JPS5922166A - 演算装置 - Google Patents

演算装置

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JPS5922166A
JPS5922166A JP13156882A JP13156882A JPS5922166A JP S5922166 A JPS5922166 A JP S5922166A JP 13156882 A JP13156882 A JP 13156882A JP 13156882 A JP13156882 A JP 13156882A JP S5922166 A JPS5922166 A JP S5922166A
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    • G06F7/544Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices for evaluating functions by calculation
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は一定檗位でサンブリングされた入力データに対
して当該大刀データ並びにそれ以前の出力ビータの関数
として表わされるデータを新だな出力データとして出力
する演算装置に1里する。
〔発明の技術的背景〕
この種の演算装置の一つにデジタル・フィルタがある。
第1図は2次の巡回型デジタル・フィルタの原理を模式
的に示すもので出力y(T)は y(T)=x(T)  B+−y(T−1)  B2・
yn 2)  ・・・(1)(ただしT=0.1.2・
・) として表現される。なお図中T。はサンブリング′周期
に対応した遅延時間を示すものである。第2図は第1図
の模式図をデノタル回路で実現した従来の巡回型デジタ
ル・フィルタの構成を示すブO、yり図である。図中1
1は各種変θが格納されるレジスタファイル(記憶部)
テあ名。
上記変数としては周期的にサンブリングされた入力デー
タx(T)、前回出力データy(T−1)、前々回出力
データy(T−2)、とれらのデータx(T)。
数、定数(この例ではB1+82 、t)があらかじめ
格納されている記憶部たとえばROM (ReadOn
ly Memory )である。これらレジスタファイ
ル11およびn0M12に対するアドレス情報は制御記
憶13から各ザンブリング周期毎に一定のII!序で繰
シ返し与えられるようになっている。
14はレジスタファイル11の出力とROM Z 2の
出力との乗算を行なう・乗算器である。15は加算器、
16は加算器の加算結果が一時置数されるテンポラリ・
レジスタ(以下、単にレジスタと称する)である。加算
器15は乗算器14の出力とレジスタ16の出力との加
算を行なう。
17は演算結果の佑合せ回路(以下、5CALと称する
)である。
このようなデジタル・フィルタでは、制御記憶13の制
御により第3図に示されるフローチャートに従った千1
同で演算処理が行なわれる。
すなわち、各サンプリング周期では、まず新しくサンブ
リングされた入力データx(T)がレノスタフアイル1
1のアドレス″0δ”の位置に格納される(処理A)。
この°時点でレジスタファイル1ノのアドレス” 10
 ”には前回出力データy(T−1)が、同じくアドレ
ス”11”には前前回出力データy(T−2)が格納さ
れており、入力データx(T)が格納されることにより
今回出力データy(T)を算出する準備が整う。そして
、制御われ、乗算器14、加算器15を用いて第3図に
示される如く処理Bが行なわれる。そして、処理Bの最
後の傅−算で求められたレジスタ16の内容が今回出力
データyCT)としてレノスタフアイル1ノのアドレス
“01 ”の位置に格納される。
ところで、上述の演算が行なわれるサンプリング周期T
における今回出力データy(T)、前回出力データY(
T−1)は、次のサンプリング周期T+1の時点では前
回出力データy(T−1,)、前々回出力データy(T
−2)となる。しかし、制御記憶13(のマイクロ70
ログラム)は例えば前回出力データy(T−1)を用い
た演算制御を行なう場合、レジスタファイル11に対し
てサン70+)7グ周期に無関係に固定のアドレス°’
 1 (1”を出力するので、次のサンプリング周期T
+1では前回出力データy(T−1)でなく前々回出力
データy(T−2)を用いた演算が行なわれる不都合カ
生シル。そこで従来のデジタル・フィルタでは、第3図
のフローチャートの処理Cに示されるように、成るサン
プリング周期Tにおける演算処理が終了した後、次のサ
ンプリング周期T+lにおける演算処理が開始される前
に出力データの移動を行なう処理が必要であった。−す
なわち処理Cでは、レジスタファイル11のアドレス“
10”に格納されているデータy(T−1)が当該レジ
スタファイル1ノのアドレス″11”に移される。これ
により前回出力データy(T−1)は次のサンプリング
周期において前々回出力データy(T−2)として正し
く処理される。同°じ〈レノスタフアイル°11のアド
