JPH07282405A - Digital transversal filter - Google Patents

Digital transversal filter

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Publication number
JPH07282405A
JPH07282405A JP7043794A JP7043794A JPH07282405A JP H07282405 A JPH07282405 A JP H07282405A JP 7043794 A JP7043794 A JP 7043794A JP 7043794 A JP7043794 A JP 7043794A JP H07282405 A JPH07282405 A JP H07282405A
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JP
Japan
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transversal filter
taps
tap
multipliers
circuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7043794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Yamakawa
秀之 山川
Yoshiteru Ishida
嘉輝 石田
Naoki Sato
直喜 佐藤
Masakazu Hoshino
正和 星野
Terumi Takashi
輝実 高師
Shoichi Miyazawa
章一 宮沢
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 Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH07282405A publication Critical patent/JPH07282405A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To always suppress the power consumption to a minimum by varying the number of taps of a transversal filter conforming to an equalization charac teristic to be aimed at and suppressing a circuit scale, in a high speed digital transversal filter which is a parallel multiplication type and performs multi-step pipeline processing. CONSTITUTION:Partial product generating circuit 22, an adder circuit 23 and a flip flop 24 constitute one tap. This flip flop 24 is used as both a delay element between taps and a latch function for a pipeline. A logical product circuit 11 is a control means of the number of taps to be operated, and controls it with a 'select' signal. When 'select' signal is '1', all taps are operate, a transversal filter having 5 taps is realized. When 'select' signal is '0', taps in which coefficients h5, h4 are set such as the partial product generating circuits 22, 25, adder circuits 23, 26, flip flop circuits 34, 27 are not operated, and only remaining 3 taps are operated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置の再
生回路などに用いられる波形等化用のトランスバーサル
フィルタに関する。とくに、演算速度が高速でかつ磁気
ディスク媒体の内外周での記録再生特性の変化に合わせ
てトランスバーサルフィルタのタップ数を変化させる、
タップ長可変のディジタルトランスバーサルフィルタに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transversal filter for waveform equalization used in a reproducing circuit of a magnetic disk device. In particular, the number of taps of the transversal filter is changed according to the change in the recording / reproducing characteristics on the inner and outer circumferences of the magnetic disk medium, which has a high calculation speed.
The present invention relates to a digital transversal filter having a variable tap length.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁気ディスク装置の再生回路など
に用いられる高速のディジタルトランスバーサルフィル
タは、例えば電子情報通信学会編、ディジタル信号処理
ハンドブックpp243-245(1993年オーム社発行)に記述
されている、Boothのアルゴリズムによる部分積生成回
路とWallace tree法による部分積の加算回路を組み合せ
て並列乗算を行いトランスバーサルフィルタとする構成
があった。この構成によるトランスバーサルフィルタの
ブロック図を図2に示す。この図では、トランスバーサ
ルフィルタの各乗算器(以後タップとする)を独立した
部分積生成回路と部分積の加算回路で構成し、それぞれ
の乗算結果をWallace tree法による加算回路で総和を求
める構成となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a high-speed digital transversal filter used for a reproducing circuit of a magnetic disk device is described in, for example, Digital Signal Processing Handbook pp243-245 (published by Ohmsha in 1993) edited by The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. There was a configuration in which a partial product generation circuit using the Booth algorithm and a partial product addition circuit using the Wallace tree method were combined to perform parallel multiplication to form a transversal filter. A block diagram of a transversal filter having this configuration is shown in FIG. In this figure, each multiplier of the transversal filter (hereinafter referred to as a tap) is configured by an independent partial product generation circuit and partial product addition circuit, and the sum of each multiplication result is calculated by the addition circuit by the Wallace tree method. Has become.

【0003】また、図2に示したトランスバーサルフィ
ルタの回路規模を削減するために、図3のような構成も
用いられる。この構成では、図2における各タップの部
分積の加算回路と、各タップの乗算結果の総和を求める
ための加算回路を一つのWallace tree法による加算回路
としてまとめる構成となっている。
Further, in order to reduce the circuit scale of the transversal filter shown in FIG. 2, the configuration shown in FIG. 3 is also used. In this configuration, the adder circuit for the partial products of the taps in FIG. 2 and the adder circuit for obtaining the sum of the multiplication results of the taps are combined as one adder circuit by the Wallace tree method.

