JPS5887655A - パイプライン高速フ−リエ変換装置 - Google Patents
パイプライン高速フ−リエ変換装置Info
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- JPS5887655A JPS5887655A JP56187142A JP18714281A JPS5887655A JP S5887655 A JPS5887655 A JP S5887655A JP 56187142 A JP56187142 A JP 56187142A JP 18714281 A JP18714281 A JP 18714281A JP S5887655 A JPS5887655 A JP S5887655A
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- memory
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/14—Fourier, Walsh or analogous domain transformations, e.g. Laplace, Hilbert, Karhunen-Loeve, transforms
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発tiはフーリエfIIllをパイプライン式演算
によpi4速屍で行うパイプライン高速lフーリエに羨
装皺KMする。 フーリエ変換をデジタル的に実行する良めに、時間領域
及びw4波数領域の双方の離散的なサンプルで、しかも
有限個のサンプルだけを対象とする離散的フーリエ変換
が行われる。入力時系列データ、つ箇9時間領域の離散
的なサンプルfXφ)とし、スペクトル成分、即ちje
lly数領域の層領域なサンプルをX1c)とし、サン
プル点数t−N冨−1従ってpは0乃量N−1,同@f
CkもO乃至N−1の整数であp1励転因子t−w■e
−jV−とし、Wpは複素平面上の単位円上の各点(l
のN1機の1点)K対応する。この場合鵬散的フーリエ
賀換は次の0)式で表わせる。 シー1 p;―この
廟散的フーリエ変換を高速度に演算するアルゴリズムと
して、いわゆるバタフライ演算の基本演算を繰返すこと
によって行う手frRがある。例えばクーリー・チュー
キーのアルゴリズムは次の通りである。即ちサンプル入
カ信勺を偶数、奇数で分割すると(1)式0次の(2弐
に書ける。 WA+−・B (3)このN点
のサンプルからなる離散的フーリエ変びBに分割された
ことになる。iI!KN−とN−1との蘭のkの範囲内
においては Wk=−Wk−■ となる。よってこのkの範囲内では ム−wk■として
一般に演算返れる。っまり0乃至T−1なるkの範囲内
において^+W&CBと^−WkBとの演算を帰納的に
噛ル返すことによって高速度フーリエ変換を行うことが
できる。この演算は總311に示すように入力^、B%
(ロ)転因子ykに対してA−1kaの出力を^0とし
、A−WkBの出力を81とすることt−表構し、これ
はいわゆるバタフライ演算と呼ばれている。これらA、
B、^’ 、 B’ 、 WFX実部と虚部とがあル、
従ってこのバタフライ演算は次式t−演算することKな
る。 例えは入力時系列のサンプルがX、乃至X□の161゛
−の場合は第2図に示すようにその各8点ずれ良入力の
二つずつKついてのバタフライ演算を行う醜1ステージ
と、その演算la来について廻にバタフライ演算を行う
菖2ステージと、以下同憬にしてこの場合は16111
2’よp%謳4ステージにおけるバタフライ演算によっ
て1IIl数的−波数スベクトルX0乃至X8.が得ら
れる。 このように為速度フーリエ変換はバタフライ演算の繰ル
返しとして得られるため、従来からパイプライン方式の
演算が用いられてき良。しかし各演算ステージにおいて
行われる演算のデータの臘合せ及び回転因子はステージ
ごとに奥なるえめ全体の回路の構成が複−でシフトレジ
メタなどの遍延嵩子を多く使ってデータOa合せを決定
して訃り、輪11構成が大がかシなものとなってい良。 −刀ソフトウエア制御で一つのステージについての演算
を行うとその結果をメモリに記憶し、これを読出して次
のステージのバタフライ演算を行匹、その場合そのメモ
リに対する格納アドレスをステージごとに興なる特殊な
アドレス尭生−路を用いて発生する必要があり、またこ
の場合においては1ステージずつ演算する丸め演算運1
は6普夛早いものは物られなかった。 この発明の目的は藺単な胞路瞬成で、しか%高速度に演
算を行うことができるパイプツイン高遭寂フーリエf換
装置
によpi4速屍で行うパイプライン高速lフーリエに羨
装皺KMする。 フーリエ変換をデジタル的に実行する良めに、時間領域
及びw4波数領域の双方の離散的なサンプルで、しかも
有限個のサンプルだけを対象とする離散的フーリエ変換
が行われる。入力時系列データ、つ箇9時間領域の離散
的なサンプルfXφ)とし、スペクトル成分、即ちje
lly数領域の層領域なサンプルをX1c)とし、サン
プル点数t−N冨−1従ってpは0乃量N−1,同@f
CkもO乃至N−1の整数であp1励転因子t−w■e
−jV−とし、Wpは複素平面上の単位円上の各点(l
