JPH06110916A - 信号処理回路 - Google Patents

信号処理回路

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JPH06110916A
JPH06110916A JP25839392A JP25839392A JPH06110916A JP H06110916 A JPH06110916 A JP H06110916A JP 25839392 A JP25839392 A JP 25839392A JP 25839392 A JP25839392 A JP 25839392A JP H06110916 A JPH06110916 A JP H06110916A
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JP
Japan
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signal processing
processing
bit
dsp
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP25839392A
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English (en)
Inventor
Satoji Nakamura
里司 中村
Kengo Sudo
健吾 須藤
Hiroshi Ii
浩志 井伊
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体の回路規模が小型であって、信号処理の
高速化を実現できる信号処理回路を提供する。 【構成】 信号処理回路10は、算術演算を行う算術演
算用DSP13と、ビット演算を行うビット処理用DS
P11と、外部機器との接続を行うためのインタフェイ
ス14,17と、これらの間でデータ転送を行うための
バッファメモリ12,15,16などから構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音声信号の圧縮伸長、
高速フーリエ変換(FFT)やデジタルフィルタなどの
信号処理を行うための信号処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、デジタル信号処理回路(Digi
tal Signal Processor、以下「DSP」と略す)は、各
種デジタル信号の複雑な演算処理を高速に行うことがで
きるため、様々な分野の電子機器に利用されている。た
とえば、音声信号の高能率符号化の分野におけるオーデ
ィオ信号の圧縮伸長において、デジタルオーディオ信号
は左右で2チャネル分の信号が44.1kHz〜48k
Hzのサンプリング周波数で16ビットに量子化されて
いるため、大量のデータを高速で信号処理を行うことが
要求されている。特に、携帯用のオーディオ機器など、
電源電圧があまり高くない機器では、半導体スイッチン
グ素子の遅延によって半導体集積回路(LSI)の動作
速度が制限を受けるため、複数のDSPを使用すること
によって処理速度の低下を防いでいる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
信号処理回路では、1個の集積回路で全機能を搭載した
ワンチップLSIとして構成されたDSPを複数個使用
したり、複数のDSPを1個の集積回路に組込んだDS
Pを使用して処理速度を維持しているため、全体の回路
規模が大きくなって、コスト上昇や消費電力の増加を招
くという課題がある。
【0004】本発明の目的は、上述した課題を解決する
ため、全体の回路規模が小型であって、信号処理の高速
化を実現できる信号処理回路を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、算術演算を行
うための第1デジタル信号処理手段と、ビット演算を行
うための第2デジタル信号処理手段とを備え、第1デジ
タル信号処理手段および第2デジタル信号処理手段が並
列的に動作することを特徴とする信号処理回路である。
【0006】
【作用】本発明に従えば、算術演算を行うための第1デ
ジタル信号処理手段と、ビット演算を行うための第2デ
ジタル信号処理手段とを備え、第1デジタル信号処理手
段および第2デジタル信号処理手段が並列的に動作する
ことによって、信号の算術演算処理とビット演算処理を
それぞれ分担して同時並行的に実行することができるた
め、高速な信号処理が可能になる。さらに、全体の信号
処理が高速化した分を信号処理クロックの低減化に向け
ることよって、消費電力や電源電圧の低減を図ることが
できる。さらに、回路規模の大型化を招く乗算器を一方
の第1デジタル信号処理手段のみに搭載することによっ
て、全体の回路規模を小型化することができる。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の一実施例である信号処理回
路10のブロック図である。この信号処理回路10は、
算術演算を行う算術演算用DSP(Digital SignalProc
essor)13と、ビット演算を行うビット処理用DSP
11と、外部機器との接続を行うためのインタフェイス
14,17と、これらの間でデータの転送を行うための
バッファメモリ12,15,16などから構成されてい
る。
【0008】この信号処理回路10をオーディオ信号の
圧縮伸長処理として使用する場合を例として説明する
と、インタフェイス14には、ミニディスク(MD)録
再装置やデジタルコンパクトカセット(DCC)録再装
置などの再生装置18aや記録装置18bが接続され、