【0004】また、他の従来例として、特開昭61−1
07807号公報に示された構成がある。この構成では
図2のBoothのアルゴリズムによる部分積生成回路に代
えてメモリを用いた乗算回路を用いて、高速動作が可能
なトランスバーサルフィルタを構成している。
Further, as another conventional example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-1
There is a configuration disclosed in Japanese Patent Publication No. 07807. In this configuration, a transversal filter capable of high-speed operation is configured by using a multiplication circuit using a memory instead of the partial product generation circuit according to the Booth algorithm of FIG.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク媒体の記
録再生特性は、ディスクの最内周で高域特性の低下が大
きいのに対して最外周では高域特性の低下が小さい。波
形等化を行うトランスバーサルフィルタはおもに高域特
性の低下を補償するために用いられる。よって、高域特
性の低下が大きい最内周ではタップ数の多いトランスバ
ーサルフィルタが必要となるのに対して、高域特性の低
下が小さい最外周ではタップ数の少ないトランスバーサ
ルフィルタでよい。ここで、このトランスバーサルフィ
ルタは非常に高速な動作を要求されるため、並列乗算で
かつパイプライン処理を多用する構成となる。よって、
最内周の特性に合わせて、タップ数が多く多段のパイプ
ライン処理を行うトランスバーサルフィルタ回路を使用
しなければならない。
Regarding the recording / reproducing characteristics of the magnetic disk medium, the deterioration of the high frequency characteristics is large at the innermost circumference of the disk, whereas the deterioration of the high frequency characteristics is small at the outermost circumference. A transversal filter that performs waveform equalization is mainly used to compensate for the deterioration of high frequency characteristics. Therefore, a transversal filter having a large number of taps is required in the innermost circumference where the deterioration of the high frequency characteristic is large, whereas a transversal filter having a small number of taps is required in the outermost circumference where the deterioration of the high frequency characteristic is small. Here, since this transversal filter is required to operate at a very high speed, it has a configuration in which parallel multiplication and pipeline processing are frequently used. Therefore,
A transversal filter circuit with a large number of taps and performing multi-stage pipeline processing must be used according to the characteristics of the innermost circumference.

【0006】一方、磁気ディスク装置では消費電力の制
限が非常に厳しい。よって、最外周においてもタップ数
の多いトランスバーサルフィルタ回路を動作させるのは
消費電力の点で無駄が生じる。そこで、最外周でのデー
タ再生を行う際には、トランスバーサルフィルタの一部
のタップの動作を停止させて消費電力を低減する方法が
考えられる。しかし、図3に示した構成の回路では、各
タップで生成した部分積の和を求める加算回路がタップ
ごとに独立していない。よって、一部のタップのみ動作
を停止させようとした場合でも、加算回路64はすべて
動作させる必要があり、消費電力を十分に低減すること
ができない。図2の構成ならば、各タップごとの部分積
の加算回路が独立しているため、一部のタップのみ動作
を停止して消費電力を低減することができるが、この構
成は回路規模が大きいという問題が残る。
On the other hand, in the magnetic disk device, the power consumption is extremely limited. Therefore, operating the transversal filter circuit having a large number of taps even in the outermost periphery is wasteful in terms of power consumption. Therefore, when performing data reproduction at the outermost periphery, a method of stopping the operation of some taps of the transversal filter to reduce power consumption can be considered. However, in the circuit having the configuration shown in FIG. 3, the adder circuit for obtaining the sum of partial products generated at each tap is not independent for each tap. Therefore, even if it is attempted to stop the operation of only some of the taps, all of the adder circuits 64 need to be operated, and the power consumption cannot be sufficiently reduced. In the configuration of FIG. 2, since the partial product adder circuit for each tap is independent, it is possible to stop the operation of only some taps to reduce power consumption, but this configuration has a large circuit scale. The problem remains.

【0007】本発明の目的は、並列乗算型でかつ多段の
パイプライン処理を行う高速のトランスバーサルフィル
タにおいて、回路規模を抑えつつ、目的とする等化特性
に合わせてトランスバーサルフィルタのタップ数をかえ
て、常に消費電力を最小限に抑えることにある。
An object of the present invention is to provide a high-speed transversal filter which is a parallel multiplication type and which performs multi-stage pipeline processing, while suppressing the circuit scale and reducing the number of taps of the transversal filter in accordance with the desired equalization characteristic. Instead, it is always about minimizing power consumption.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、図2におけるタップ間の遅延の為に用
いていたフリップフロップを、各タップの部分積の加算
回路後段に用いて、パイプライン処理の為のフリップフ
ロップと兼用する。そして、最内周の特性に合わせたタ
ップ数の多い並列乗算型のトランスバーサルフィルタを
構成する。さらに、一部のタップの動作を制御する手段
を設け、内周側の波形等化を行う際には、全てのタップ
を動作させ、外周側の波形等化を行う際には一部のタッ
プを停止させて消費電力の低減を行う。
In order to solve the above problems, in the present invention, the flip-flop used for delay between taps in FIG. 2 is used in the subsequent stage of the adder circuit for the partial product of each tap. Also serves as a flip-flop for pipeline processing. Then, a parallel multiplication type transversal filter having a large number of taps according to the characteristics of the innermost circumference is configured. Furthermore, a means for controlling the operation of some of the taps is provided so that all the taps are operated when the waveform equalization on the inner circumference side is performed, and some taps are performed when the waveform equalization on the outer circumference side is performed. To stop the power consumption.