のN1機の1点)K対応する。この場合鵬散的フーリエ
賀換は次の0)式で表わせる。 シー1 p;―この
廟散的フーリエ変換を高速度に演算するアルゴリズムと
して、いわゆるバタフライ演算の基本演算を繰返すこと
によって行う手frRがある。例えばクーリー・チュー
キーのアルゴリズムは次の通りである。即ちサンプル入
カ信勺を偶数、奇数で分割すると(1)式0次の(2弐
に書ける。 WA+−・B (3)このN点
のサンプルからなる離散的フーリエ変びBに分割された
ことになる。iI!KN−とN−1との蘭のkの範囲内
においては Wk=−Wk−■ となる。よってこのkの範囲内では ム−wk■として
一般に演算返れる。っまり0乃至T−1なるkの範囲内
において^+W&CBと^−WkBとの演算を帰納的に
噛ル返すことによって高速度フーリエ変換を行うことが
できる。この演算は總311に示すように入力^、B%
(ロ)転因子ykに対してA−1kaの出力を^0とし
、A−WkBの出力を81とすることt−表構し、これ
はいわゆるバタフライ演算と呼ばれている。これらA、
B、^’ 、 B’ 、 WFX実部と虚部とがあル、
従ってこのバタフライ演算は次式t−演算することKな
る。 例えは入力時系列のサンプルがX、乃至X□の161゛
−の場合は第2図に示すようにその各8点ずれ良入力の
二つずつKついてのバタフライ演算を行う醜1ステージ
と、その演算la来について廻にバタフライ演算を行う
菖2ステージと、以下同憬にしてこの場合は16111
2’よp%謳4ステージにおけるバタフライ演算によっ
て1IIl数的−波数スベクトルX0乃至X8.が得ら
れる。 このように為速度フーリエ変換はバタフライ演算の繰ル
返しとして得られるため、従来からパイプライン方式の
演算が用いられてき良。しかし各演算ステージにおいて
行われる演算のデータの臘合せ及び回転因子はステージ
ごとに奥なるえめ全体の回路の構成が複−でシフトレジ
メタなどの遍延嵩子を多く使ってデータOa合せを決定
して訃り、輪11構成が大がかシなものとなってい良。 −刀ソフトウエア制御で一つのステージについての演算
を行うとその結果をメモリに記憶し、これを読出して次
のステージのバタフライ演算を行匹、その場合そのメモ
リに対する格納アドレスをステージごとに興なる特殊な
アドレス尭生−路を用いて発生する必要があり、またこ
の場合においては1ステージずつ演算する丸め演算運1
は6普夛早いものは物られなかった。 この発明の目的は藺単な胞路瞬成で、しか%高速度に演
算を行うことができるパイプツイン高遭寂フーリエf換
装置
【提供することにある。
この発明によれば各演算ステージに対応してそれぞれ入
出力用のall、第2メモリと、回転因子記憶用のtS
Sメモリと、釘にパイプライン方式によるバタフライ演
算を行う演算二ニットとが設けられる。筐たJ&#I演
算結果を出力するバッファメモリが二つ設けられ、これ
ら各ステージの演算は共通の制御1 !Lxットによシ
1tlI御され、漣に各ステージのメモリをアクセスす
るためのアドレスを発生するアドレスレジスタ具エツト
が共通に設けられる。各ステージKkけるパイプライン
方式で行われたバタフライ演算のia果は次のステージ
のその時読出されてない方の即ち畳込み側の入出力用メ
モリに書込まれて全ステージ全体としてのパイプライン
演算が行われる。略に先に述べ良ように各メモリをアク
セスするためのアドレスは共通のアドレスレジスタ具エ
ツトから発生畜れるが、その演算結果を記憶する丸めの
書込み用アドレス線と第1#jr目のステージのメモリ
の書込みアドレス線とはその下位置ビットだけが上位方
向に傭塙的Klビットだけずらされて接続される。 第3図はこの尭明による高速置ツーリエ変換装置の一例
を示し、この例においては入力時系判ナンプkX、乃至
x−,のN11l(N”’F)が端子11よ〕入力され
てフーリエ変換される場合でTo)、そのサンプル数N
■Pと対応して演算ステージは81乃至8m0n個のス
テージが設けられる。各演算ステージにおいては入出力
用の第11第2メモ’JMis−Miの二つのメモリが
設けられる。ここで1はl乃至mの整数である。普九−
転因子用龜3メ峰り鳩、が設けられ、−にそれぞれ演算
JLニツ)AU4が設けられる。 各演算ステージの全メモリは共通のアドレスレジスタエ
エツ)11よ〕のアドレスによってアドレス指定される
。即ち続出し用のアドレス纏1Bは各ステージのMl、
m2人出力用メモリMh−Misと1−因子用の1g3
メモリとにそれぞれ接続され、筐た書込み用のアドレス
−五4は各ステージの縞1.!1142人出カメモリM
it 、 Mix Kそれでれ接続されている。これら
各ステージにおいて入出力用の#11、第2メモリMh
1M1Iはその一方が続出される伏IKめり、その時
は読出しアドレス@13よのアドレスでアクセスされ、
他方に書込み用として用いられ、書込み用アドレス−】
4上のアドレスでアクセスされる。筐た各ステージにお
いてその入出力用のI41%耐2メモリ鳩、。 肖麿とl&lll1i因子用の第3メモリM1eよりの
読出された各データFJ対応する演llL:Lニツ)A
UIに供給される。各演算エエッ)AUtで演算された
Ml米は次段のステージ8i+□のgl、m2人出カメ
