JPH05241822A - デジタル信号処理回路 - Google Patents

デジタル信号処理回路

Info

Publication number
JPH05241822A
JPH05241822A JP4041813A JP4181392A JPH05241822A JP H05241822 A JPH05241822 A JP H05241822A JP 4041813 A JP4041813 A JP 4041813A JP 4181392 A JP4181392 A JP 4181392A JP H05241822 A JPH05241822 A JP H05241822A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
instruction
time
command
clock
digital signal
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
JP4041813A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyoshi Shimizu
知徳 清水
Kengo Sudo
健吾 須藤
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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 Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP4041813A priority Critical patent/JPH05241822A/ja
Publication of JPH05241822A publication Critical patent/JPH05241822A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Executing Machine-Instructions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 デジタル信号処理プロセッサにおいて、イン
ストラクションのサイクル時間を決めるシステムクロッ
クを生成する分周回路の分周比及び演算ユニットの処理
ビット幅(語長)を一連のプログラム実行中に、インス
トラクションにより設定可能な、分周比切換え手段及び
処理ビット幅切換え手段とを有することを特徴とする。 【効果】 処理能力が比較的低いコンポーネントからな
るプロセッサにおいても、処理時間が短縮でき、単位時
間当たりより多くの信号処理が可能となり、処理効率を
向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、演算ユニット,アキュ
ームレータ,各種レジスタ,プログラムROM,データ
ROM,ワーキングRAM等からなり、プログラムRO
M(またはRAM)に格納されたインストラクションに
より、デジタル的に信号の演算処理を行うデジタル信号
処理回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】デジタル信号処理プロセッサ(以下、D
SPと称す)は、各種デジタル信号の複雑な演算処理を
高速に行なえるという理由により、様々な分野の電子機
器に広く利用されている。
【0003】例えば、DSPを使用した例として、音声
信号の高能率符号化(音声信号の高能率圧縮・伸長)が
挙げられる。特に、オーディオ信号の圧縮・伸長におい
ては、一般にディジタルオーディオ信号は、サンプリン
グレートが44.1KHz〜48KHz、量子化ビット
が16ビット、分割チャンネル数が2チャンネル(ステ
レオ)であるので、取り扱うデータ量はかなり大きくな
る。
【0004】したがって、これらのデータをリアルタイ
ムで処理するためには、DSPも高速で、かつ高機能な
ものが必要となる。画像処理に使用される場合には、更
に演算処理の高速性が要求される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のDSPの高速性に関しては、ハード的要因、即ち回
路を構成する半導体の遅延時間等による制限を受けるこ
とが多い。
【0006】DSPでは、演算命令や転送命令、分岐命
令等種々な命令が実行されるが、これらの命令実行のサ
イクル時間を決めるのは、これらの命令の中で乗算命令
等の一番処理時間のかかる命令がある。また、DSPで
扱うデータの長さ(語長)が長いと演算処理時間も長く
なるが、DSPのハードウェアのデータ長は、一連の信
号処理のプログラムの中で必要データ長が最大となる部
分で一義的に決められてしまう。
【0007】しかし、プログラムの中で一番処理時間の
かかる命令を実行するのは、ほんの数割程度であり、ま
た大きなデータ長の必要な演算処理部もほんの一部であ
ることから、従来のDSPはトータル的に処理効率がよ