【0009】[0009]

【作用】タップ間の遅延のために用いていたフリップフ
ロップを各タップの部分積の加算回路の後段に配置する
ことによって、タップ間遅延のためのフリップフロップ
をパイプライン処理のためのフリップフロップと兼用す
ることができ、各タップを独立した回路にしながらかつ
回路規模を抑えることができる。また、各タップの回路
が独立しているため、一部分のみのタップの動作を制御
することができ、内周側の波形等化を行う際には、全て
のタップを動作させ、外周側の波形等化を行う際には一
部のタップの動作を停止させて消費電力を低減すること
ができる。
By arranging the flip-flop used for delay between taps in the subsequent stage of the adder circuit for the partial product of each tap, the flip-flop for delay between taps is replaced with the flip-flop for pipeline processing. The taps can be used in common, and each tap can be an independent circuit and the circuit scale can be suppressed. In addition, since the circuit of each tap is independent, it is possible to control the operation of only a part of the taps, and when performing equalization on the inner circumference side, all taps are operated and the waveform on the outer circumference side is operated. When equalization is performed, the operation of some taps can be stopped to reduce power consumption.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明によるトランスバーサルフィル
タの一実施例を、図を用いて説明する。図1は本発明に
よる最大で5タップのトランスバーサルフィルタ回路を
示すブロック図である。この図においてトランスバーサ
ルフィルタの入力信号は、磁気ディスク装置の再生信号
であり、これをアナログ/ディジタル変換器(ADC)
10でディジタル信号に変換したのちトランスバーサル
フィルタの入力信号とする。また、この図1の構成で
は、各タップでの部分積の生成にBoothのアルゴリズム
を用いず、通常の並列乗算を行っている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the transversal filter according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a transversal filter circuit having a maximum of 5 taps according to the present invention. In this figure, the input signal of the transversal filter is the reproduction signal of the magnetic disk device, which is converted into an analog / digital converter (ADC).
After being converted into a digital signal at 10, it is used as an input signal of the transversal filter. Further, in the configuration of FIG. 1, the normal parallel multiplication is performed without using the Booth algorithm for generating the partial product at each tap.

【0011】また、図4は図1に示したトランスバーサ
ルフィルタの動作を示すタイミングチャートである。以
下、このトランスバーサルフィルタの動作を説明する。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the transversal filter shown in FIG. The operation of this transversal filter will be described below.

【0012】まず、最内周でのデータ再生を想定し、5
つのタップ全てを動作させる場合を説明する。この場合
はタップ長の制御信号であるSELECT信号を’1’に設定
する。すると論理積11はスルーとなって全てのタップ
が動作する。また、トランスバーサルフィルタの入力信
号であるADC10の出力をInとする。添字のnは時刻
Tを示し、値が大きいほど時刻が新しいことを示す。
First, assuming data reproduction at the innermost circumference,
A case where all the two taps are operated will be described. In this case, the SELECT signal which is the tap length control signal is set to '1'. Then, the logical product 11 becomes through and all taps operate. Further, the output of the ADC 10 which is the input signal of the transversal filter is In. The subscript n indicates the time T, and a larger value indicates a newer time.

【0013】時刻8でのADC10の出力I8はFF12
にその値が取り込まれる。FF12の出力はADC10
の出力とは1T遅れるのでADC10がI8を出力して
いる時刻のFF12の出力はI7となる(図4のタイミ
ングチャート参照)。部分積生成回路22では、タップ
係数であるFF17の出力h5と被乗数であるFF12
の部分積を出力する。得られた部分積は、加算回路23
において部分積の総和が求められ、h5・I7に相当する
値が出力される。ただし、この時点では、加算回路23
の回路規模を少なくするために、キャリールックアヘッ
ド付きの加算処理を行う前の信号であり、出力データの
語長の約2倍の本数の信号線が出力されている。なお、
加算回路23は前述のディジタル信号処理ハンドブック
に記述されているWallace tree法を用いると回路規模と
動作速度の点で最も良いことが知られている。
The output I8 of the ADC 10 at time 8 is FF12.
The value is taken into. The output of FF12 is ADC10
The output of the FF12 becomes I7 at the time when the ADC10 outputs I8 (see the timing chart of FIG. 4) because the output is delayed by 1T. In the partial product generation circuit 22, the output h5 of the FF17 which is a tap coefficient and the FF12 which is a multiplicand.
Output the partial product of. The obtained partial product is added by the adder circuit 23.
At, the total sum of partial products is obtained, and a value corresponding to h5 · I7 is output. However, at this point, the adding circuit 23
In order to reduce the circuit scale of (1), the signal is before the addition process with carry look ahead, and the number of signal lines is about twice the word length of the output data. In addition,
It is known that the adder circuit 23 is best in terms of circuit scale and operating speed when the Wallace tree method described in the above-mentioned digital signal processing handbook is used.

【0014】加算回路23の出力h5・I7はFF24に
取り込まれる。ここでさきほどと同様に1Tの遅延が発
生するため、加算器23の出力がh5・I7の時のFF2
4の出力はh5・I6になる(図4のタイミングチャート
参照)。
The outputs h5 and I7 of the adder circuit 23 are fetched by the FF24. Here, as in the previous case, since a delay of 1T occurs, FF2 when the output of the adder 23 is h5 · I7
The output of 4 becomes h5 · I6 (see the timing chart in FIG. 4).