モリUi+s−、Mj+t、m K供給されてその時続
出しに用いられてない方のメモリKIIF込み用アドレ
ス−14上のアドレスで指定されて書込まれる。 總lステージS、に対する入出力用メモリM。。 MIK対しては入力端子11よpのフーリエKmされる
べきデータが畳込νれる。また最#1段のステージ輻の
誠算具ニットへ1の演算結1IIkは出力用バッファメ
モリM11 e M6gの一万KV込まれる。 この出力用メモリMI、 I M、、−読出し4113
及び書込み1114の何れによってもそれぞれアクセス
可卯とされる。これらバッツァメモリM、、 、 M、
。 よCM出されたデータは出力端子15より外mに送り出
される。 この装置金体は劃(1141エニツ)16によって制御
される。従ってアドレスレジスタユニット)124この
制御具ニツ)16によって制御される。アドレスレジス
タユニット12は制御具エツト16からのマイクロ命令
をカウンタで計数することにより端子17より新えな耽
出し用アドレスを、端子18より新たな畳込み用アドレ
スをそれぞれ発生し、仁れらをそれぞれ続出し用アドレ
ス111B、書込み用アドレス@14に印加する。各演
算エエットへ〇iはこのバタフライ演算をパイプライン
弐に行うもので69、演算結果は先に述べたように次段
のステージに供給され、従ってステージ8.乃If〜は
ノー次縦続的に接続され、しか4これらが並列的に動作
し、つまp全体としてパイプライン動作するようにされ
る。 つま9例えけN=16の場合について第4−に示すよう
に演算区間T、においては箇ず入力端子よ、016−の
サンプルX・乃jiXtiが入出力用第1メモリM■に
書込すれ1次の演算区間T、においては入出力用總1メ
そり鳩、K畳込まれたデータが続出され、同時Kmaメ
モリM、、に記憶されてiる■転因子が読出され、これ
ら続出されたデータにりiてa算瓢エットムυ、におい
てバタフライ演算が行われ、つまり嬉2図の第1ステー
ジについて配−し九ようなバタフライ演算が行われ、こ
の演算結果は次々と醜2ステージの入出力用11E2メ
モリ鳩、Kll込壕れる。同時に入力端子11より入出
力用第2メモリMllに次の時系列データが取込まれる
。 次の演算区間T、においては82ステージのメモリM1
8及び励@因子用の第3メモリ鳩・が同時に続出畜れて
演算工具ットAU、において第2図に示Ll第2ステー
ジにシけるバタフライ演算が行われてそのm来は第3x
テージにおける入出力用第1メモリM@iK畳込まれる
。またこのとき新しいデータrjglステージの入出力
用第1メモリM、。 K書込オれる。以下11111K して屓次演算結釆は
次の演算ステージに送られ、かつ前段よりの演算結果が
入力されて同時にt*Iされ、演算区間T1において最
初に演算ステージ8.に入力されたデータにつhては演
算区間T、で#!4ステージにおいてバタフライ演算が
行われてこれが出力バッファのM、1に畳込まれる・ アドレスレジスタユニット12を共jkK用いてめるた
めこの例では例えに第2図において各ステージの入力デ
ータを図において上から願書に順次読出して行く場合に
おいては、各ステージの演算結果を次のステージのメモ
リに対する書込み時にその時の続出しアドレスと同一ア
ドレス位置に畳込む場合もあるが、その書込みアドレス
tfmする必要がある場合もある。その変換は各ステー
ジにおいて異なっており、この変換は次のようにして行
われる。1ステージ目にお^てはその下位のlビットを
順次上位に1ビツトずつずらして、従ってi番目(最も
上位)のビットは最下位ビットになるように循環的にず
らすように畳込みアドレス?llAl4と1ステージの
入出カメモリの書込み用アドレス−とを接続する。 即ち第5図に示すように第2ステージの演算値*P・乃
至PIsは読出し時のアドレス、っま9演算の**を2
進数で表わすと最下位b1より最上位b4オでの4ピツ
トで表わされ、このうち1仁2に応じて下位2ビットb
、 、 b、が上位側に1ビツトずつ憂され、つtn第
2ピッ)b、!8fi下位のビットb、lc$され、最
下位ビットb、が第2ピットb、に移され良アドレスと
畜れる。このアドレスに指定されて第2ステージの入出
カメモリに対して書込みか行われる。 fIlj鴫にして纂2ステージの演算結果Q、乃至Q、
は116図に示すようにその演算のMiIと対応した下
位3ビットb、乃jib、が上位側に循環的に1ビツト
だけずらされる。即ち最上位の第3プツトb、は最下位
ビットb、に移され、第2ビットb、は第8ビツトha
の位*[移され、最下位ビットb1は第2ピツ)b、に
擾される。このようにして得られた書込みアドレスが第
8ステージの入出力用メモリに対する書込みアドレスと
なる。lWlmにして龜7図に示すように琳3ステージ
の演算結果R・乃jlRtiを第4ステージの入出力用
メモリに書込む場合は、その下位4ビツト、つtnb、
乃jib、のみを循環的に上位側に1ビツトだけずらす
。従って最上位ビットb4が最下位ビットb、に移され
て書込みアドレスが得られる。なおmlステージの入出
力用メモリに対する畳込みアドレスはその入力データX
。 乃至xIIの願書に入力されるとき、その願書に対して
書込みアドレスは第8図に示す様に最上位ピッ)bsと
最下位ビットb1とが入れ替えられjた絡3ビットb8