レス°(01”に格納されたデータy(T)はアドレス
゛10”に移される。これにより今回出力データy(T
)は次のサンプリング周期において前回出力データy(
T−1)として正しく処理される。
〔背景技術の問題点〕
このように従来のデシタル・フィルタでは、各サンプリ
ング周期毎にレジスタファイル(記憶部)におけるデー
タ移動処理が必要となるため、処理速度が低下する欠点
があった。これは上述した前回出力データ、前々回出力
データのほかに更にそれ以前の多種類の出力データを必
要とするものにあっては一層顕著と々り問題であった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、一定単位で
サンプリングされた入力データに対して当該入力データ
並びにそれ以前の出力データの関数として表わされる新
たな出力データを演算により求める場合の処理速度が、
少量の・・−ドウエアを付加するだけで著しく向上する
演算装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は一定単位でサンプリングされた入力データに対
して当該入力データ並びにNサンシリング単位前壕での
出力データの関数として表わされるデータを新たな出力
データとして出力する演算装置において、次のサンプリ
ング単位での演算に備えてこれらN + I Nの出力
データが少なくとも格納される記憶部内でデータの移動
を行にうこと全不要とするものである。そこで本発明で
は、記憶部内に格納されている出力データを用いた演算
に際し、アクセス対象となる出力データの種類に一義的
に対応した第1種アドレス情報であって、上記N+1種
の出力データに対応する各アドレス情報が連続し、かつ
その上位L −mビット(ただしLはアドレス情報のビ
ット長、mはN+1≦2m  を満足する整数)が同一
である第1種アドレス情報を出力する制御記憶を設けて
いる。更に本発明では、制御記憶から出−力される第1
種アドレス情報と、サンプリング回数が2m回となる毎
に一巡するmビットの正規化ザンゾリング単位情報とに
より、同一の第1種アドレス情報であっても正規化サン
プリング単位情報が異なれば異なる第2nアドレス情報
であって、その下位mビットが各サンプリング単位毎に
巡回し、サングリジグ回数が2mとなる毎に一巡する第
2種アドレス情報を出力する組合せ回路を設け、この第
2種アドレス情報を記憶部を実際にアクセスするための
アドレス情報として用いるようにしている。すなわち本
発明は上記のような構成とすることにより、記憶部にお
いて連続する2m個のアドレス領域内のN+1個の領域
を各サンプリング単位毎に1アドレスずつずらしてサイ
クリックに使用するようにし、もって記憶部内の出力デ
ータの相対的移動を図り、記憶部内で実際に出力データ
を移動したのと同等の効果を得ようとするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。な
お、本実施例は演算装置が2次の巡回型デシタル・フィ
ルタの場合である。図中、11ノは各種変数が格納され
るレノスタフアイル(記憶部)、112は係数、定数が
あらかじめ記憶されている記憶部、例えばROMである
113は制御記憶、114は乗算器、115は加算器、
116はレジスタ(テンポラリ・レジスタ)、117は
5CAL (裕合せ回路)である。
制御記憶113は基本的に第2図の制御記憶13と同様
の制御機能を有している。制御記憶113が制御記憶1
3と異なる点は、後述するように第3図のフローチャー
トで示されている処理Cのようなデータ移動の処理ステ
ップを有していないことである。本実施例において、制
御記憶11′3はレノスタフアイル111においてアク
セス対象となるデータが入力データx(T)の場合にア
ドレスC3o−z (第2種アドレス情報)として“O
OO”を、今回出力データy(T)の場合にアドレスC
8o、として”100″を、前回出力データy(T−1
)の場合に同じ<”’101″を、前々回出力データy
(T−2)の場合に同じく”110”を一義的に出力す
るようになっている。ここで各出力データ(この例では
3種)に対応するアドレスC5o−2が連続しており、
かつその上位の1ビツトC8oが共通していることに注
意されたい。
118は組合せ回路である。組合せ回路11Bは制御記
憶113から出力されるアドレスc So−。
と正規化サンプリング単位情報TNORとによりレノス
タフアイル111に対する3ビツトのアドレスADO−
2(第2種アドレス情報)を出力するようになっている
。本実施例では、今回出力データを含むN(ただしN=
2)ザングリング周期前までのN+1種すなわち3種の
出力データ置を割り当てるようにしている。この領域の
す・イズ(2m)としては上記N+1より大きいか或い
はN+1に等しい2のべき乗の値が用いられる(本実施
例けN=2、m = 2の場合である)。
そして、m=2の場合、正規化ザンデリング単位情報T
NORとしてはサンシリング回数が2rn(ただしm=
2)回となる毎に一巡するm(=2)ビットの正規化サ
ンプリング単位情報TNORが用いられる。この正規化
サンプリング単位情報TNoRはサンシリング回数を示