圧縮データの入出力が行われる。インタフェイス17に
は、デジタル信号をアナログ信号に変換するD/Aコン
バータ(DAC)19aやアナログ信号をデジタル信号
に変換するA/Dコンバータ(ADC)19bなどが接
続され、伸長データの入出力が行われる。
【0009】まず、伸長処理の場合を説明する。再生装
置18aから出力された圧縮データは、インタフェイス
14およびバッファメモリ15を介してビット処理用D
SP11に入力される。ビット処理用DSP11は、論
理演算やビットシフト操作などのビット単位の演算を高
速で行うように設計されており、四則演算を行う乗算器
や加算器などの算術演算部を備えていない簡素な回路構
成を採用しているため、回路規模が小型化されている。
ビット処理の演算結果は、バッファメモリ12に格納さ
れる。
【0010】算術演算用DSP13は、固定小数点や浮
動小数点で表現された数値について加減乗除の四則演算
などの数値演算を高速に行うように設計されており、乗
算器および加算器などを備えている。したがって、バッ
ファメモリ12に格納された信号データは、算術演算が
施されて、その結果はバッファメモリ16に格納されイ
ンタフェイス17を介して、伸長された原信号データと
してD/Aコンバータ19aへ出力される。なお、ビッ
ト処理用DSP11および算術演算用DSP13は、そ
れぞれ個別のプログラムROM(またはRAM)、プロ
グラムカウンタ、各種レジスタ等を有するため、各デー
タ処理を独立に同時並行的に行うことができ、全体とし
ての信号処理が高速化されている。
【0011】次に、圧縮処理の場合を説明する。A/D
コンバータ19bから出力された信号データは、インタ
フェイス17およびバッファメモリ16を介して算術演
算用DSP13に入力され、所定の数値演算が施され、
その結果はバッファメモリ12に格納される。さらに、
バッファメモリ12に格納されたデータは、ビット処理
用DSP11によって所定のビット演算が施され、その
演算結果はバッファメモリ15に格納されインタフェイ
ス14を介して、圧縮データとして記録装置18bへ出
力される。なお、前述と同様に、ビット処理用DSP1
1および算術演算用DSP13は並列的に動作すること
ができる。
【0012】図2は、本発明の他の実施例である信号処
理回路10のブロック図である。本実施例では、ミニデ
ィスク(MD)再生装置に用いられる信号処理回路10
を例として説明する。この信号処理回路10は、算術演
算を行う算術演算用DSP13と、ビット処理を行うビ
ット処理用DSP11と、これらの間でデータ転送を行
うデータ交換RAM(ランダムアクセスメモリ)12
と、D/Aコンバータへのデータ転送を介在するDAデ
ータ用バッファメモリ22と、この動作を制御するバッ
ファメモリコントローラ21と、圧縮データであるAT
RAC(AdaptiveTransform Acoustic Coding)信号の
データ転送を介在するサウンドグループ用バッファメモ
リ25と、この動作を制御するバッファメモリコントロ
ーラ24と、これらの動作の基準タイミングであるクロ
ックを生成するシステムクロック生成回路26と、外部
のマイクロコンピュータと通信するためのインタフェイ
ス23などから構成されている。
【0013】以下、この動作について説明すると、シス
テムクロック生成回路26は、外部からのマスタークロ
ックを分周して、各ブロックへコントロールクロックを
生成、供給する。外部のマイクロコンピュータからイン
タフェイス23を介してコマンドを受けるとともに、サ
ウンドグループ毎分割されて入力されるATRAC圧縮
データが、1サウンドグループ毎に、たとえば572ワ
ード×9ビットで構成されたサウンドグループ用バッフ
ァメモリ25に順次格納される。そして、サウンドグル
ープデータの分解、逆変形離散コサイン変換、バンド合
成などの信号処理は、算術演算処理とビット処理に分担
されて実行される。
【0014】まず、サウンドグループ用バッファメモリ
25に格納されたデータは、ビット処理用DSP11に
よって、フレームに構成されたデータの切り出しや並び
換えなどのビット単位の操作が施される。ビット処理用
DSP11は、図3のブロック図で示すように、簡単な
論理演算を行うことができる算術論理演算ユニット(A
LU)31と、その演算結果を累積加算するアキュムレ
ータ群32と、アキュムレータ群32の出力データをビ
ット操作するシフタ33と、データを一時的に記憶する
各種レジスタ34と、これらの間を接続する、たとえば
16ビット構成のバス39と、ビット処理用DSP11
の動作プログラムを格納したインストラクションROM
(リードオンリメモリ)36と、これらを制御するプロ
グラムカウンタ35などから構成されている。
【0015】プログラムカウンタ35が、インストラク
ションROM36から1行ずつ、たとえば18ビット構
成のコマンドを読出して、信号処理が実行されると、図
2のサウンドグループ用バッファメモリ25からサウン
ドグループデータをバイト単位で読出し、各種レジスタ
34に予め記憶されたビットシフト量や伸長のためのパ
ラメータに基づいて、算術論理演算ユニット31がビッ
ト演算を行って、アキュムレータ群32に累積加算する
とともに、シフタ33によってビットシフトされて、0
〜16ビットの範囲に圧縮されたデータを16ビットに
伸長して、バス39を介して図2のデータ交換RAM1
2に格納される。データ交換RAM12は、算術演算用
DSP13とビット処理用DSP11との間でデータを
交換するためのメモリであって、その容量はたとえば5
66ワード×16ビットで構成される。
【0016】次に、データ交換RAM12に格納された
データに基づいて、算術演算用DSP13が、周波数か
ら時間軸への変換やフィルタリングなどの信号処理を行