と第2ビツトbIとが入れ、4if見られて書込みアド
レスが得られる。 このような畳込みアドレスを発生するににアドレスレジ
スタユニット12から書込みアドレス−14に、絖出し
時の或は演算願書を示すアドレスを発生し、その書込み
アドレス@14と各ステージの入出力用メモリの誓込み
アドレス−とをtiIkg#Aに示すようにMk枕すれ
ばよい。即ちmlステージ8、においてはその最上位ビ
ットと最下位ビットを入れ替えるようにして縁続し、1
g2ビツトと關3ビットを入れ替えて縁続し、第2ステ
ージ8.においては#I2ビットと第1ビツトのみを入
れ替え、第3Xテージ8.においてはアドレス[1!1
4の第3ビットb、をメモリのアドレスの第1ビツトに
接続L、@2ビットをメモリの#!3ビットに、#II
L’ットをメモリの第2ビツトにそれぞれ接続する。 以下@9mK示すような豪絖【すればよい。この第9図
に示すよう″&襞続をすれば誉込みアドレスとしては耽
出しアドレスと同IIK単KNI番に発生するだけでそ
の各ステージに対応した書込みアドレスが得られ、かつ
共通し良アドレス発生手段を利用できる〇 制御部16はマイクロプロダラムを解読実行することに
よって装置金体を制御する亀のであplその命令フィー
ルドは例えば@10図に示す通夛である。各ステージに
おける演算凰ニットAUlも制御具エツ)18によって
制御され、先に述ヘタようにパイプツイン演算によりバ
タフライ演算を行う。この眞算瓢エツトは第11図に示
す通プである。即ちマイクロ命令の命令状塾が@12図
に壓す状態で与えられ、この両前を解読することによっ
てm12図に示すようにり、乃至り0.8.乃至S4k
にSUBの制御信号が発生して第181114に示すよ
うな内容の命令が実行される。仁の結果このような命令
を用いて入出力用メモリから読出されたデータ中の凧1
図における入力AはレジスタLRに、入力データBはレ
ジスタJRに、回転因子はレジスタKRKそれぞれ格納
され、その後レジスタJR及びKRのデータは乗算器M
ULで乗算され、その結−Ji!はレジスタM RK−
格納される。囃にこの乗算結果位アキ1ムレータACC
ム又はACCBに格納される。そのgRkwI来WkB
は!ルテブレクサM、x、 t−通り、排他的髄壇和胞
路X・1を通シ、廻fcqルテブレクサM、□を通って
加算器へ〇DK4見られるがそのl@に排他的#a珊相
和回路一方の入力を全てC0へは奮v11とし、前看の
場合はその出力とレジスタLRの内容とを加算してA′
を得、倣1の場合はレジスタLRの内容と加算する際に
さらK”l”を加えてwl(Bの補数を得て加算結果に
BIt−得る。 これらにより第1図に示し九バタフライ演算がパイプラ
イン式に実行されるようにデータが入力され各部が11
!御される。演算結果はマルチプレクサMpx4を通じ
て次のステージに送ちれる。 演算ユニットにおけるパイプライン式バタフライ演算の
動作例のタイムチャートを鯖14図に示す、同一に示す
ようにバタフライ演算灯(4)式に示し良ように実数部
と虚数部とに分けて行われ、まずデータBと1gll1
i因子の虚数部の乗算が行われ■、次にその実数の乗算
が行われ01次に実数部と虚数部との乗1mが行われC
1これ七共に乗算結果の加算■−■と、データAの実数
部の取込みが行われ、かつこれらの加算が行われ、その
加算結果がRe(A’)として次のクロックで次のステ
ージのメモリMUへ移される。以下同様にパイプライン
式K(4)式の演算が実行される。 以上達ぺたようKこの発明によれば各ステージ内でパイ
プライン式にバタフライ演算が行われるとともにステー
ジの全体としてパイプライベの演算が行われ、乗算器の
使用効率カ嚇マ10091に増大するため高速屓に動作
し、しか1この各ステージに対して共通の制(th11
ユニット中アドレアドレス発生レスレジスタユニットを
利用するためその鶴成が1績る簡単である。
出力用のall、第2メモリと、回転因子記憶用のtS
Sメモリと、釘にパイプライン方式によるバタフライ演
算を行う演算二ニットとが設けられる。筐たJ&#I演
算結果を出力するバッファメモリが二つ設けられ、これ
ら各ステージの演算は共通の制御1 !Lxットによシ
1tlI御され、漣に各ステージのメモリをアクセスす
るためのアドレスを発生するアドレスレジスタ具エツト
が共通に設けられる。各ステージKkけるパイプライン
方式で行われたバタフライ演算のia果は次のステージ
のその時読出されてない方の即ち畳込み側の入出力用メ
モリに書込まれて全ステージ全体としてのパイプライン
演算が行われる。略に先に述べ良ように各メモリをアク
セスするためのアドレスは共通のアドレスレジスタ具エ
ツトから発生畜れるが、その演算結果を記憶する丸めの
書込み用アドレス線と第1#jr目のステージのメモリ
の書込みアドレス線とはその下位置ビットだけが上位方
向に傭塙的Klビットだけずらされて接続される。 第3図はこの尭明による高速置ツーリエ変換装置の一例
を示し、この例においては入力時系判ナンプkX、乃至
x−,のN11l(N”’F)が端子11よ〕入力され
てフーリエ変換される場合でTo)、そのサンプル数N
■Pと対応して演算ステージは81乃至8m0n個のス
テージが設けられる。各演算ステージにおいては入出力