すサンf IJング回数情報Tの下位m (= 2 )
ビットである。このサンプリング回数情報Tは例えばサ
ンプリング周期(サンプリング単位)に対応したクロッ
ク信号をクロック入力とする2進カウンタ(図示せず)
のカウント出力から得られる。さお、サンプリング回数
そのものを必要としない場合には、上記カウンタとして
はm(=2)ビット2進カウンタでよい。この場合には
当該カウンタのm (= 2 )ビットのカウント出力
がそのit上記正規化サすプリング単位情報TNOR(
以下、単にTNORと称する)となる。絹合せ回路11
8は第5図に示されるようにr −ト(以下、Gと称す
る)2θ1と2進減算器2θ2とを有している。G20
1は2ビツトのTNORを制御記憶11.7から出力さ
れるアドレスcso−2の上位の1ビ7トC8Oの論理
値に応じて出力制御する。
020ノの出力は減算器202の一方の入力部に入力さ
れる。減算器202の他方の入力部には上記アドレスc
so−2の下位m (= 2 )ビットcsl−2が入
力される。そしてアドレスC50−2の上位の1ピツ)
C8oと減算器202の減算結果(2ビツト)とが連結
され、3ビツトのアドレスADO2が生成される。
次に本発明の一実施例の動作を説明する。捷ず、組合せ
回路118の動作について説明する。
制御記憶113はアクセス対象データが入力データx(
T)の場合、アドレスC8o〜2としてooo ”を出
力する。組合せ回路118内の020ノはC3o=“0
”の場合、TNORの出力ヲ漿止する。したがって減算
器202の出力はアドレスC3o−2の下位2ピツ)C
8+−1に一致する。組合す回路118から出力される
アドレスADo−2はC8oと減算器202の出力との
連結情報であり、この場合にはC86−2(000″′
)に−秒する。すなわち組合せ回路118はcso−2
=“ooo ”の」場合、TNORの内容に無関係にア
ドレスADO−zとして”000”を出力する。まだ制
御言己憶1ノ、?はアクセス対象データが出力データy
(T)の場合、アドレスCS、−2として”’ 100
 ”  を出ブ7する。
C8o””’ビの場合、C2o1はTNORを減算2神
202に出力する。これにより減算器g2o2はC3I
−2TNORの2進減算を行なう。TNOrL=″00
#すなわちTが0.4.8.・・・の場合、減算Wi6
202の出力は”00”となり、TNOR−“OJ″す
なわちTが1.5.9.・・・の場合、減算器202の
出力は11 ”となる。同様にTNOR=” 10”す
なわちTが2.6,10.・・・の場合、TNO8=”
11”すなわちTが3.7.11.・・・の場合には減
算d% 202の出力はそれぞれ’IQ’、’01’と
なる。したがってアドレスcso−zが出力データy(
T)を出力され、これにより000”で示されるアドレ
ス位置にx(T)7=oが格納される(処理A’ )。
処理A′が終了すると、第6図のフローチャートに示さ
れているように処理B′が実行される。今、レジスタフ
ァイル111のADo−s=” 101 #、” 1.
10 ’で示されるアドレス位置にはそれぞれy(T−
1)r=o。
y(T2)T=Oが格納されているものとする。制御記
憶113はx(T)、 y(T−1) 、 y(T−2
)をアクセス対象とする場合、サンプリング回数に無関
係にそれぞれ固定のアドレスC3o−2=” 000 
”、” 101”。
” 1.10 ”  を出力する。T=0 (TNoR
=” 00 ”)の場合、組合せ回路118は前記衣に
示されているようにC3oJ =” 000 ”に対し
てはアドレスADo−,=″000″を、C8O,−2
=” 101. ”に対してはアドレスADo、、2=
″101 ″を、cso−2=″110”に対してはア
ドレスADO−2=” 110”を出力する。
この結果、制御記憶113が意識しているデータが正し
く読み出され、処理B′で示される手順で今回出力デー
タy(’r)T=oが得られる。制御記憶113ばy(
T)をアクセス対象とする場合、サンプリング回数に無
関係に固定のアドレスC3O−2= ” ]、 OO”
を出力する。T = O(TNOR−”00′)の場合
、組合せ回路118はC80,=” 100 ”に対し
てはアドレスADO−2−” 1.00”を出力する。
これによりy(T)r=oはレノスタフアイル11ノの
ADo−2=”100”で示されるアドレス位置に格納
される。
次にT=1(TNoR−”00”)となったものとする
。T=1においても、制御記憶113はx(T) 。
y(T−1,) 、 y(T−2)をアクセス対象とす
る場合、固定のアドレスC86−2=“000 ”、”
 101 ” 。
“410”を出力する。T=]、(TNOR=“01 
” )の場合、組合せ回路1ノ8はcso 2−“00
0”に対してはアドレスADO−2−″000″を、C
3O−2=゛101”に対してはアドレスADo 2 
=“100 ”を、cs02=″110′に対してはア
ドレスADO−z=゛101”を出力する(前記表参照
)。前回出力データy(T−1)を意識して制御記憶1
13より出力されたアドレスC3O−2= 1.01.
