JPS61143844A - ディジタル演算回路 - Google Patents

ディジタル演算回路

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JPS61143844A
JPS61143844A JP59265716A JP26571684A JPS61143844A JP S61143844 A JPS61143844 A JP S61143844A JP 59265716 A JP59265716 A JP 59265716A JP 26571684 A JP26571684 A JP 26571684A JP S61143844 A JPS61143844 A JP S61143844A
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重谷 好郎
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正信 田中
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Teruo Kitani
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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】 産業上の利用分野 本発明はディジタル信号処理における非線形演算回路に
関するものであシ、ディジタル信号の比較的低レベルの
振幅成分をクリップするような特性を有するディジタル
演算回路を提供しようとするものである。
従来の技術 近年、ディジタル技術の進歩に伴ない、論理素子、記憶
素子等の大集積化、高速化がめざましく、このため従来
のアナログ信号処理手法に換えて均ジタル信号処理手法
の導入が高まっている。ディジタル信号処理手法では信
号を2進表現の数値として取り扱い、これらの数値に対
して種々の演算を行うことにより処理される。“このよ
うなディジタル信号処理の1つとして非線形処理が挙げ
られる。この非線形処理は文字通り非線形演算により処
理されるが、一般に非線形演算は演算のアルゴリズムが
加算演算等に比べて複雑となる。このため簡易な方法と
して、ROM(リードオンリーメモリ:読出し専用メモ
リ)による演算テーブル参照方式と呼ばれる方式が従来
よりよく用いられている。
上記方式はあらかじめ所望の非線形特性をROMに記憶
しておき、ROMに入力値が与えられることにより非線
形特性に応じた出力値が出力されるようにしたものであ
る。
上記方式を用いた非線形処理の1つとして、入力値が所
定値の範囲内のときにはゼロを出力値とし、入力値が所
定値の範囲外のときには入力値に比例した値を出力値と
するクリップ処理がある。
このクリップ処理はディジタル信号に重畳した微小振幅
の雑音除去等に用いられており、特に上記演算テープ)
V参照方式を用いることにより所望の特性が任意に可変
できるなど柔軟な処理が可能となり、アナログ信号処理
に比べて大きな利点がある。
以下図面を参照しながら上述した従来の演算テーブル参
照方式によりクリップ処理を行うディジタル演算回路の
一例について説明する。
第6図は従来の演算テーブル参照方式によりフリップ処
理を行うディジタル演算回路の構成を示すブロック図で
あり、第7図は具体例を示すブロック図である。また第
2図にクリップ処理の入出力特性の一例を示す。実線で
表わしたのが入出力特性である。第6図において1は入
力値を入力する入力端子、9はクリップ処理を行なった
出力値を出力する出力端子、2は従来の演算テーブル参
照方式によりクリップ処理を行うクリップ処理回路であ
る。第7図において第6図と同じ番号を付したものはそ
れぞれ対応しており、2&は入力値に対応した各アドレ
スに第2図に示すような出力値をデータとして記憶した
ROMであり、2bはROM2aのアドレス端子、2C
はROMのデータ出力端子である。
以上のように構成された演算テープ/L/参照方式によ
りクリップ処理を行うディジタル演算回路について、以
下その動作について説明する。入力端子1および出力端
子9はそれぞれROM2aのアドレス端子2b、データ
出力端子2Cに接続されている。ROM2mは入力端子
1からの入力値に対応した各アドレスに第2図に示すよ
うな出力値をデータとして記憶している。これより、ま
ず入力端子1に入力値が与えられると、入力値に対応し
たROM22Lのアドレスが選択される。このアドレス
には第2図に示すような出力値がデータとして記憶され
ているため、この結果データ出力端子2Cには入力値が
所定値の範囲内(第2図では−に1からに2まで)のと
きにはゼロを、入力値が所定値の範囲外のときには入力
値に比例した値を出力値として得ることができクリップ
処理が実現される。
(参考文献 村上、榎並:カラー補正器 テレビジラン
学会誌 3314(1979)P291〜295)発明
が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、ROMを用いてい
るため入力値のビット数が増えるに従いROMの容量が
増大(入力ビット数をnビット増すと容量は2倍となる
)するので、素子数が非常に多くなり、例えば上記のよ
うな構成をディジタル信号処理用のLSI(大規模集積