用の第11第2メモ’JMis−Miの二つのメモリが
設けられる。ここで1はl乃至mの整数である。普九−
転因子用龜3メ峰り鳩、が設けられ、−にそれぞれ演算
JLニツ)AU4が設けられる。 各演算ステージの全メモリは共通のアドレスレジスタエ
エツ)11よ〕のアドレスによってアドレス指定される
。即ち続出し用のアドレス纏1Bは各ステージのMl、
m2人出力用メモリMh−Misと1−因子用の1g3
メモリとにそれぞれ接続され、筐た書込み用のアドレス
−五4は各ステージの縞1.!1142人出カメモリM
it 、 Mix Kそれでれ接続されている。これら
各ステージにおいて入出力用の#11、第2メモリMh
1M1Iはその一方が続出される伏IKめり、その時
は読出しアドレス@13よのアドレスでアクセスされ、
他方に書込み用として用いられ、書込み用アドレス−】
4上のアドレスでアクセスされる。筐た各ステージにお
いてその入出力用のI41%耐2メモリ鳩、。 肖麿とl&lll1i因子用の第3メモリM1eよりの
読出された各データFJ対応する演llL:Lニツ)A
UIに供給される。各演算エエッ)AUtで演算された
Ml米は次段のステージ8i+□のgl、m2人出カメ
モリUi+s−、Mj+t、m K供給されてその時続
出しに用いられてない方のメモリKIIF込み用アドレ
ス−14上のアドレスで指定されて書込まれる。 總lステージS、に対する入出力用メモリM。。 MIK対しては入力端子11よpのフーリエKmされる
べきデータが畳込νれる。また最#1段のステージ輻の
誠算具ニットへ1の演算結1IIkは出力用バッファメ
モリM11 e M6gの一万KV込まれる。 この出力用メモリMI、 I M、、−読出し4113
及び書込み1114の何れによってもそれぞれアクセス
可卯とされる。これらバッツァメモリM、、 、 M、
。 よCM出されたデータは出力端子15より外mに送り出
される。 この装置金体は劃(1141エニツ)16によって制御
される。従ってアドレスレジスタユニット)124この
制御具ニツ)16によって制御される。アドレスレジス
タユニット12は制御具エツト16からのマイクロ命令
をカウンタで計数することにより端子17より新えな耽
出し用アドレスを、端子18より新たな畳込み用アドレ
スをそれぞれ発生し、仁れらをそれぞれ続出し用アドレ
ス111B、書込み用アドレス@14に印加する。各演
算エエットへ〇iはこのバタフライ演算をパイプライン
弐に行うもので69、演算結果は先に述べたように次段
のステージに供給され、従ってステージ8.乃If〜は
ノー次縦続的に接続され、しか4これらが並列的に動作
し、つまp全体としてパイプライン動作するようにされ
る。 つま9例えけN=16の場合について第4−に示すよう
に演算区間T、においては箇ず入力端子よ、016−の
サンプルX・乃jiXtiが入出力用第1メモリM■に
書込すれ1次の演算区間T、においては入出力用總1メ
そり鳩、K畳込まれたデータが続出され、同時Kmaメ
モリM、、に記憶されてiる■転因子が読出され、これ
ら続出されたデータにりiてa算瓢エットムυ、におい
てバタフライ演算が行われ、つまり嬉2図の第1ステー
ジについて配−し九ようなバタフライ演算が行われ、こ
の演算結果は次々と醜2ステージの入出力用11E2メ
モリ鳩、Kll込壕れる。同時に入力端子11より入出
力用第2メモリMllに次の時系列データが取込まれる
。 次の演算区間T、においては82ステージのメモリM1
8及び励@因子用の第3メモリ鳩・が同時に続出畜れて
演算工具ットAU、において第2図に示Ll第2ステー
ジにシけるバタフライ演算が行われてそのm来は第3x
テージにおける入出力用第1メモリM@iK畳込まれる
。またこのとき新しいデータrjglステージの入出力
用第1メモリM、。 K書込オれる。以下11111K して屓次演算結釆は
次の演算ステージに送られ、かつ前段よりの演算結果が
入力されて同時にt*Iされ、演算区間T1において最
初に演算ステージ8.に入力されたデータにつhては演
算区間T、で#!4ステージにおいてバタフライ演算が
行われてこれが出力バッファのM、1に畳込まれる・ アドレスレジスタユニット12を共jkK用いてめるた
めこの例では例えに第2図において各ステージの入力デ
ータを図において上から願書に順次読出して行く場合に
おいては、各ステージの演算結果を次のステージのメモ
リに対する書込み時にその時の続出しアドレスと同一ア
ドレス位置に畳込む場合もあるが、その書込みアドレス
tfmする必要がある場合もある。その変換は各ステー
ジにおいて異なっており、この変換は次のようにして行
われる。1ステージ目にお^てはその下位のlビットを
順次上位に1ビツトずつずらして、従ってi番目(最も
上位)のビットは最下位ビットになるように循環的にず
らすように畳込みアドレス?llAl4と1ステージの
入出カメモリの書込み用アドレス−とを接続する。 即ち第5図に示すように第2ステージの演算値*P・乃
至PIsは読出し時のアドレス、っま9演算の**を2
進数で表わすと最下位b1より最上位b4オでの4ピツ
トで表わされ、このうち1仁2に応じて下位2ビットb
、 、 b、が上位側に1ビツトずつ憂され、つtn第
2ピッ)b、!8fi下位のビットb、lc$され、最