 ”に対応するアト。
レスADO−2=″100 ”で示されるレノスタフア
イル11ノのアドレス位置には、前述したように前回(
T=O)のサンプリング周間で得られた出力データy(
T)t=。が格納されている。このy (T ) T=
0は今回(T=1)のサンプリング周間では前回出力デ
ータy(T I)T =+となる。したがって、cso
−2−”101”がADo−2=“100”に変換され
ることによって制御記憶113が意識しているデータが
正しく読み出される。同様に、T = 1 (TNOR
=“Ol”)において、前々回出力データy(T−2)
をアクセス゛対象として出力されたアドレスC3o−2
= ” 11.0”は、前回(T=O)のサンプリング
周期で前回出力データy(T 1)T=oとされていた
データの格納先アドレスADo−2=”101 ”に変
換されるため、制御記憶113が意識しているデータが
正しく読み出される。制御記憶113は処理B′を実行
して得られた今回出力データy(T)T=1をレジスタ
ファイル111に格納する場合、固定のアドレスC3o
−2=“100”を出力する。T = 1 (TNOR
= ” 01″)の場合、組合せ回路118から出力き
れるアドレスADo−2は−111”となる。これによ
りy(T)T=xはレジスタファイル111のADo 
2=” 111 ”で示されるアドレス位置に格納され
る。T =]、 (TNOll =601”)の場合、
レジスタファイル111のADO−11”111’で示
されるアドレス位置にこれ寸で格納されていたデータは
、前記表から推察されるようにy(T−3)T=O、す
なわちTNOR−” 00”において前々回出力データ
として取り扱われたデータである。したがって、このデ
ータが今回出力データy(’r)t=+に書き替えられ
ても何ら間順とならない。このようにT=0からT=1
になると、同一のアドレスC3o−+ (ただしC3O
−1”)に対応したレジスタファイル11ノへのア19
レスADo−2(7J) 下位m (= 2 )ビット
が1アドレス分だけ変更される。この変更される方向は
各アドレスC3o−1(” 100”、” 101”ど
110″、” 111 H)について全て同一である。
びれにより、レゾスタフアイル111内に格納されてい
、出力データy(T)、 y(T−1)’を次のサンプ
リング周間の前に、y(T−1) 、y(T−2)の格
納位置に移動させたのと等価な効果を奏することができ
る。このため本実施例では、上述の動作説明から明らか
なように、レジスタファイル111の容清を従来例より
増やす必要があるものの(これは近年、メモリのコスト
が飛躍的圧低下していることからコスト−ヒの問題とは
ならない)レジスタファイル111におけるデータの移
動処理(第3図のフローチャートの処理Cに相当)を行
なうことなく所定の演算処理が行なえる。これはT=1
 (TNo、= ” 01″)からT=2(TNoR=
″10’)に彦っだ場合、T = 2 (TNOR−”
10”)からT=3(TNOR=“11#)になった場
合についても同様である。そして””4(TNOR=″
oo’)になると、レジスタファイル11ノに格納され
るN+1(N=2)種の出力データy(T) 。
y(T−1) 、 y(T−2)の位置は、前記表から
明らかなようにT”’0 (TNOR= ’ OO”)
の場合と同じになる。
すなわち本実施例では、レジスタファイル111におい
て連続する2m(m=2)個のアドレス領域内のN+1
(N=2)個の領域すなわち対象となる出力データの種
類分の領域を、N+](N=2)個の出カブ゛−夕の格
納領域として割り当て、この割り当て領域を上記2”(
m=2)個のアドレス領域内で各サンプリング周期毎に
同一方向に1アドレスずつずらしてサイクリックに使用
している。こうすることにより、し・ジスタフアイル1
1ノ内の出力データは相対的に移動されるため、実際に
データ移動を行Aつだ場合と同等の効果が得られる。ま
た、本実施例では、上述の割り当て領域が2m(m=2
)回のサンプリング回数毎に一巡し、すなわち同一のア
ドレスC3O−2(ただしC8o =る。したがって絹
合せ回路118においてC8+++どTNORとを用い
てアドレスAD9.を発生するのに2進演算が適用でき
るので、組合せ回路11Bの構成が極めて簡単となる。
なお、前記実施例では、N+1(N=2)種の出力デー
タ格納用に22個のアドレス領域を用意した場合につい
て説明したがN+1≦2mを満足する2m個のアドレス
領域であればよい。この場合、制御記憶113から出力
されるアドレスCSのビット長をしとすると、減算器2
02の演婢対象となるアドレスはC8の下位mビットと
なる。
また、TNORはTの下位mビットとなる。そしてC8
の上位L−mビットと、減算器202の演算結果との連
