JPH0668123A - 信号処理回路 - Google Patents

信号処理回路

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JPH0668123A
JPH0668123A JP4130354A JP13035492A JPH0668123A JP H0668123 A JPH0668123 A JP H0668123A JP 4130354 A JP4130354 A JP 4130354A JP 13035492 A JP13035492 A JP 13035492A JP H0668123 A JPH0668123 A JP H0668123A
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JP
Japan
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address
bit
lower bit
output
processing circuit
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JP4130354A
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English (en)
Inventor
Hideto Takano
秀人 高野
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Priority to US08/066,681 priority patent/US5430667A/en
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/30Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
    • G06F9/34Addressing or accessing the instruction operand or the result ; Formation of operand address; Addressing modes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/14Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
    • G06F17/141Discrete Fourier transforms
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高速フーリエ変換をパイプライン処理で行う信
号処理回路において、繰返し処理でのアドレス計算のた
めの再設定により発生するパイプラインの乱れを解消
し、処理の効率を向上する。 【構成】レジスタ2を備え、アドレス制御器3の出力ア
ドレスAの下位の回転対象ビット数の指定値Rを格納す
る。アドレス変換器1を備え、指定値Rのビット数の下
位ビットを最下位ビット方向に1ビット分回転すること
により変換アドレスACを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は信号処理回路に関し、特
に高速フーリエ変換を行なう信号処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の信号処理回路は、図4に
示すように、アドレス制御器3と、プログラムの命令を
解析するインストラクションデコーダ4と、上記プログ
ラムにしたがって所定の演算をする演算器5と、データ
を格納するメモリ6と、アドレスバス7と、データバス
8と、上記プログラムを記憶したプログラムメモリ9と
を備えて構成されていた。
【0003】次に、従来の信号処理回路の動作について
説明する。
【0004】まず、プログラムメモリ9から読出した命
令をインストラクションデコーダ4が解析し、演算器5
とアドレス制御器3とを制御する。アドレス制御器3に
よりアドレスバス7に出力されたアドレスAにより指定
されたメモリ6のアドレスのデータDがデータバス8に
出力される。このデータDを演算器5が読取り演算を行
なう。演算器5の出力である上記演算結果は、入力と同
様に、プログラムメモリ9から読出した上記命令をイン
ストラクションデコーダ4が解析し、演算器5とアドレ
ス制御器3とを制御し、メモリ6のアドレスバス7に出
力されたアドレスに上記演算結果を出力する。
【0005】図5は上記プログラムの一例として、
(A)は8点の高速フーリエ変換(以下FFT)を、
(B)は上記FFTの各列の基本演算の2点の和と差の
演算であるバタフライ演算を示す。
【0006】8=23 であるので、図5(A)に示すよ
うに、3列に分けて演算する。入力データは、その要素
番号を2進数に変換した値の最上位ビットと最下位ビッ
トとの順を反転させた順に整列し直して入力信号とす
る。各列では、図5(B)に示すように、8/2=4回
のバタフライ演算が実行される。また、上記バタフライ
演算の実行前に演算対象の上下2つの信号の内の下側の
信号と複素関数WN との乗算を行なう。
【0007】上記バタフライ演算の対となる信号の組合
せすなわち対信号は各列毎に異なる。上記対信号間の距
離はm列目では、2m となる。また、各列の処理は、8