【0015】これらの処理と並列に、部分積生成回路2
5においてタップ係数h4とFF12の出力I7の乗算を
行う。得られた部分積は、FF24の出力と合わせて加
算回路26に入力され総和を求める。ここで、部分積生
成回路25の出力がh4・I7のとき、FF24の出力は
h5・I6となり、被乗数であるInの値が1時刻ずれ
る。これは、FF24によって1Tの遅延が発生したた
めで、すなわち、FF24が図2の構成におけるFF4
4のような、遅延素子の役目を果たしている。それと同
時に、図4のタイミングチャートから判るように、一つ
のタップの処理は、FF12からFF24までを1T以
内に行えば良いので、FF24はパイプライン処理用の
フリップフロップの役割も果たしている。加算回路26
では部分積h4・I7とh5・I6の総和、h4・I7+h5
・I6の値が出力され、FF27に取り込まれる。この
FFにおいても1Tの遅延が発生するので、同じ時刻で
のFF27の出力はh4・I6+h5・I5となる。
In parallel with these processes, the partial product generation circuit 2
In 5, the tap coefficient h4 is multiplied by the output I7 of the FF12. The obtained partial products are input to the adder circuit 26 together with the output of the FF 24, and the total sum is obtained. Here, when the output of the partial product generation circuit 25 is h4 · I7, the output of the FF 24 is h5 · I6, and the value of the multiplicand In is shifted by one time. This is because the FF 24 causes a delay of 1T, that is, the FF 24 is the FF 4 in the configuration of FIG.
4 plays the role of a delay element. At the same time, as can be seen from the timing chart of FIG. 4, since processing of one tap may be performed within 1T from FF12 to FF24, the FF24 also serves as a flip-flop for pipeline processing. Adder circuit 26
Then, the sum of partial products h4 · I7 and h5 · I6, h4 · I7 + h5
-The value of I6 is output and taken into FF27. Since a delay of 1T is also generated in this FF, the output of the FF 27 at the same time is h4 · I6 + h5 · I5.

【0016】以後、同様にして各タップの部分積とそれ
までの乗算結果の総和を加算し、FFで1Tの遅延をさ
せる処理を繰り返すことによってトランスバーサルフィ
ルタの演算処理を行う。FF36の出力は目的とするフ
ィルタ出力、h1・I6+h2・I5+h3・I4+h4・I3
+h5・I2の値が得られているが、この時点ではキャリ
ー処理を行っていないのでCLA37でキャリー付き加
算を行って最終的なフィルタ出力とする。
Thereafter, in the same manner, the partial product of each tap and the total sum of the multiplication results up to that point are added, and the processing of delaying 1T by the FF is repeated to perform the arithmetic processing of the transversal filter. The output of FF36 is the target filter output, h1 · I6 + h2 · I5 + h3 · I4 + h4 · I3
The value of + h5 · I2 is obtained, but since carry processing is not performed at this point, addition with carry is performed by the CLA 37 to obtain the final filter output.

【0017】次に、最外周でのデータ再生を想定し、係
数h4およびh5が設定されているタップの動作を停止さ
せ、残る3タップのみ動作させる場合を想定する。な
お、このとき使用するタップ係数h1,h2,h3は実際
の記録再生特性に合わせて再設定する必要があり、最内
周のとき設定したh1,h2,h3とは値が異なる。
Next, assuming the data reproduction at the outermost circumference, the operation of the taps for which the coefficients h4 and h5 are set is stopped and only the remaining three taps are operated. The tap coefficients h1, h2, h3 used at this time must be reset according to the actual recording / reproducing characteristics, and the values are different from the values h1, h2, h3 set at the innermost circumference.

【0018】まず、係数h4,h5が設定されているタッ
プの動作を停止するために、タップ長の制御信号である
SELECT信号を’0’に設定する。すると、論理積11の
出力はADC10の出力値にかかわらず常に’0’とな
る。よって、FF24,部分積生成25の出力も常に’
0’となり、FF27の出力はFF17,FF18に設
定されている係数h5、h4の値にかかわらず常に’0’
となる。ところで、高速で消費電力が少ないことを要求
されるディジタルトランスバーサル回路は、通常、CM
OS回路で構成される。CMOS回路の消費電力は、そ
れぞれの回路の出力信号の周波数にほぼ比例する。ここ
で、部分積生成回路22,25、加算回路23,26、
FF24,27の出力は常に’0’になるので、これら
の回路ではほとんど電力を消費しない。よって、この状
態では残る3タップ分の回路のみ電力を消費するので消
費電力を必要最小限に抑えることができる。
First, in order to stop the operation of the tap for which the coefficients h4 and h5 are set, a tap length control signal is used.
Set the SELECT signal to "0". Then, the output of the logical product 11 is always "0" regardless of the output value of the ADC 10. Therefore, the outputs of FF24 and partial product generator 25 are always
The output of FF27 is always "0" regardless of the values of the coefficients h5 and h4 set in FF17 and FF18.
Becomes By the way, a digital transversal circuit that requires high speed and low power consumption is usually a CM.
It is composed of an OS circuit. The power consumption of the CMOS circuit is almost proportional to the frequency of the output signal of each circuit. Here, the partial product generation circuits 22 and 25, the addition circuits 23 and 26,
Since the outputs of the FFs 24 and 27 are always "0", these circuits consume little power. Therefore, in this state, power is consumed only by the circuits corresponding to the remaining 3 taps, so that the power consumption can be suppressed to the necessary minimum.