回路)に導入しようとした場合LSIの規模が非常に大
きくなるというような問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、ディジタル演算回路を構成
する素子数を増大することなく、また入力値のビット数
増加が素子数増加に大きく影響を与えるということのな
いディジタル演算回路を提供するものである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のディジタル演算回
路は、2の補数表現の入力値を入力し、比較し、比較結
果6oを出力する。6は出力スイッチ回路であり、比較
結果60.及び加算値4゜を入力し、スイッチ6bによ
り、比較結果50が一致の場合には加算値40を出カス
インチ回路6の出力値60とし、比較結果5oが不一致
の場合にはゼロなる定数6&を出力スイッチ回路6の出
力値6oとしている。9は出力端子でありクリップ処理
を行なった出力値60を出力する。
以上のように構成されたクリップ処理を行うディジタル
演算回路について、以下第1図及び第2図を用いてその
動作を説明する。
まず第2図は本発明のクリップ処理を行うディジタル演
算回路の入出力特性を示すものであって、実線で示しで
ある。また破線で示したのは加算器4の加算値40と入
力値10との入出力特性である。ここで入力端子1に入
力値1oが与えられると、入力値10の符号ビット11
が定数出力回路3に出力される。定数出力回路3では符
号ビット11の結果により、まず符号ビットが正のとき
には−に2なる定数3bがスイッチ3Cにより選択され
、符号ビットが負のときにはに1なる定数3aがスイッ
チ3cにより選択され、この選択された定数が定数出力
回路3の定数出力値30として出力される。加算器4で
は入力値10と定数出力値30が入力され、両者を加算
し加算した結果を加算値40として出力する。第2図に
おいて破線で示したのが加算値4oである。ここで第2
図において入力値が−に1からに2の範囲に注目した場
合、入力値1oの符号と加算値40の符号が反転してい
るのがわかる。すなわちこの符号が反転しているのを検
出し符号が反転したときのみ出力値60をゼロにし、符
号が反転しないときは加算値40を出力値60とすれば
第2図の実線で示すような特性を得ることができる。こ
の処理を行なっているのが次に述べる符号比較器6と出
力スイッチ回路6である。符号比較器6は入力値10の
符号ビット11と加算値40の符号ビット41を入力し
、両者の符号を比較し、符号が一致したかどうかを比較
結果6oとして出力する。出力スイッチ回路6は加算値
40と比較結果60を入力し、スイッチ6bにより比較
結果50が一致の場合には加算値40を選択し、比較結
果6oが不一致の場合にはゼロなる定数6aを選択して
、この選択された値が出力値6oとして出力される。す
なわちこの出力値60は入力値10が−に1からに2ま
での範囲はゼロであシ、範囲外では加算値4oであり、
この結果入力値1oと出力値6oの関係は第2図の実線
で示すようになる。定数出力回路3の定数3&。
3b、および出力スイッチ回路6の定数6&はレジスタ
により、また定数出力回路3のスイッチ3a。
および出力スイッチ回路6のスイッチ6bはマルチプレ
クサにより実現でき、加算器4はアダールにより、符号
比較器6はエクスクル−シブオアゲイ 出力回路3により、入力値10が正のときには入力値1
0と−に2なる定数3bとを加算し、入力値10が負の
ときには入力値1oとに1なる定数3aとを加算するこ
とにより、クリップ処理を行う所定範囲において、入力
値10と加算値4oの符号が反転しているのを利用し、
符号比較器6.出力スイッチ回路6により、入力値10
と加算値40の符号が一致の場合には加算値40を出力
値60とし、符号が不一致の場合にはゼロを出力するこ
とにより、第2図の実線で示したようなりリップ処理を
行う入出力特性を有するディジタル演算回路を加算器と
わずかなコントロール回路により実現している。
第3図は本発明のクリップ処理を行うディジタル演算回
路の一具体例を示すブロック図である。
ここでは説明をわかりやすくするため、入出力のビット
数を6ビットとし、クリップ処理を行う範囲を−2から
2までとした例を挙げて説明する。
第3図において第1図と同じ符号を付したものはそれぞ
れ対応している。第1図の入力値10に対応するのが第
3図の入力線11〜15であり、11が最上位ビット、
16が最下位ビットであって入力線11〜16により5
ビットの入力値1oを表わしている。またここでは数値
の表現を2の補数としているため最上位ビットが符号ビ
ットに相当する。同様に定数出力値30は定数出力線3
1〜35、加算値4oは加算出力線41〜46.出力値
60は出力線61〜66により表わしている。
3dはインバータ、61Lはエクスクル−シブオア。
40〜4gはアダー、60〜6gはマルチプレクサであ
り、これらの論理を第4図に示す。
以上のように構成されたクリップ処理を行うディジタル
演算回路の一具体例について説明する。まず入力端子1
より6ビットの入力値1oが入力線11〜16により人
力される。入力線11は最上位ビットであり、入力値1
0の符号を表わしている。すなわち入力線11が0のと
き正であり、1のとき負である。定数出力回路3はこの
