram showing an example of a configuration of a digital filter of the type digital filter. In Figure 3,
1 is an input terminal to which digital data is manually entered, 2 is an output terminal to which cumulative results are output, 10a to 10d are input terminals to which filter coefficients aw and d are input, 20 is a digital filter, and 21 is a serial-parallel conversion circuit. , 22a~
22c is an n-bit register, 23a to 23d are mxn-bit multipliers, and 24 is an accumulator.

第3図において、入力端子1からシリアルに入力された
nビットのデジタルデータは、シリアル−パラレル変換
回路21によってnビットのパラレルのデジタルデータ
に変換される。シリアル−パラレル変換回路21の出力
はデジタルフィルタ20にパラレルに与えられる。この
デジタルフィルタ20はnビットレジスタ22a〜22
cと、mビットのフィルタ係数との乗算を行なう乗算器
23a〜23dと、乗算結果を累積加算するための累積
加算器24とで構成され、デジタルデータの積和演算を
行なう。
In FIG. 3, n-bit digital data serially input from the input terminal 1 is converted into n-bit parallel digital data by a serial-parallel conversion circuit 21. In FIG. The output of the serial-parallel conversion circuit 21 is applied to a digital filter 20 in parallel. This digital filter 20 includes n-bit registers 22a to 22.
It is comprised of multipliers 23a to 23d that perform multiplication of C and m-bit filter coefficients, and an accumulator 24 that cumulatively adds the multiplication results, and performs a product-sum operation of digital data.

nビットレジスタ22a〜22cはそれぞれ、入力され
たデジタルデータを1サンプル期間遅延させるものであ
り、シリアル−パラレル変換回路21の出力に対して縦
続に接続されている。乗算器238〜23dはそれぞれ
、その一方の入力にシリアル−パラレル変換回路21の
出力、nビットレジスタ22aの出力、nビットレジス
タ22bの出力、nビットレジスタ22cの出力を受け
、またその他方の入力に入力端子10a〜10dから入
力されたmビットのフィルタ係数a、b、c、dを受け
る。各乗算器23a〜23dは上記−方の入力データと
他方の入力データとの乗算を行なうが、上記フィルタ係
数a、b、c、dを変えることにより、デジタルフィル
タ20のフィルタ特性を変化させることができる。
Each of the n-bit registers 22a to 22c delays input digital data by one sample period, and is connected in cascade to the output of the serial-parallel conversion circuit 21. Each of the multipliers 238 to 23d receives the output of the serial-parallel conversion circuit 21, the output of the n-bit register 22a, the output of the n-bit register 22b, and the output of the n-bit register 22c at one input thereof, and receives the output from the n-bit register 22c at the other input. receives m-bit filter coefficients a, b, c, and d input from input terminals 10a to 10d. Each of the multipliers 23a to 23d multiplies the negative input data by the other input data, and by changing the filter coefficients a, b, c, and d, the filter characteristics of the digital filter 20 can be changed. I can do it.

累積加算器24は上記乗算器23a〜23dの出力の累
積加算を行ない、累積結果がデジタルフィルタ20の出
力として出力端子2からシリアルに出力される。
The cumulative adder 24 cumulatively adds the outputs of the multipliers 23a to 23d, and the cumulative result is serially output from the output terminal 2 as the output of the digital filter 20.

第3図に示すデジタルフィルタ20の伝達関数H(Zl
は次式(11のようになる。なお、次式(1)のZ−n
はnサンプル期間の遅延を表わしている。
The transfer function H (Zl
is as shown in the following equation (11).In addition, Z−n in the following equation (1)
represents a delay of n sample periods.

H(z)=a +b Z−”+c Z−”+d Z−’
+ ・・・・・・(1)第4図は、フィルタ係数a、 
 b、  c、 dが2のべき乗で表わされる場合のF
IR型デジタルフィルタの一構成例を示すブロック系統
図゛である。同図において、21.22a〜22cは第
3図のものと同一につき、説明は省略する。31a〜3
1dは2′″で表わされるフィルタ係数との乗算を行な
うためのNビットレジスタである。ここで、2″のフィ
ルタ係数とデジタルデータとの乗算は、デジタルデータ
をmビットシフトすることにより行なうことができる。
H(z)=a +b Z-"+c Z-"+d Z-'
+ ・・・・・・(1) Figure 4 shows the filter coefficient a,
F when b, c, d are expressed as powers of 2
1 is a block system diagram showing an example of the configuration of an IR type digital filter. FIG. In the same figure, 21.22a to 22c are the same as those in FIG. 3, and their explanation will be omitted. 31a-3
1d is an N-bit register for performing multiplication with a filter coefficient represented by 2''. Here, the multiplication of the filter coefficient of 2'' and digital data is performed by shifting the digital data by m bits. I can do it.