【0019】また、図1に示した論理積11を用いず
に、FF17,18に設定する係数h5,h4を”0”と
しても同等の効果が得られる。このときのトランスバー
サルフィルタを図6に示す。この場合FF12の出力I
7はそのまま部分積生成回路22,25に入力される
が、乗数であるh5,h4が”0”なので、出力される部
分積の値はADC10の出力値にかかわらず常に”0”
である。よってこの場合も、部分積生成回路22,2
5、加算回路23,26、FF24,27ではほとんど
電力を消費しない。
Even if the coefficients h5 and h4 set in the FFs 17 and 18 are set to "0" without using the logical product 11 shown in FIG. 1, the same effect can be obtained. The transversal filter at this time is shown in FIG. In this case, the output I of FF12
Although 7 is directly input to the partial product generation circuits 22 and 25, since the multipliers h5 and h4 are "0", the output partial product value is always "0" regardless of the output value of the ADC 10.
Is. Therefore, also in this case, the partial product generation circuits 22 and 2
5, the adder circuits 23 and 26, and the FFs 24 and 27 consume almost no power.

【0020】これまでの説明では、5タップのトランス
バーサルフィルタを3タップのトランスバーサルフィル
タとして動作させる場合を例にしたが、タップ数の選択
を行う論理積11を複数個用いることによって、nタッ
プのトランスバーサルフィルタをmタップのトランスバ
ーサルフィルタ(m,nは整数かつm<n)として、任
意のタップ数に設定することができる。同様に、nタッ
プのトランスバーサルフィルタのうちm個のタップ係数
を”0”に設定することによって、(n−m)タップの
トランスバーサルフィルタとして動作させることができ
る。
In the above description, the case where the 5-tap transversal filter is operated as a 3-tap transversal filter has been taken as an example. However, by using a plurality of logical products 11 for selecting the number of taps, n-tap Can be set to an arbitrary number of taps as an m-tap transversal filter (m and n are integers and m <n). Similarly, by setting m tap coefficients of the n-tap transversal filter to “0”, it is possible to operate as a (n−m) -tap transversal filter.

【0021】ところで、磁気ディスクなどに用いるトラ
ンスバーサルフィルタでは、フィルタ出力の全ての桁の
値を必ずしも必要とせず、上位x桁のみ出力することが
ある。そこで、各タップでの乗算時に乗算結果の丸め処
理を行い、フィルタの回路規模を削減する方法が考えら
れる。このような丸め処理を含む乗算の例を図5に示
す。この図では、5bit固定小数どうしの掛算を通常
の並列乗算で行った場合の例である。
By the way, in a transversal filter used for a magnetic disk or the like, the values of all digits of the filter output are not necessarily required, and only the upper x digits may be output. Therefore, a method of rounding the multiplication result at the time of multiplication at each tap to reduce the circuit scale of the filter can be considered. An example of multiplication including such rounding processing is shown in FIG. In this figure, an example is shown in which multiplication between fixed numbers of 5 bits is performed by normal parallel multiplication.

【0022】図5において、乗数は5bitなので部分
積は5つ生成される。また、図中の「*」は拡張符号ビ
ットであり、乗数と被乗数の符号関係から値が決まる。
これらの部分積の総和である乗算結果を上位7桁(S3
の桁)に丸める処理を行う場合を考える。この場合は、
部分積の総和を求める際に上位8桁目(S2の桁)に対
して2進演算での0捨1入処理を行うため、さらにこの
桁に”1”を加え、従来と同様に部分積の総和を求め
る。得られた結果のうち下位3桁(S2,S1,S0)を
切り捨てて乗算結果とする。このような丸め処理は、Wa
llace tree法を用いた加算回路では容易に実現すること
ができ、かつ加算回路の回路規模の増加も少ない。よっ
て、図5に示した丸め処理を含む部分積の加算処理を、
図1に示した加算回路23,26,29,32,35に
適応することによって加算回路からの出力データ語長が
減るので、FF24,27,30,33,36および加
算回路26,29,32,35の回路規模を削減するこ
とができる。なお、このような乗算結果に対して丸め処
理を行った場合は、フィルタ出力の演算精度が問題とな
るが、トランスバーサルフィルタに要求されている演算
精度に対して十分低い桁で丸め処理を行うように設定す
ればよい。
In FIG. 5, since the multiplier is 5 bits, 5 partial products are generated. Also, "*" in the figure is an extension code bit, and its value is determined from the sign relation between the multiplier and the multiplicand.
The multiplication result, which is the sum of these partial products, is stored in the upper 7 digits (S3
Consider the case where rounding processing is performed. in this case,
When calculating the sum of partial products, the upper 8th digit (digit of S2) is rounded to 0 by a binary operation. Therefore, add "1" to this digit, Find the sum of. The lower three digits (S2, S1, S0) of the obtained result are cut off and used as the multiplication result. Such a rounding process is
The addition circuit using the llace tree method can be easily realized, and the increase in the circuit scale of the addition circuit is small. Therefore, the addition processing of partial products including the rounding processing shown in FIG.
Since the output data word length from the adder circuit is reduced by applying the adder circuits 23, 26, 29, 32 and 35 shown in FIG. 1, the FFs 24, 27, 30, 33 and 36 and the adder circuits 26, 29 and 32 are used. , 35 can be reduced. When the rounding process is performed on such a multiplication result, the calculation accuracy of the filter output becomes a problem, but the rounding process is performed with a digit sufficiently low with respect to the calculation accuracy required for the transversal filter. You can set it as follows.