くない。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のデジタル信号処
理回路は、上記の課題を解決するために、請求項1の発
明は、インストラクションのサイクル時間を決めるシス
テムクロックを生成する分周回路の分周比を、一連のプ
ログラム実行中に、インストラクションにより設定可能
な、分周比切換え手段を有することを特徴とするもので
ある。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明に加
え、演算ユニットの処理ビット幅を一連のプログラム実
行中に、インストラクションにより、切換え可能な、処
理ビット幅切換え手段を有することを特徴とするもので
ある。
【0010】
【作用】本発明のデジタル信号処理回路によれば、請求
項1の構成によれば、例えば乗算命令等の処理時間が多
くかかるインストラクション実行時にはシステムクロッ
クの分周比を大きくしてサイクル時間を長くとり、転送
命令等の処理時間があまりかからないインストラクショ
ン実行時はシステムクロックの分周比をさげてサイクル
実行時を短くするように、分周比切換え手段の設定を処
理の内容に応じてプログラミングすることにより、結果
としてトータルの処理時間が短縮される。
【0011】請求項2の構成によれば、演算語長(ビッ
ト数)があまり必要でない時は演算ユニットの処理ビッ
ト数を少なくし(ビット数が少ないとハード的に演算が
早く出来るのでサイクル時間を短く設定できる)、上記
請求項1の構成を併用することによりさらにトータルの
処理時間が短縮される。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例について、図1乃至図3に
基づいて説明すれば以下の通りである。
【0013】本実施例に係るデジタル信号処理回路とし
て、デジタル信号処理プロセッサ(以下、DSPと称
す)を例に挙げて説明する。DSPは、図1に示すよう
に、発振器1,同期カウンタ2,プログラムカウンタ
3,インストラクションROM4,インストラクション
レジスタ5,コマンドデコーダ6,アドレス生成部7,
RAM8,乗算器9,マルチプレクサ10,演算処理装
置11,アキュムレータ12,入出力ポート13とから
主として構成されている。尚、インストラクションRO
M4には、DSPが処理すべきコマンドや、各種演算を
行うために必要な定数(データ)が格納されている。
【0014】上記発振器1は所定周波数のクロック信号
を出力し、このクロック信号に基づいてDSP動作する
ようになっており、同期カウンタ2、プログラムカウン
タ3、インストラクションレジスタ5及びアキュムレー
タ11のそれぞれのクロック端子CKに供給される。
【0015】プログラムカウンタ3の出力は、例えば1
6ビットのデータであり、次に実行するコマンドが格納
されたアドレスに対応している。プログラムカウンタ3
の出力はインストラクションROM4のアドレス線に接
続されている。インストラクションROM4では、アド
レス線を介して指定されたアドレスのデータが出力さ
れ、これがインストラクションレジスタ5に送られる。
このインストラクションレジスタ5は上記クロック信号
に同期して動作し、インストラクションレジスタ5の出
力は、コマンドデコーダ6及びRAM8に送られる。な
お、RAM8の容量は、例えば1kW(キロワード)で
ある。
【0016】コマンドデコーダ6では、インストラクシ
ョンレジスタ5の出力に基づいて実行すべきコマンドを
デコードし、その結果をアドレス生成部7に出力する。
アドレス生成部7では、コマンドデコーダ6の出力に基
づいて、所定アドレス毎に間欠したアドレスが生成され
るか、或はアドレスを1ずつ増加または減少させて連続
したアドレスが生成されて、RAM8に送られる。アド
レス生成部7で生成された指定アドレスに格納されたデ
ータがRAM8から読み出され、乗算器9の一方の入力
端子Yに送られる。乗算器9では、入力端子Yを介して
入力されたデータと、インストラクションROM4から
読み出された各種演算のための所定の係数(定数)(乗
算器9の他方の入力端子Xに入力される)との乗算が行
われる。この乗算結果は、乗算器9の出力端子Zを介し
てマルチプレクサ10の一方の入力端子X2 に送られ
る。マルチプレクサ10の他方の入力端子X1 にはイン
ストラクションレジスタ5の出力が供給され、マルチプ
レクサ10の出力Y0 から上記入力端子X1 及びX2
入力されたデータのうち何れか一方が選択されて出力さ
れ、ALU11を介してアキュムレータ12に送られ
る。このマルチプレクサ10による選択は、コマンドデ
コーダ6から選択端子Sを介して送られる選択信号に基
づいて行われる。なお、ALU11にはアキュムレータ
12の出力が供給され、アキュムレータ12の出力とマ
ルチプレクサ10の出力とが加算され、再度、アキュム
レータ12に送られるようになっている。