累積加算器24は上記Nビットレジスタ31a〜31d
の出力の累積加算を行ない、累積結果がデジタルフィル
タ20の出力として出力端子2からシリアルに出力され
る。
The cumulative adder 24 includes the N-bit registers 31a to 31d.
The cumulative sum of the outputs of is performed, and the cumulative result is serially outputted from the output terminal 2 as the output of the digital filter 20.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のデジタルデータがシリアルに入力されるデジタル
フィルタは以上のように構成されているので、デジタル
データをシリアル−パラレル変換しなければならず、ま
た、デジタルデータとフィルタ係数の乗算結果に応じた
累積加算器が必要となるため、高次のデジタルフィルタ
を実現しようとすると、乗算結果がフィルタの次数と同
じだけ出力され、累積加算器24の回路面積が増大する
という問題があった。
Conventional digital filters in which digital data is serially input are configured as described above, so the digital data must be serial-parallel converted, and the accumulation is performed according to the multiplication result of the digital data and filter coefficients. Since an adder is required, when attempting to realize a high-order digital filter, there is a problem that the multiplication results are output in the same number as the order of the filter, and the circuit area of the cumulative adder 24 increases.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、デジタルデータをシリアルに積
和演算するとともに、高次のデジタルフィルタにおいて
も累積加算器の回路面積を小さくできるデジタルフィル
タを得ることにある。
The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to perform product-sum operations on digital data serially and to reduce the circuit area of the cumulative adder even in high-order digital filters. The goal is to obtain a digital filter.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

このような課題を解決するために本発明によるデジタル
フィルタは、フィルタ係数に応じてシフトされたデジタ
ルデータをデータレートを変えてシリアルに出力するデ
ータレート変換回路と、このデータレート変換回路の出
力を受けデジタルデータをシリアルに累積加算する第1
の1ビット加算器と、この第1の1ビット加算器の出力
を受け累積データをシリアルに累積加算する第2の1ビ
ット加算器と、第1と第2の1ビット加算器のキャリ出
力のための1ビットレジスタとを設けるようにしたもの
である。
In order to solve such problems, the digital filter according to the present invention includes a data rate conversion circuit that serially outputs digital data shifted according to a filter coefficient at a different data rate, and an output of this data rate conversion circuit. The first step is to cumulatively add the received digital data serially.
a 1-bit adder, a second 1-bit adder that receives the output of the first 1-bit adder and serially adds accumulated data, and a carry output of the first and second 1-bit adders. A 1-bit register is provided for this purpose.

〔作用〕[Effect]

本発明によるデジタルフィルタは、シリアルに入力され
るデジタルデータをフィルタ係数に応じてシフトするこ
とにより乗算を行なうとともに、デジタルフィルタの出
力データと同じデータ数になるようにデータレートを変
換してシリアルに出力し、1ビット加算器と1ビットレ
ジスタを用いて累積加算を行なう。
The digital filter according to the present invention multiplies serially input digital data by shifting it according to the filter coefficient, and also converts the data rate so that the number of data is the same as the output data of the digital filter. A 1-bit adder and a 1-bit register are used to perform cumulative addition.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明によるデジタルフィルタの一実施例を示
すブロック系統図である。同図において、■はデジタル
データをシリアルに入力するための入力端子、2はデジ
タルフィルタの出力データをシリアルに出力するための
出力端子、3a〜3dはシリアルに入力されたデジタル
データとフィルタ係数との乗算を行なうとともに、デジ
タルデータのデータレートを変換してシリアルに出力す
るデータレート変換回路、4a、4bは上記データレー
ト変換回路の出力を受け、上記デジタルデータをシリア
ルに累積加算するための1ビット加算器、4cは上記1
ビット加算器4a、4bの出力を受け、累積データをシ
リアルに累積加算するための1ビット加算器、5a〜5
Cは上記1ビット加算器のキャリ出力のための1ビット
レジスタである。このデジタルフィルタは、シリアルに
入力されたデジタルデータと、2°で表わされるフィル
タ係数とを用いて、シリアルに積和演算を行なう。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a digital filter according to the present invention. In the figure, ■ is an input terminal for serially inputting digital data, 2 is an output terminal for serially outputting the output data of the digital filter, and 3a to 3d are serially inputted digital data and filter coefficients. 4a and 4b receive the output of the data rate conversion circuit and serially cumulatively add the digital data. Bit adder, 4c is the above 1
1-bit adders 5a to 5 for receiving the outputs of the bit adders 4a and 4b and serially adding cumulative data;
C is a 1-bit register for the carry output of the 1-bit adder. This digital filter serially performs a product-sum operation using serially input digital data and a filter coefficient expressed by 2 degrees.