【0023】なお、これまでは通常の並列乗算の場合を
説明したが、Boothのアルゴリズムなど他の乗算アルゴ
リズムを用いた乗算器構成とした場合でも、部分積の加
算部にWallace tree法を用いるならば、本発明はこれま
での説明と同様に適用することができる。
Although the case of normal parallel multiplication has been described so far, if the Wallace tree method is used for the addition unit of partial products even in the case of a multiplier configuration using another multiplication algorithm such as Booth's algorithm. For example, the present invention can be applied similarly to the above description.

【0024】次に、本発明によるトランスバーサルフィ
ルタを磁気ディスクに適用する場合を考えて、データ再
生を行う記録媒体の位置によってトランスバーサルフィ
ルタのタップ数を制御する実施例について説明する。図
7は、本発明によるトランスバーサルフィルタを含む磁
気ディスク装置を示すブロック図である。この図におい
て、磁気ディスク装置は、機構部品であるディスクドラ
イブ101と電子回路部102に大きく別れる。電子回
路部102は大きく四つのブロックから構成され、記録
再生処理を行う信号処理部103、磁気ヘッドの位置決
め制御を行うサーボ制御部104、ディスク装置とPC
/WSなどのホストコンピュータとのデータの送受信を
行うインターフェイス部106、電子回路部全体の制御
を行うマイクロプロセッサー部105からなる。このう
ち、本発明によるトランスバーサルフィルタは信号処理
部103に含まれる。
Next, considering the case where the transversal filter according to the present invention is applied to a magnetic disk, an embodiment in which the number of taps of the transversal filter is controlled according to the position of the recording medium for reproducing data will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a magnetic disk device including a transversal filter according to the present invention. In this figure, the magnetic disk device is roughly divided into a disk drive 101, which is a mechanical component, and an electronic circuit section 102. The electronic circuit unit 102 is roughly composed of four blocks, and includes a signal processing unit 103 that performs recording / reproducing processing, a servo control unit 104 that controls positioning of the magnetic head, a disk device and a PC.
An interface unit 106 for transmitting / receiving data to / from a host computer such as / WS, and a microprocessor unit 105 for controlling the entire electronic circuit unit. Among them, the transversal filter according to the present invention is included in the signal processing unit 103.

【0025】まず始めに、ホストコンピュータから、記
録媒体上の内周側に記録されたデータの再生要求がイン
ターフェイス部106に送られたとする。この命令はマ
イクロプロセッサ部105で解釈され、データ再生を行
う記録媒体上の位置が求められる。マイクロプロセッサ
105ではサーボ制御部104に対して磁気ヘッドを目
的の位置に移動させるよう命令を出すと同時に、信号処
理部に含まれるトランスバーサルフィルタのタップ数を
増やす(最大にする)ように制御する。この、トランス
バーサルフィルタのタップ数を増やす制御は前述の図1
におけるselect信号=”1”にすることであり、すでに
設定されている場合はタップ数は変化しない。これと同
時に、トランスバーサルフィルタの各タップに対して、
データ再生を行う位置に対応した適切な係数を設定す
る。このように、再生を行うヘッド位置によってトラン
スバーサルフィルタに設定する係数を変える方法は、特
願平4−190917号公報に記載されている。ただ
し、本発明の場合は、ヘッドの位置によって設定する係
数の数が異なる点に注意しなければならない。そして、
信号処理部103をデータ再生モードに切り変えた後、
実際のデータ再生を行う。
First, it is assumed that a request for reproducing data recorded on the inner circumference side of the recording medium is sent from the host computer to the interface section 106. This instruction is interpreted by the microprocessor unit 105, and the position on the recording medium for reproducing the data is obtained. The microprocessor 105 issues a command to the servo control unit 104 to move the magnetic head to a target position, and at the same time controls to increase (maximize) the number of taps of the transversal filter included in the signal processing unit. . This control for increasing the number of taps of the transversal filter is shown in FIG.
In this case, the select signal is set to "1", and the number of taps does not change if it is already set. At the same time, for each tap of the transversal filter,
Set an appropriate coefficient corresponding to the position for data reproduction. A method of changing the coefficient set in the transversal filter according to the position of the reproducing head is described in Japanese Patent Application No. 4-190917. However, it should be noted that in the case of the present invention, the number of coefficients to be set differs depending on the position of the head. And
After switching the signal processing unit 103 to the data reproduction mode,
Performs actual data playback.

【0026】次に、記録媒体上の外周側に記録されたデ
ータの再生を行う場合を考える。この場合も基本的な処
理手順は前述の内周側の再生の場合と同じである。ただ
し、外周側ではトランスバーサルフィルタの一部のタッ
プの動作を停止させるため、目的とする位置情報によっ
てマイクロプロセッサ105からトランスバーサルフィ
ルタに対して動作するタップ数を減らすように制御す
る。これは、図1において、select信号=”0”に設定
することに相当する。
Next, consider the case where the data recorded on the outer peripheral side of the recording medium is reproduced. In this case as well, the basic processing procedure is the same as in the case of reproduction on the inner circumference side described above. However, in order to stop the operation of a part of the taps of the transversal filter on the outer peripheral side, control is performed so that the number of taps operated by the microprocessor 105 for the transversal filter is reduced according to the target position information. This corresponds to setting the select signal = “0” in FIG.