下位ビットb、が第2ピットb、に移され良アドレスと
畜れる。このアドレスに指定されて第2ステージの入出
カメモリに対して書込みか行われる。 fIlj鴫にして纂2ステージの演算結果Q、乃至Q、
は116図に示すようにその演算のMiIと対応した下
位3ビットb、乃jib、が上位側に循環的に1ビツト
だけずらされる。即ち最上位の第3プツトb、は最下位
ビットb、に移され、第2ビットb、は第8ビツトha
の位*[移され、最下位ビットb1は第2ピツ)b、に
擾される。このようにして得られた書込みアドレスが第
8ステージの入出力用メモリに対する書込みアドレスと
なる。lWlmにして龜7図に示すように琳3ステージ
の演算結果R・乃jlRtiを第4ステージの入出力用
メモリに書込む場合は、その下位4ビツト、つtnb、
乃jib、のみを循環的に上位側に1ビツトだけずらす
。従って最上位ビットb4が最下位ビットb、に移され
て書込みアドレスが得られる。なおmlステージの入出
力用メモリに対する畳込みアドレスはその入力データX
。 乃至xIIの願書に入力されるとき、その願書に対して
書込みアドレスは第8図に示す様に最上位ピッ)bsと
最下位ビットb1とが入れ替えられjた絡3ビットb8
と第2ビツトbIとが入れ、4if見られて書込みアド
レスが得られる。 このような畳込みアドレスを発生するににアドレスレジ
スタユニット12から書込みアドレス−14に、絖出し
時の或は演算願書を示すアドレスを発生し、その書込み
アドレス@14と各ステージの入出力用メモリの誓込み
アドレス−とをtiIkg#Aに示すようにMk枕すれ
ばよい。即ちmlステージ8、においてはその最上位ビ
ットと最下位ビットを入れ替えるようにして縁続し、1
g2ビツトと關3ビットを入れ替えて縁続し、第2ステ
ージ8.においては#I2ビットと第1ビツトのみを入
れ替え、第3Xテージ8.においてはアドレス[1!1
4の第3ビットb、をメモリのアドレスの第1ビツトに
接続L、@2ビットをメモリの#!3ビットに、#II
L’ットをメモリの第2ビツトにそれぞれ接続する。 以下@9mK示すような豪絖【すればよい。この第9図
に示すよう″&襞続をすれば誉込みアドレスとしては耽
出しアドレスと同IIK単KNI番に発生するだけでそ
の各ステージに対応した書込みアドレスが得られ、かつ
共通し良アドレス発生手段を利用できる〇 制御部16はマイクロプロダラムを解読実行することに
よって装置金体を制御する亀のであplその命令フィー
ルドは例えば@10図に示す通夛である。各ステージに
おける演算凰ニットAUlも制御具エツ)18によって
制御され、先に述ヘタようにパイプツイン演算によりバ
タフライ演算を行う。この眞算瓢エツトは第11図に示
す通プである。即ちマイクロ命令の命令状塾が@12図
に壓す状態で与えられ、この両前を解読することによっ
てm12図に示すようにり、乃至り0.8.乃至S4k
にSUBの制御信号が発生して第181114に示すよ
うな内容の命令が実行される。仁の結果このような命令
を用いて入出力用メモリから読出されたデータ中の凧1
図における入力AはレジスタLRに、入力データBはレ
ジスタJRに、回転因子はレジスタKRKそれぞれ格納
され、その後レジスタJR及びKRのデータは乗算器M
ULで乗算され、その結−Ji!はレジスタM RK−
格納される。囃にこの乗算結果位アキ1ムレータACC
ム又はACCBに格納される。そのgRkwI来WkB
は!ルテブレクサM、x、 t−通り、排他的髄壇和胞
路X・1を通シ、廻fcqルテブレクサM、□を通って
加算器へ〇DK4見られるがそのl@に排他的#a珊相
和回路一方の入力を全てC0へは奮v11とし、前看の
場合はその出力とレジスタLRの内容とを加算してA′
を得、倣1の場合はレジスタLRの内容と加算する際に
さらK”l”を加えてwl(Bの補数を得て加算結果に
BIt−得る。 これらにより第1図に示し九バタフライ演算がパイプラ
イン式に実行されるようにデータが入力され各部が11
!御される。演算結果はマルチプレクサMpx4を通じ
て次のステージに送ちれる。 演算ユニットにおけるパイプライン式バタフライ演算の
動作例のタイムチャートを鯖14図に示す、同一に示す
ようにバタフライ演算灯(4)式に示し良ように実数部
と虚数部とに分けて行われ、まずデータBと1gll1
i因子の虚数部の乗算が行われ■、次にその実数の乗算
が行われ01次に実数部と虚数部との乗1mが行われC
1これ七共に乗算結果の加算■−■と、データAの実数
部の取込みが行われ、かつこれらの加算が行われ、その
加算結果がRe(A’)として次のクロックで次のステ
ージのメモリMUへ移される。以下同様にパイプライン
式K(4)式の演算が実行される。 以上達ぺたようKこの発明によれば各ステージ内でパイ
プライン式にバタフライ演算が行われるとともにステー
ジの全体としてパイプライベの演算が行われ、乗算器の
使用効率カ嚇マ10091に増大するため高速屓に動作
し、しか1この各ステージに対して共通の制(th11
ユニット中アドレアドレス発生レスレジスタユニットを
利用するためその鶴成が1績る簡単である。
躯1図にバタフライ演算の表示を示す路線図、第2図は
高速度フーリエ演算の各ステージにおけるバタフライ演