データレート変換回路33〜3dは、シリアルに入力さ
れたデジタルデータを1サンプル分遅延させるとともに
、2″で表わされるフィルタ係数に応じてmビットシフ
トすることにより乗算を行ない、デジタルフィルタの出
力データと同じデータ数になるようにデータレートを変
換してシリアルに出力するものであり、入力端子1に対
して縦続に接続されている。そして、1ビット加算器4
Cの累積出力がデジタルフィルタの出力として出力端子
2からシリアルに出力される。また、1ビットレジスタ
5a〜5cは、1サンプル分の累積加算が終了後、ゼロ
にリセットされる。
The data rate conversion circuits 33 to 3d delay the serially input digital data by one sample, and perform multiplication by shifting m bits according to the filter coefficient represented by 2'', and output data from the digital filter. It converts the data rate so that it has the same number of data and outputs it serially, and is connected in cascade to input terminal 1. Then, 1-bit adder 4
The cumulative output of C is serially output from output terminal 2 as the output of the digital filter. Further, the 1-bit registers 5a to 5c are reset to zero after the cumulative addition for one sample is completed.

次に、第2図は、第1図に示すデータレート変換回路3
a〜3dの構成の一例を示すブロック系統図である。こ
こで、シリアルに入力されるデジタルデータをnビット
、デジタルフィルタの出力データをNビットとし、フィ
ルタの係数が21で表わされるものとする。
Next, FIG. 2 shows the data rate conversion circuit 3 shown in FIG.
It is a block system diagram showing an example of a composition of a-3d. Here, it is assumed that the serially input digital data is n bits, the output data of the digital filter is N bits, and the coefficient of the filter is represented by 21.

第2図(a)および(b)において、lla、llbは
nビットの入力データをシリアルに入力するための入力
端子、12a、12bはnビットの入力データをシリア
ルに出力するための出力端子、13a、13bはNビッ
トのデジタルデータをデータレートを変えてシリアルに
出力するための出力端子、14a、14bはnビットレ
ジスタ、15a、15bはNビットレジスタである。
In FIGS. 2(a) and (b), lla and llb are input terminals for serially inputting n-bit input data, 12a and 12b are output terminals for serially outputting n-bit input data, 13a and 13b are output terminals for serially outputting N-bit digital data at different data rates; 14a and 14b are n-bit registers; and 15a and 15b are N-bit registers.

次に、第2図(alを参照して動作を説明する。まず、
入力端子11aからnビットの入力データがシリアルに
nビットレジスタ14aに入力される。
Next, the operation will be explained with reference to FIG. 2 (al). First,
N-bit input data is serially input from the input terminal 11a to the n-bit register 14a.

次に、nビットレジスタ14aの各ビットのレジスタ出
力が、2′″で表わされるフィルタ係数に応じてmビッ
トシフトされてNビットレジスタ15aに人力される。
Next, the register output of each bit of the n-bit register 14a is shifted by m bits according to the filter coefficient represented by 2'' and inputted to the N-bit register 15a.