【0027】さらに、データ再生を行うヘッドの位置に
よってトランスバーサルフィルタのタップ数をより細か
く制御する場合もまったく同様であり、磁気ディスク装
置内に設けたマイクロプロセッサがデータ再生を行う記
録媒体の位置によって、トランスバーサルフィルタの実
際に動作するタップ数を制御するようにすれば良い。
Further, the same applies to the case where the number of taps of the transversal filter is controlled more finely depending on the position of the head for data reproduction, and the microprocessor provided in the magnetic disk device operates according to the position of the recording medium for data reproduction. , It suffices to control the number of taps that the transversal filter actually operates.

【0028】ところで、近年になって磁気ディスク装置
などの記憶容量を増すために、記録媒体の内周側と外周
側で記録周波数を変えて線記録密度を常に一定とするC
DR(Constant Density Recording)技術が一般化してい
る。この場合、再生側のトランスバーサルフィルタの動
作周波数はそれぞれの記録周波数に合わせて変える必要
があるが、線記録密度が一定であるため、記録周波数を
基準としたときの高域特性の低下は、記録媒体の位置に
かかわらずほぼ一定となる。よって、これまでに説明し
てきたように、データ再生を行う記録媒体の位置によっ
てトランスバーサルフィルタのタップ数を変える必要性
が無くなる。しかし一方で、CDR技術を用いた場合は
記録媒体の外周側ほど記録周波数が高くなり、結果とし
て信号帯域が広くなって信号対雑音比が低下する。信号
対雑音比の低下は、再生データの信頼性低下をまねき好
ましくない。よって、記録媒体の外周側での信号対雑音
比の低下を補償するためにはより高精度な波形等化が必
要となり、そのためにはタップ数を増やしたトランスバ
ーサルフィルタを用いる必要がある。
By the way, in recent years, in order to increase the storage capacity of a magnetic disk device or the like, the recording frequency is changed on the inner and outer peripheral sides of the recording medium so that the linear recording density is always constant.
DR (Constant Density Recording) technology has become popular. In this case, the operating frequency of the transversal filter on the reproducing side needs to be changed according to each recording frequency, but since the linear recording density is constant, the deterioration of high frequency characteristics when the recording frequency is taken as a reference is It is almost constant regardless of the position of the recording medium. Therefore, as described above, there is no need to change the number of taps of the transversal filter depending on the position of the recording medium on which data is reproduced. On the other hand, however, when the CDR technique is used, the recording frequency becomes higher toward the outer peripheral side of the recording medium, resulting in a wider signal band and a lower signal-to-noise ratio. The decrease in the signal-to-noise ratio is unfavorable because it causes a decrease in the reliability of reproduced data. Therefore, more accurate waveform equalization is required to compensate for the decrease in the signal-to-noise ratio on the outer peripheral side of the recording medium, and for that purpose, it is necessary to use a transversal filter with an increased number of taps.

【0029】[0029]

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように本発明
によれば、磁気ディスク装置などに用いるディジタルト
ランスバーサルフィルタの回路規模を抑えつつ、かつ目
的とする等化特性に合わせてタップ数を変えられるた
め、消費電力を常に最小限に抑えることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the number of taps can be reduced according to the desired equalization characteristic while suppressing the circuit scale of the digital transversal filter used in the magnetic disk device or the like. Since it can be changed, the power consumption can always be minimized.

【0030】また、各タップにおける乗算結果に対して
丸め処理を行うことによって、トランスバーサルフィル
タの回路規模をさらに小さくすることができる。
By rounding the multiplication result at each tap, the circuit scale of the transversal filter can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるトランスバーサルフィルタを示す
図である。
FIG. 1 shows a transversal filter according to the present invention.

【図2】従来のトランスバーサルフィルタを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a conventional transversal filter.

【図3】従来のトランスバーサルフィルタを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a conventional transversal filter.

【図4】本発明によるトランスバーサルフィルタの動作
を示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the transversal filter according to the present invention.

【図5】丸め処理を含む乗算の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of multiplication including rounding processing.

【図6】本発明によるトランスバーサルフィルタの他の
実施例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the transversal filter according to the present invention.

【図7】本発明によるトランスバーサルフィルタを用い
た磁気ディスク装置を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a magnetic disk device using a transversal filter according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…トランスバーサルフィルタ、10…アナログディジ
タル変換回路、11…論理積、12,17,18,1
9,20,21,24,27,30,33,36,38
…フリップフロップ、22,25,28,31,34…
部分積生成回路、23,26,29,32,35…加算
回路、37…キャリールックアヘッド付き加算回路、1
01…ディスクドライブ部、102…電子回路部、10
3…信号処理部、104…サーボ制御部、105…マイ
クロプロセッサー、106…インターフェイス部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transversal filter, 10 ... Analog-digital conversion circuit, 11 ... Logical product, 12, 17, 18, 1
9, 20, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 38
... flip-flops, 22, 25, 28, 31, 34 ...
Partial product generation circuit, 23, 26, 29, 32, 35 ... Addition circuit, 37 ... Addition circuit with carry look ahead, 1
01 ... Disk drive section, 102 ... Electronic circuit section, 10
3 ... Signal processing unit, 104 ... Servo control unit, 105 ... Microprocessor, 106 ... Interface unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 直喜 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 星野 正和 東京都小平市上水本町五丁目22番1号株式 会社日立マイコンシステム内 (72)発明者 高師 輝実 神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社 日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 宮沢 章一 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099株式会社 日立製作所システム開発研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Naoki Sato 2880 Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Hitachi Ltd. Storage Systems Division (72) Inventor Masakazu Hoshino 5-22-1 Kamimizumotocho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Microcomputer System (72) Inventor Terumi Takashi 2880 Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Hitachi Storage Systems Division (72) Inventor Shoichi Miyazawa 1099 Ozenji, Aso-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Hitachi Systems Development Research Co., Ltd. In-house