IILt−示す図、#g3図はこの@l511によるパ
イプライン^速臘フーリエ変換装置の一例を示すブロッ
ク図、纂4図はそのパイプライン誠sb+作を吐明する
ための図、第5図乃至彫7図はそれぞれt込みアドレス
t−観明するための演算順序と曹込みアドレスの関係を
示す図、第8図線入力データの順番と書込みアドレスの
関4Ikt−示す図、#!9図ね餐込みアドレスの変換
を畳込みアドレス線の接続によって行う例を示す図、第
10図線マイクロ命令のフィールドを示す図、第11図
は演算ユニットの一例を示すブロック図、m12WJは
UI振ユニットの各部をきり御する信号とiイク薗命令
との関係を示す図、第18図は第12図に示し九醋令の
内容例を示す図、第14図は演算二ニットのパイプライ
ン演算の例を示すタイムチャートである。 11:入力端子、12:アドレスレジスタユニット、1
3:耽出しアドレス線、14:11込みアドレス線、1
5:出力端子、16:共通制御ユニット、8.乃至8I
n=ステージ、MS1〜鵬。 :入出力用第1%第2メモU、M、6〜へ。:回転因子
用第3メモリ、AU、乃’11 A Um :演算瓢エ
ツト%MO1,M・、:出力バッファメモリ。 代理人 単針 単 74図 オ 5 図 1 図 オ 6 図 オフ図 3宍1+qi序23A&ネ テ゛−夕 畜込ア
F゛し又b4へb2b1b4−叫す。 12 1100 Rn ILlt
J+10遼表示 10遼表本 表示 R′9 第10 図 左12 図 手絖輛止4#(自発) 昭和57年2月8日 へ許庁長″!i 腋 01重 3輛正をする省 事件との関係 特許出願人 4代 地 人 東京都新宿区新宿4−2−21相模ビ
ル5袖正の対酸 811h畳中発明の名称、特許請求
の範囲の一1発明の詳細な説明の欄および1圓の簡単な
岐例の迦藪簸」倉「パイフライン為迷フーリエ変換装置
」と訂正する。 C)明細書2頁5行、4負l〜2行、5貞3打、20行
〜6貞1行、7g42竹、17頁5行、7行「為速度7
−リエ」を「為速フーリエ」とそれぞれ訂正する。 (31ft1」誓3貞7行 を下記のとシシ訂正する。 以上 特許請求の範囲 (11人出力用第1、第2メモリと、fg1転因子が記
憶されるa!43メモリとパイプライン方式によるバタ
フライ演算を行なう演算ユニットとからなる複数個のス
テージと、IIk終演算着来が記憶される第1、第2出
力バツフアメ毎りと、各ステージにおけるバタフライ演
算をパイプライン方式で行わせるとともに、その演算結
未會次故のステージの入出力用M]、m2メモリの続出
されてない方のメモリへ畳込み、全ステージが全体とし
てバイブライン演算倉するように制御する制御ユニット
と、上記各ステージの各メモリに対するアクセスのため
の共通のアドレスを発生するアドレスレジスタユニット
と會X備するパイプライン高速7−リ1変*装置。 (2+ 上記ステージ中の第11I目に対する畳込み
アドレスと、上紐アドレスレジスタユニットカラの書込
みアドレス線とは下位の1ビツトか上位方向KIN場的
に1ビツトずつすらされて接続されていることを特徴と
する特許細氷の範−麹1項記幀のパイプライン^速フー
リエ変!l1lI懺置。
高速度フーリエ演算の各ステージにおけるバタフライ演
IILt−示す図、#g3図はこの@l511によるパ
イプライン^速臘フーリエ変換装置の一例を示すブロッ
ク図、纂4図はそのパイプライン誠sb+作を吐明する
ための図、第5図乃至彫7図はそれぞれt込みアドレス
t−観明するための演算順序と曹込みアドレスの関係を
示す図、第8図線入力データの順番と書込みアドレスの
関4Ikt−示す図、#!9図ね餐込みアドレスの変換
を畳込みアドレス線の接続によって行う例を示す図、第
10図線マイクロ命令のフィールドを示す図、第11図
は演算ユニットの一例を示すブロック図、m12WJは
UI振ユニットの各部をきり御する信号とiイク薗命令
との関係を示す図、第18図は第12図に示し九醋令の
内容例を示す図、第14図は演算二ニットのパイプライ
ン演算の例を示すタイムチャートである。 11:入力端子、12:アドレスレジスタユニット、1
3:耽出しアドレス線、14:11込みアドレス線、1
5:出力端子、16:共通制御ユニット、8.乃至8I
n=ステージ、MS1〜鵬。 :入出力用第1%第2メモU、M、6〜へ。:回転因子
用第3メモリ、AU、乃’11 A Um :演算瓢エ
ツト%MO1,M・、:出力バッファメモリ。 代理人 単針 単 74図 オ 5 図 1 図 オ 6 図 オフ図 3宍1+qi序23A&ネ テ゛−夕 畜込ア
F゛し又b4へb2b1b4−叫す。 12 1100 Rn ILlt
J+10遼表示 10遼表本 表示 R′9 第10 図 左12 図 手絖輛止4#(自発) 昭和57年2月8日 へ許庁長″!i 腋 01重 3輛正をする省 事件との関係 特許出願人 4代 地 人 東京都新宿区新宿4−2−21相模ビ
ル5袖正の対酸 811h畳中発明の名称、特許請求
の範囲の一1発明の詳細な説明の欄および1圓の簡単な
岐例の迦藪簸」倉「パイフライン為迷フーリエ変換装置
」と訂正する。 C)明細書2頁5行、4負l〜2行、5貞3打、20行
〜6貞1行、7g42竹、17頁5行、7行「為速度7
−リエ」を「為速フーリエ」とそれぞれ訂正する。 (31ft1」誓3貞7行 を下記のとシシ訂正する。 以上 特許請求の範囲 (11人出力用第1、第2メモリと、fg1転因子が記