ここで、デジタルデータのmビットシフトは21のフィ
ルタ係数との乗算を意味する。第2図(alの例はフィ
ルタ係数が2°の場合であり、nビットレジスタ14a
のデジタルデータはシフトされずにNビットレジスタ1
’5aに入力される。ここで、Nビットレジスタの上位
(N−n)ビットにはゼロが入力されるものとする。
Here, m-bit shift of digital data means multiplication by 21 filter coefficients. FIG. 2 (the example of al is the case where the filter coefficient is 2°, and the n-bit register 14a
The digital data of N-bit register 1 is not shifted.
'5a is input. Here, it is assumed that zero is input to the upper (N-n) bits of the N-bit register.

そして、Nビットレジスタ15aは入力データのN /
 n倍のデータレートでNビットのデジタルデータをシ
リアルに出力する。
Then, the N bit register 15a receives N/ of the input data.
Serially output N-bit digital data at n times the data rate.

また、第2図(blO例はフィルタ係数が2′″の場合
であり、nビットレジスタ14bのデジタルデータはm
ビットシフトされてNビットレジスタ15bに入力され
る。ここで、Nビットレジスタ15bの下位mビットに
はゼロが入力される。
In addition, the example shown in FIG.
The data is bit-shifted and input to the N-bit register 15b. Here, zero is input to the lower m bits of the N-bit register 15b.

このように、nビットレジスタ14a、14bの各ビッ
トのレジスタ出力をNビットレジスタ15a、15bに
入力する場合のシフト量を変えることにより、フィルタ
係数を変えることができ、デジタルフィルタのフィルタ
特性を変えることができる。
In this way, by changing the shift amount when inputting the register output of each bit of the n-bit registers 14a, 14b to the N-bit registers 15a, 15b, the filter coefficient can be changed, and the filter characteristics of the digital filter can be changed. be able to.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によるデジタルフィルタは、
シリアルに入力されるデジタルデータとフィルタ係数と
の乗算結果をシリアルに累積加算するようにしたことに
より、シリアル−パラレル変換が不要となり、また、デ
ジタルデータとフィルタ係数の乗算結果に応じた累積加
算器も不要となるので、高次のデジタルフィルタにおい
ても累積加算器の回路面積を小さくすることができる。
As explained above, the digital filter according to the present invention is
By serially cumulatively adding the multiplication results of serially input digital data and filter coefficients, there is no need for serial-parallel conversion. Since this also becomes unnecessary, the circuit area of the cumulative adder can be reduced even in high-order digital filters.

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

第1図は本発明によるデジタルフィルタの一実施例を示
すブロック系統図、第2図は第1図のデジタルフィルタ
を構成するデータレート変換回路の構成例を示すブロッ
ク系統図、第3図および第4図は従来のデジタルフィル
タを示すブロック系統図である。 1・・・入力端子、2・・・出力端子、33〜3d・・
・データレート変換回路、4a〜4C・・・1ビット加
算器、5a〜5C・・・1ビットレジスタ。
FIG. 1 is a block system diagram showing an embodiment of a digital filter according to the present invention, FIG. 2 is a block system diagram showing an example of the configuration of a data rate conversion circuit constituting the digital filter of FIG. FIG. 4 is a block system diagram showing a conventional digital filter. 1...Input terminal, 2...Output terminal, 33~3d...
- Data rate conversion circuit, 4a to 4C...1 bit adder, 5a to 5C...1 bit register.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] デジタルデータがシリアルに入力されるデジタルフィル
タにおいて、フィルタ係数に応じてシフトされたデジタ
ルデータをデータレートを変えてシリアルに出力するデ
ータレート変換回路と、このデータレート変換回路の出
力を受け前記デジタルデータをシリアルに累積加算する
第1の1ビット加算器と、この第1の1ビット加算器の
出力を受け累積データをシリアルに累積加算する第2の
1ビット加算器と、前記第1と第2の1ビット加算器の
キャリ出力のための1ビットレジスタとを備えたデジタ
ルフィルタ。
A digital filter to which digital data is input serially includes a data rate conversion circuit that serially outputs digital data shifted according to a filter coefficient at a different data rate, and a data rate conversion circuit that receives the output of this data rate conversion circuit and converts the digital data into a first 1-bit adder that serially adds cumulative data; a second 1-bit adder that receives the output of the first 1-bit adder and serially adds cumulative data; and a 1-bit register for the carry output of the 1-bit adder.
JP13800188A 1988-06-03 1988-06-03 Digital filter Pending JPH01305714A (en)

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