【0017】上記DSP回路は、インストラクションR
OM4に予め記憶されたコマンドをプログラムカウンタ
3で示された番地に従い読み出して実行していくもので
ある。プログラムカウンタ3のカウントクロック(b)
は、同期カウンタ2により発振器1(同期=T)のクロ
ック(a)を2分周または3分周されたものである。こ
の分周切換えは、インストラクションROM4の出力の
一部(c)により、クロック(b)の立ち上がり時に切
換えられる(クロック(c)が1のとき2分周、0のと
き3分周となる)。
【0018】また、コマンドデコーダ6の遅延時間をt
1 ,RAM8の遅延時間をt2 ,乗算器9の遅延時間を
3 ,マルチプレクサ10の遅延時間をt4 ,ALU1
1の遅延時間をt5 とする。
【0019】上記発振器1の同期Tと遅延時間t1 〜t
5 の関係は次式の通りである。
【0020】
【数1】 2T>t1 +t2 +t4 +t5 …(1)
【0021】
【数2】 3T>t1 +t2 +t3 +t4 +t5 >2T …(2) 今、インストラクションROM4のN番地より、以下の
コマンドが記憶されているとする。
【0022】コマンド1(N番地)…アキュムレータ1
2にイミディエットデータAをロードする。
【0023】コマンド2(N+1番地)…RAM8の0
番地にイミディエットデータBをロードする。
【0024】コマンド3(N+2番地)…RAM8の0
番地のデータとイミディエットデータCを乗算した結果
をアキュムレータ12の値と加算してアキュムレータ1
2に再格納する。
【0025】コマンド4(N+3番地)…アキュムレー
タ12の値をRAM8の1番地に格納する。
【0026】N番地よりコマンドが実行されていくもの
とすると、まずプログラムカウンタ3がN番地を示し、
インストラクションROM4よりコマンド1が出力され
る。本コマンドは実行時間はコマンドデコーダ6、マル
チプレクサ10、ALU11の遅延時間の総和(t1
4+t5)であり2T以下なので、クロック(c)=1
をインストラクションROM4より出力する。次のクロ
ック(b)の立ち上がりによりインストラクションレジ
スタ5にコマンド1が格納され、さらに次のクロック
(b)の立ち上がりまでの時間(2T)でコマンドを実
行する。同様にしてコマンド2も実行される。
【0027】コマンド3は実行時間がコマンドデコーダ
6、RAM8、乗算器9、マルチプレクサ10、ALU
11の遅延時間の総和(t1+t2+t3+t4+t5)と
なり2Tを越えるので、クロック(c)=0をインスト
ラクションROM4より出力する。これによりコマンド
3の実行時間は3Tとなる。つづけてのコマンド4はコ
マンド1,2と同様にクロック(c)=1となり時間2
Tで処理される。
【0028】図2において、図2(1),図2(2)及
び図2(5)はそれぞれ上記クロック(a),(b)及
び(c)を示し、図2(3)は上記プログラムカウンタ
3の出力、図2(4)は上記インストラクションROM
4の出力、図2(6)はインストラクションレジスタ5
の出力(コマンドの実行時間)を示す。
【0029】演算ユニットの処理ビット幅により実行サ
イクルを切換える場合、乗算器9では、図3に示すよう
に、A入力,B入力それぞれ16ビットのデータを乗算
するのに上位8ビットデータAu,Bu、下位8ビット
データAl,Blに分けて次式に示すように計算する。
【0030】
【数3】 A*B=Au*Bu*216+Au*Bl*28+Al*Bu*28+Al*Bl …(3) そこで乗算器14,15,16及び17は各々データA
u*Bu,Au*Bl,Al*Bu,Al*Blを計算
し、Au*Bu,Au*Blの計算結果をアダー18
で、Al*Bu,Al*Blの計算結果をアダー19で
加算する。アダー18,19より出力されたデータを更
にアダー20で加算しセレクタ21を介しA*Bを出力
する。
【0031】ここで乗算器9に入力されるデータの有効
値がA,B入力各々8ビットの場合は、乗算器17のみ
でアダー18,19,及び20を介さずに直接セレクタ
21を通り出力することができ16*16ビットの乗算
に比較し短時間で演算結果が得られる。有効入力8ビッ
トでの遅延時間をt3 とし2T>t1+t2+t3+t4
5 とすると、上記のコマンド3の実行を2T時間以内
に終了することから2Tのクロックを実行サイクルとし
て選択できコマンド処理時間の短縮が行える。このよう
にして各コマンドの必要処理時間により実行サイクルを
変更することにより、効率よくリアルタイム信号処理が
可能となる。
【0032】
【発明の効果】以上のように、処理性能が比較的低いコ
ンポーネントからなるDSPにおいても、本発明によれ
ば処理時間が短縮でき、単位時間当たりより多くの信号
処理が可能となり、言い換えれば処理効率を向上させる
ことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタル信号処理回路のブロック回路
図である。
【図2】本発明のデジタル信号処理回路の動作タイミン