憶されるa!43メモリとパイプライン方式によるバタ
フライ演算を行なう演算ユニットとからなる複数個のス
テージと、IIk終演算着来が記憶される第1、第2出
力バツフアメ毎りと、各ステージにおけるバタフライ演
算をパイプライン方式で行わせるとともに、その演算結
未會次故のステージの入出力用M]、m2メモリの続出
されてない方のメモリへ畳込み、全ステージが全体とし
てバイブライン演算倉するように制御する制御ユニット
と、上記各ステージの各メモリに対するアクセスのため
の共通のアドレスを発生するアドレスレジスタユニット
と會X備するパイプライン高速7−リ1変*装置。 (2+ 上記ステージ中の第11I目に対する畳込み
アドレスと、上紐アドレスレジスタユニットカラの書込
みアドレス線とは下位の1ビツトか上位方向KIN場的
に1ビツトずつすらされて接続されていることを特徴と
する特許細氷の範−麹1項記幀のパイプライン^速フー
リエ変!l1lI懺置。
Claims (2)
- (1)入出力用縞1、@2メモリと1回転因子が記憶さ
れる第3メモリとパイプツイン方式によるバタフライ演
算を行なう演算ユニットとからなる複数個のステージと
。 最終演算結果が記憶される第1.鮪2出力パツガメ峰り
と、各ステージにおけるバタフライ演算をパイプツイン
方式で行わせるとともに、その演算結果を次段のステー
ジの入出力用第1、第2メ毫りOIN出されてない方の
メモリへ書込み、全ステージが全体としてパイプライン
演算をするように制御する制御エエットと、上記各ステ
ージの各メモリに対するアクセスの丸めの共通のアドレ
スを尭生するアドレスレジスタユニットとを具備するパ
イプライン高速g7−リエ変換装置。 - (2)上記ステージ中の第i書目に対する書込みアドレ
スと、上記アドレスレジスタユニットからの書込みアド
レス線とは下位の量ビットが上位方間Kll壌的に1ビ
ツトずつずらされて接続されていることを特徴とする特
許請求のIM囲第1項紀献のパイプライン^遭度フーリ
エ質換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56187142A JPS5887655A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | パイプライン高速フ−リエ変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56187142A JPS5887655A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | パイプライン高速フ−リエ変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5887655A true JPS5887655A (ja) | 1983-05-25 |
JPS6220590B2 JPS6220590B2 (ja) | 1987-05-07 |
Family
ID=16200851
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56187142A Granted JPS5887655A (ja) | 1981-11-20 | 1981-11-20 | パイプライン高速フ−リエ変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5887655A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63167967A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-07-12 | エスジェーエス−トムソン ミクロエレクトロニクス エス.アー. | ディジタル信号処理集積回路 |
JP2007172157A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Samsung Electronics Co Ltd | Fft演算回路 |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP56187142A patent/JPS5887655A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63167967A (ja) * | 1986-12-22 | 1988-07-12 | エスジェーエス−トムソン ミクロエレクトロニクス エス.アー. | ディジタル信号処理集積回路 |
JP2007172157A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Samsung Electronics Co Ltd | Fft演算回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6220590B2 (ja) | 1987-05-07 |
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