/23-m 回の同一の単位処理、すなわちブロックの繰返
しとなっているため、1列目は4ブロック、2列目は2
ブロックの処理に分かれている。したがって、FFT処
理の実行プログラムは1列当り2重の繰返し構造とな
り、全体では3重の繰返し構造になる。
【0008】さらに、処理速度向上のため、処理がパイ
プライン化されて実行される。
【0009】図6は、FFTの2列目の処理に対して、
初期化INIT、データ入力RD、複素乗算MCA、バ
タフライ演算BTF、結果出力WRの5段階から成るパ
イプライン処理の実行例である。ここで、データ入力R
Dから結果出力WRまでのそれぞれの処理が同一単位時
間内に実行されても正常に処理されるものとする。上記
処理が1段階進む毎に1回の演算結果が出力されるの
で、見掛け上は1単位時間当り1回の演算が処理できる
ことになる。初期化INIT処理ではアドレス制御器3
の初期化または繰返しを行なうための再設定を行なう。
アドレスの初期化処理は1ブロックの処理の終了毎に必
要となる。したがって、この場合は、バタフライ演算の
2回の実行毎に初期化処理が行われる。上記初期化処理
の実行によりパイプライが乱れるため、1回の演算当り
3単位時間かかることになる。同様に、1列目の処理で
は、バタフライ演算の1回の実行毎に初期化処理が行わ
れるのでパイプライの効果がなくなり、1回の演算当り
5単位時間かかるというものであった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の信号処
理回路は、パイプライン処理におけるバタフライ演算の
所定回の実行毎に初期化処理が行われ、その都度パイプ
ラインが乱れるため、実質的な処理時間が増加するとい
うという欠点があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の信号処理回路
は、高速フーリエ変換の演算を実行する演算手段と、前
記演算のデータを格納する記憶手段と、前記記憶手段の
前記データの入出力アドレスを制御するアドレス制御手
段とを備える信号処理回路において、前記アドレス制御
手段からの出力アドレスの予め定めたビット数の下位ビ
ットを最下位ビット方向に1ビット分回転して変換アド
レスを出力するアドレス変換手段を備えて構成されてい
る。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0013】図1は本発明の信号処理回路の一実施例を
示すブロック図である。
【0014】本実施例の信号処理回路は、図1に示すよ
うに、従来例と同様のアドレス制御器3と、インストラ
クションデコーダ4と、演算器5と、メモリ6と、アド
レスバス7と、データバス8と、プログラムメモリ9と
に加えて、アドレス制御器3から出力されるアドレスを
指定の回転ビット数分最下位ビット方向に回転してアド
レスを変換するアドレス変換器1と、上記回転ビット数
を指定する値を格納するレジスタ2とを備えて構成され
ている。
【0015】次に、本実施例の動作について説明する。
【0016】まず、プログラムメモリ9から読出した命
令をインストラクションデコーダ4が解析し、演算器5
とアドレス制御器3とを制御する。FFTの各段の処理
を開始する前に、レジスタ2に処理を行う列の番号と同
一の値を設定し、アドレス制御器3を初期設定する。ア
ドレス制御器3の出力アドレスAは、アドレス変換器1
により、レジスタ2に設定した回転ビット数Bのビット
数の下位ビットを最下位ビット方向に1ビット回転して
アドレス変換し、この変換アドレスACをアドレスバス
7に出力する。
【0017】図2は、アドレス変換器1の構成の一例を
示すブロック図である。アドレス制御器3からのアドレ
スAは下位ビットマスク器11と、下位ビット回転器1
2とに入力される。下位ビットマスク器11は、アドレ
スAのビットのうち回転ビット数Bの数の下位ビットの
値を0にした値である下位ビットマスクアドレスAMを
出力する。下位ビット回転器12は、アドレスAのビッ
トのうち回転ビット数Bの数の下位ビットを最下位ビッ
ト方向に1ビット回転した値である下位ビット回転アド
レスARを出力する。下位ビットマスクアドレスAMと
下位ビット回転アドレスARとは、アドレスバス合成器
13により合成され、変換アドレスACとしてアドレス
バス7に出力される。
【0018】変換アドレスACにより指定されたメモリ
6のアドレスのデータDがデータバス8に出力される。
このデータDを演算器5が読込む。次に、演算の対とな
る信号データDPをメモリ6から読出すために、アドレ
ス制御器3の出力アドレスAを1だけ増加させる。この
アドレスAもアドレス変換器1によりアドレスACに変
換されてアドレスバス7に出力され、信号データDPが
演算器5に入力され演算を行なう。
【0019】演算器5の出力である演算結果Sは、入力
と同様の方法でメモリ6に格納される。すなわち、アド
レス制御器3からのアドレスAは、アドレス変換器1に
よりアドレスACに変換されてアドレスバス7に出力さ
れる。メモリ6のアドレスACに、上記演算結果Sを格
納する。次に、アドレス制御器3の出力アドレスAを1
だけ増加させる。このアドレスAもアドレス変換器1に
よりアドレスACに変換されてアドレスバス7に出力さ
れ、信号データDPの演算結果SPをメモリ6に格納す
る。
【0020】以上の処理は、図3に示すように、パイプ
ライン処理により実行する。また、以上の処理を1回の