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ディジタルトランスバーサルフィルタとマ
イクロプロセッサを備えたデータ記録装置であって、こ
のディジタルトランスバーサルフィルタがn個の乗算器
を備えたnタップのディジタルトランスバーサルフィル
タであり、各タップに対応する乗算器の後段に乗算器間
の遅延機能とパイプライン処理のためのラッチ機能を兼
用するフリップフロップが接続され、m個の乗算器のみ
動作を停止し、(n−m)個の乗算器を備えた(n−
m)タップのディジタルトランスバーサルフィルタとし
ても動作することができ、データ再生を行う記録媒体上
の位置によって該ディジタルトランスバーサルフィルタ
の実際に動作する乗算器の数を前記マイクロプロセッサ
が制御することを特徴とするデータ記録装置。ただし、
n,mは整数で、m<nとする。
1. A data recording device equipped with a digital transversal filter and a microprocessor, wherein the digital transversal filter is an n-tap digital transversal filter equipped with n multipliers and corresponds to each tap. Flip-flops having a delay function between the multipliers and a latch function for pipeline processing are connected to the subsequent stage of the multipliers to stop the operation of only m multipliers and (n−m) multipliers. (N-
m) It can also function as a tap digital transversal filter, and the microprocessor controls the number of multipliers that actually operate in the digital transversal filter according to the position on the recording medium for reproducing data. And a data recording device. However,
n and m are integers, and m <n.
【請求項2】n個の乗算器を備えたnタップのディジタ
ルトランスバーサルフィルタにおいて、各タップに対応
する乗算器の後段に乗算器間の遅延機能とパイプライン
処理のためのラッチ機能を兼用するフリップフロップが
接続され、m個の乗算器のみ動作を停止し、(n−m)
個の乗算器を備えた(n−m)タップのディジタルトラ
ンスバーサルフィルタとしても動作することができるこ
とを特徴とするディジタルトランスバーサルフィルタ。
ただし、n,mは整数で、m<nとする。
2. In an n-tap digital transversal filter having n multipliers, the multiplier function corresponding to each tap has a delay function between the multipliers and a latch function for pipeline processing. Flip-flop is connected, only m multipliers stop operation, (nm)
A digital transversal filter which can also function as an (n−m) tap digital transversal filter having a number of multipliers.
However, n and m are integers, and m <n.
【請求項3】n個の乗算器を備えたnタップのディジタ
ルトランスバーサルフィルタにおいて、各タップに対応
する乗算器の後段に乗算器間の遅延機能とパイプライン
処理のためのラッチ機能を兼用するフリップフロップが
接続され、各乗算器での出力を上位k桁となるように丸
め処理を行い、その結果を後段の乗算器に乗算結果を伝
える構成とすることを特徴とするディジタルトランスバ
ーサルフィルタ。
3. An n-tap digital transversal filter having n multipliers, which has a delay function between the multipliers and a latch function for pipeline processing after a multiplier corresponding to each tap. A digital transversal filter having flip-flops connected thereto, rounding the output of each multiplier so that the output has a high-order k digits, and transmitting the result to the multiplier at the subsequent stage.
【請求項4】請求項2のディジタルトランスバーサルフ
ィルタでかつ、各乗算器での出力を上位k桁となるよう
に丸め処理を行い、その結果を後段の乗算器に乗算結果
を伝える構成とすることを特徴とするディジタルトラン
スバーサルフィルタ。
4. The digital transversal filter according to claim 2, wherein the output from each multiplier is rounded so that it has a high-order k digits, and the result is transmitted to the multiplier at the subsequent stage. A digital transversal filter characterized in that
【請求項5】n個の乗算器を備えたnタップのディジタ
ルトランスバーサルフィルタにおいて、各タップに対応
する乗算器の後段に乗算器間の遅延機能とパイプライン
処理のためのラッチ機能を兼用するフリップフロップが
接続されていることを特徴とするディジタルトランスバ
ーサルフィルタ。
5. In an n-tap digital transversal filter having n multipliers, the multiplier function corresponding to each tap has a delay function between the multipliers and a latch function for pipeline processing. A digital transversal filter having flip-flops connected thereto.
JP7043794A 1994-04-08 1994-04-08 Digital transversal filter Withdrawn JPH07282405A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004206751A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device
US7215623B2 (en) 2003-02-26 2007-05-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Reproduction signal processing apparatus

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