う。算術演算用DSP13は、図4のブロック図に示す
ように、簡単な論理演算を行う算術論理演算ユニット
(ALU)41と、数値の加算を行う加算器43と、こ
れらの演算結果を累積加算するアキュムレータ群42,
44と、アキュムレータ群42,44の出力データをビ
ット操作するシフタ45と、データを記憶するデータR
OM48およびワークRAM49,51と、ワークRA
M49のアドレスを制御するアドレスセレクタ50と、
数値の乗算を行う乗算器46と、その出力データをビッ
ト操作するシフタ47と、算術演算用DSP13の動作
プログラムを格納したインストラクションROM54
と、これを制御するプログラムカウンタ53と、これら
の間を接続する、たとえば24ビット構成のバス55,
56,57,58などから構成されており、さらにフィ
ルタリングなどの積和演算の繰返し処理のように設定さ
れた回数で所定のプログラムを繰返して実行するための
ループカウンタ52を有する。
【0017】乗算器46は、たとえば2kワード×24
ビット構成のデータROM48と、たとえば816ワー
ド×24ビット構成のワークRAM49との間、または
ワークRAM49と、たとえば512ワード×24ビッ
ト構成のワークRAM51との間で、データを読出しな
がら乗算を行い、シフタ47でビット操作されて、その
演算結果がワークRAM49,51に格納される。
【0018】加算器43は、データROM48、ワーク
RAM49,51とアキュムレータ群42,44との間
で、データを読出しながら加算を行い、シフタ45でビ
ット操作されて、その演算結果がワークRAM49,5
1に格納される。所定のプログラムに従って、このよう
な乗算や加算を繰返すことによって算術演算されたデー
タは、データ交換RAM12やDAデータ用バッファメ
モリ22に格納される。
【0019】ビット処理用DSP11および算術演算用
DSP13は、データ交換RAM12を介して同時並行
的に動作を行い、得られた伸長データはDAデータ用バ
ッファメモリ22に格納され、バッファメモリコントロ
ーラ21の制御によって、L/R信号やデータシフトク
ロックなどの外部クロックに同期して、D/Aコンバー
タへ出力される。なお、DAデータ用バッファメモリ2
2は、D/Aコンバータ用の右チャネルおよび左チャネ
ルの各16ビットの音声信号を、1音声圧縮区間毎に出
力するように、たとえば2kワード×16ビットで構成
されている。
【0020】こうしてビット処理用DSP11は、次々
に入力されるサウンドグループ用バッファメモリ25の
データを演算処理してデータ交換RAM12へ転送する
とともに、算術演算用DSP13も同様に、データ交換
RAM12のデータを次々に演算処理してDAデータ用
バッファメモリ22へ転送するという動作が同時に並行
して行われる。したがって、本実施例のデジタル信号処
理回路は、算術演算用DSP13と、ビット処理用DS
P11が、音声伸長処理内容を算術演算処理とビット処
理とに分担して並列処理を行うため、動作クロック、消
費電力および電源電圧を低く抑えながらも、高速処理を
実現している。
【0021】なお、以上の実施例ではミニディスク再生
装置の信号処理回路を例として説明したが、その他にも
ミニディスク録音再生装置やデジタルコンパクトカセッ
ト(DCC)録音再生装置などの回路に適用することが
可能である。
【0022】
【発明の効果】以上詳説したように、本発明によれば、
信号処理を算術演算処理用とビット処理用のデジタル信
号処理回路に分担させ同時並行的に動作することによっ
て、高速処理が可能になるとともに、集積回路の動作ク
ロックや消費電力、電源電圧の低減化を図ることがで
き、さらに半導体集積回路の小型化を実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である信号処理回路10のブ
ロック図である。
【図2】本発明の他の実施例である信号処理回路10の
ブロック図である。
【図3】ビット処理用DSP11のブロック図である。
【図4】算術演算用DSP13のブロック図である。
【符号の説明】
10 信号処理回路 11 ビット処理用DSP 12 バッファメモリ(データ交換RAM) 13 算術演算用DSP 14,17 インタフェイス 15,16 バッファメモリ 18a 再生装置 18b 記録装置 19a D/Aコンバータ 19b A/Dコンバータ 21,24 バッファメモリコントローラ 22 DAデータ用バッファメモリ 23 インタフェイス 25 サウンドグループ用バッファメモリ 26 システムクロック生成回路 31,41 ALU 32,42,44 アキュムレータ群 33,45,47 シフタ 34 各種レジスタ 35,53 プログラムカウンタ 36,54 インストラクションROM 39,55,56,57,58 バス 43 加算器 46 乗算器 48 データROM 49,51 ワークRAM 50 アドレスセレクタ 52 ループカウンタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 算術演算を行うための第1デジタル信号
    処理手段と、 ビット演算を行うための第2デジタル信号処理手段とを
    備え、 第1デジタル信号処理手段および第2デジタル信号処理
    手段が並列的に動作することを特徴とする信号処理回
    路。
JP25839392A 1992-09-28 1992-09-28 信号処理回路 Pending JPH06110916A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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