グチャートである。
【図3】本発明のデジタル信号処理回路における乗算器
のブロック回路図である。
【符号の説明】
1 発振器 2 同期カウンタ 3 プログラムカウンタ 4 インストラクションROM 5 インストラクションレジスタ 6 コマンドデコーダ 7 アドレス生成部 8 RAM 10 マルチプレクサ 11 ALU 12 アキュムレータ 14,15,16,17 乗算器 18,19,20 アダー 21 セレクタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 演算ユニット,アキュムレータ,各種レ
    ジスタ,プログラムROM,データROM,ワーキング
    RAM等からなり、プログラムROMに格納されたイン
    ストラクションによりデジタル的に信号の演算処理を行
    うデジタル信号処理回路において、該インストラクショ
    ンのサイクル時間を決めるシステムクロックを生成する
    分周回路の分周比を、一連のプログラム実行中に、イン
    ストラクションにより設定可能な、分周比切換え手段を
    有することを特徴とするデジタル信号処理回路。
  2. 【請求項2】 演算ユニットの処理ビット幅を一連のプ
    ログラム実行中に、インストラクションにより切換え可
    能な、処理ビット幅切換え手段を有することを特徴とす
    る、請求項1に記載のデジタル信号処理回路。
JP4041813A 1992-02-28 1992-02-28 デジタル信号処理回路 Pending JPH05241822A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4041813A JPH05241822A (ja) 1992-02-28 1992-02-28 デジタル信号処理回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4041813A JPH05241822A (ja) 1992-02-28 1992-02-28 デジタル信号処理回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05241822A true JPH05241822A (ja) 1993-09-21

Family

ID=12618756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4041813A Pending JPH05241822A (ja) 1992-02-28 1992-02-28 デジタル信号処理回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05241822A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5179531A (en) Accelerated digital signal processor
US5477479A (en) Multiplying system having multi-stages for processing a digital signal based on the Booth's algorithm
JPH05241822A (ja) デジタル信号処理回路
WO2006068196A1 (ja) 畳み込み演算回路
JP2003506775A (ja) 乗算結果を選択的に遅延させる算術装置及びその方法
US4840099A (en) Electronic musical instrument
CN114448390A (zh) 一种Biquad数字滤波器装置及实现方法
US5689079A (en) Musical tone generator
JPH1131945A (ja) 非対称周波数応答特性を有する有限インパルス応答フィルタ
JPH0761190B2 (ja) ハウリング防止機能を備えた音響装置
JP2000010779A (ja) デジタル信号処理装置
KR950002074B1 (ko) 파이프라인 구조의 잔향부가 시스템
JP3271156B2 (ja) Adpcmデコード装置
JPH02250418A (ja) デジタルフィルタのフィルタ係数変更方法
JP2946504B2 (ja) 時間軸多重演算回路
JPS60254372A (ja) 積和演算装置
JPH05158686A (ja) 算術論理演算装置
JP3055564B2 (ja) デジタルフィルタのフィルタ係数設定方法
JPH117439A (ja) 積和器
JPS59197920A (ja) アドレス制御装置
JPH0786928A (ja) ディタル・ループフィルタ回路
JP3066666B2 (ja) 逆量子化器
JP2021530138A (ja) デジタル信号プロセッサ及び動作方法
JPH08146962A (ja) 音源装置
JPH11232248A (ja) 演算処理装置