最小単位の処理としてFFT演算を行なうが、アドレス
の初期設定は各列の演算の開始時にだけ行なう。したが
って、演算中のアドレスの再設定処理はなくなり、パイ
プラインの乱れは解消される。図3は、従来例と同様の
8点のFFTの1列分のパイプライン処理の例を示し、
8単位時間で全処理が完了する。また、1列目〜3列目
のどの列でも処理時間は同一である。したがって、3列
分の処理に24単位時間かかる。一方、従来例では、1
列目で20単位、2列目で12単位、3列目で8単位時
間かかり、合計で40単位時間かかる。したがって、本
実施例の方が16単位分の処理時間を短縮できる。
【0021】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限られることなく種々の変形が可能で
ある。
【0022】たとえば、アドレス変換回路の入力側に入
力アドレスの最下位ビットを反転する最下位ビット反転
器を設け、アドレス変換したアドレスの最下位ビットを
反転することにより、バタフライ演算の対となる信号の
演算順序を反転させることも本発明の主旨を逸脱しない
限り適用できることは勿論である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の信号処理
回路は、アドレス制御手段の出力アドレスの指定ビット
数の下位ビットを最下位ビット方向に1ビット分回転す
ることにより変換アドレスを出旅するアドレス変換手段
を備えることにより、初期化処理は各列の演算の開始時
にだけ行なわれ演算中のアドレスの再設定処理はなくな
り、パイプラインの乱れは解消されるので、実質的な処
理時間が短縮されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の信号処理回路の一実施例を示すブロッ
ク図である。
【図2】本実施例の信号処理回路におけるアドレス変換
器の構成の一例を示すブロック図である。
【図3】本実施例の信号処理回路におけるパイプライン
演算の一例を示す図である。
【図4】従来の信号処理回路の一例を示すブロック図で
ある。
【図5】高速フーリエ変換の演算の一例とバタフライ演
算の一例をそれぞれを示す図である。
【図6】従来の信号処理回路におけるパイプライン演算
の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 アドレス変換器 2 レジスタ 3 アドレス制御器 4 インストラクションデコーダ 5 演算器 6 メモリ 7 アドレスバス 8 データバス 9 プログラムメモリ 11 下位ビットマスク器 12 下位ビット回転器 13 アドレスバス合成器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速フーリエ変換の演算を実行する演算
    手段と、前記演算のデータを格納する記憶手段と、前記
    記憶手段の前記データの入出力アドレスを制御するアド
    レス制御手段とを備える信号処理回路において、 前記アドレス制御手段からの出力アドレスの予め定めた
    ビット数の下位ビットを最下位ビット方向に1ビット分
    回転して変換アドレスを出力するアドレス変換手段を備
    えることを特徴とする信号処理回路。
  2. 【請求項2】 前記アドレス変換手段が、前記ビット数
    の指定値を格納する回転ビット数指定レジスタと、 前記出力アドレスを入力し前記指定値により指定された
    前記下位ビットの値を0にした値である下位ビットマス
    クアドレスを出力する下位ビットマスク器と、 前記出力アドレスを入力し前記指定値により指定された
    前記下位ビットを前記最下位ビット方向に1ビット分回
    転した値である下位ビット回転アドレスを出力する下位
    ビット回転器と、 前記下位ビットマスクアドレスと前記下位ビット回転ア
    ドレスとを合成し前記変換アドレスを出力するアドレス
    バス合成器とを備えることを特徴とする請求項1記載の
    信号処理回路。
JP4130354A 1992-05-22 1992-05-22 信号処理回路 Pending JPH0668123A (ja)

Priority Applications (2)

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JP4130354A JPH0668123A (ja) 1992-05-22 1992-05-22 信号処理回路
US08/066,681 US5430667A (en) 1992-05-22 1993-05-24 Hardware arrangement for fast fourier transform having improved addressing techniques

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JP4130354A JPH0668123A (ja) 1992-05-22 1992-05-22 信号処理回路

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ID=15032386

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Effective date: 19980224