結情報がアドレスADとなる。寸た、前記実施例では、
絹合せ回路118が減算器202を有しているものとし
て説明しだが、加算器であってもよい。この場合、各出
力データに対するアドレスC8の割り当て方向が前記実
施例とは反対方向となるようにする必要がある。
壕だ、前記実施例では演算装置が2次の巡回型デジタル
・フィルタである場合について説明したが、非巡回型の
デジタル・フィルタにも適用できることは勿論である。
更に前記実施例では時間単位によるサンプリングデータ
を処理対象とする場合について説明したが、本発明は時
間以外の単位(例えば位置など)でサンプリングされた
データを処理対象とする演算装置にも適用できる。すな
わち本発明は、一定単位でサンプリングされたデータに
対して、当該データ並びに1サンプリング単位前〜N(
Nは前記実施例のように2でなくてもよい)ザンデリン
グ単位前の各出力データの関数として表わされるデータ
を出力する演算装置であれば、すべて適実施例 〔発明の効果〕 以上詳述したように本発明の演算装置によれば、少量の
ハードウェアを付加するだけで上述の出力データを得る
だめの演算処理の処理速度が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は2次の巡回型デジタル・フィルタの原理を示す
図、第2図は従来のデジタル・フィルタの構成を示すブ
ロック図、第3図は従来例の動作を説明するためのフロ
ーチャート、第4図は本発明の一実施例を示すブロック
図、第5図は上記実施例に\おける組合せ回路の構成図
、第6図は上記実施例の動作を説明するだめのフローチ
ャートである。 11.111・・・レジスタファイル(記憶部)、13
.113・・・制御記憶、118・・・組合せ回路、2
02・・・減算器(演算器)。 4 第1図 第2図 Y(T) 第3図 第4図 DO−2 468− 第6図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一定単位でサンプリングされた入力データに対応
    して当該入力データ並びに1サンプリング単位前乃至N
    サンシリング単位前の各出力データの関数として表わさ
    れる新だな出力データを出力する演算装置において、上
    記新たな出力データを含むN+1種の出方データが少な
    くとも格納される記憶部と、この記憶部において上記N
    +1種の出力データが格納されるアドレス位置をアクセ
    スするために、アクセス対象となる出力データの種類に
    一義的に対応した第1s−1ドレス情報であって、上記
    N+1稗の出力データに対応する各アドレス情報が連続
    し、がっその上位L−mビット(ただしLはアドレス情
    報のビット長、m id N + 1≦2mを満足する
    整数)が同一の第1種アドレス情報を出力する制御記憶
    と、この制御記憶から出力される上記第1種アドレス情
    報およびサンプリング回数が2m回となる毎に一巡する
    mビットの正規化サンプリング単位情報により、上記記
    憶部をアクセスするための第2種アドレス情報を出力す
    る絹合せ回路とを具備し、上記組合せ回路は同一の−1
    :記憶1種アドレス情報に対してその下位mビットが各
    サンブリング幣位毎に巡回し、サンプリング回数が2m
    回と々る毎に一巡する上記第2種アドレス情報を出力す
    るように構成されていることを特徴とする演算装置。
  2. (2)上記組合せ回路が、上記第11’inアドレス情
    報の下位mビットと、上記mビットの正規化サンプリン
    グ単位情報との加算または減算を行ないmビットの演算
    結果を出力する演算器と、この演算器の出力の上位に上
    記第1種アドレス情報の上位L−mビットを連結してL
    ビットの上記第2種アドレス情報を生成する手段とを備
    えていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    演算装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS635612A (ja) * 1986-06-25 1988-01-11 Nec Corp アドレス発生回路
JPH01245607A (ja) * 1988-03-25 1989-09-29 Ricoh Co Ltd 合成型良限インパルス応答デジタルフィルタ
JPH01297912A (ja) * 1988-03-18 1989-12-01 American Teleph & Telegr Co <Att> 多重ステージディジタルフィルタ装置

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