入力線11を入力し、入力線11とインバータ3dによ
る反転出力より定数出力値30を作成している。ここで 入力線11=1のとき 出力値30=OO010=2 人力線11−0のとき 出力値30= 11101 = −3 でおる。また、入力線11をアダー4gのキャリー人力
Ci に接線することにより、入力値10が負のときに
は+1加算するように構成している。
このような構成とすることにより、入力値1oが正のと
きには定数出力値30は−3となり、入力値1oが負の
ときには定数出力値30は3となり、所望のクリップ処
理を行う範囲が設定される。次に入力値10と定数出力
値30は加算器4の7グ一40〜4gにより加算され加
算値40が出力される。加算値40は加算出力線41〜
45により表現され、加算出力線41は入力線11と同
様符号を表わす。符号比較器6はエクスクル−シブオア
5&により実現しておシ、入力線11と加算出力線41
が入力され、第4図に示した論理で比較結果50が出力
される。すなわち入力値1oと加算値40が同符号のと
きには比較結果5oは0であシ、異符号のときには比較
結果6oは1となる。
比較結果60は出力スイッチ回路6に出力され、マルチ
プレクサ60〜6gのセレクト端子Sに接続される。第
4図に示すようなマルチプレクサのインバータに置き換
え可能なことがわかる。これより第5図に示すような構
成とすることにより素子規模の小さなインバータに変換
でき、配線数も   ”節約できるためさらに回路規模
を小さくすることが可能となる。
発明の効果 以上のように本発明は、加算器、定数出力回路によって
入力値が正のときには入力値と負の所定値とを加算し、
入力値が負のときには入力値と正の所定値とを加算し、
符号比較器により入力値と  4加算器の出力値の符号
が一致しているかどうか比較し、出力スイッチ回路によ
り、入力値と加算器の出力値の符号が一致の場合には加
算器の出力を出力値とし、符号が不一致の場合にはゼロ
を出力するように構成しているので、クリップ処理を行
うディジタル演算回路を構成する素子数を増大すること
なく、また入力値のビット数増加が素子数増加に大きく
影響を与えるということもなく、加算器とわずかなコン
トロール回路によりフリップ処理を行うディジタル演算
回路が実現できるという優れた効果が得られる。さらに
本発明の定数出力回路の出力値を入力値の符号ビットに
より作成することによりフリップ処理を行うディジタル
演算回路の回路規模を小さくでき、入力値の符号ビット
により作成した定数出力回路の出力値を加算器に入力す
るとき加算器の最上位ビットと最下位ビットのアダーを
インバータに置き替えることにより、より回路規模を小
さくできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例におけるディジタル演算回路の
ブロック図、第2図は本発明のディジタル演算回路の入
出力特性を示す入出力特性図、第3図は本発明の一具体
例におけるディジタル演算回路のブロック図、第4図は
第3図の各論理素子の論理を示す論理図、第6図は本発
明の他の具体例におけるディジタル演算回路のブロック
図、第6図は従来のディジタル演算回路の構成を示すブ
ロック図、第7図は第6図の具体例を示すブロック図で
ある。 1・・・・・・入力端子、9・・・・・・出力端子、3
・・・・・・定数出力回路、4・・・・・・加算器、5
・・・・・・符号比較器、6・・・・・・出力スイッチ
回路、2・・・・・・従来のディジタル演算回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 一\−−−−−−−−−−−−−−−−一−−1(fI
インノ\°−タ   (2)工7スクルーシ身ア (3
1アゲ−(4)vルチプL−79\r−−−−”’1

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2の補数表現の入力値を入力し、前記入力値が正
    のときには負の所定値を出力し、前記入力値が負のとき
    には正の所定値を出力する定数出力回路と、前記入力値
    と前記定数出力回路の出力とを加算する加算器と、前記
    入力値の符号と前記加算器の出力の符号が同一かを比較
    する符号比較器と、前記符号比較器の出力結果が符号一
    致の場合には前記加算器の出力を出力値とし、前記符号
    比較器の出力結果が符号不一致の場合にはゼロを出力値
    とする出力スイッチ回路とを有することを特徴とするデ
    ィジタル演算回路。
  2. (2)定数出力回路は入力値の符号ビットを入力し、前
    記符号ビットと前記符号ビットの論理反転出力を出力と
    することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディ
    ジタル演算回路。
  3. (3)定数出力回路は入力値の符号ビットを入力し、前
    記符号ビットと前記符号ビットの論理反転出力を出力と
    し、前記入力値の最下位ビットの論理反転出力を前記加
    算器の最下位ビットの出力とし、前記入力値の最上位−
    1ビットと前記定数出力回路の出力の最上位−1ビット
    を前記加算器により加算し、加算したキャリー出力の論
    理反転出力を前記加算器の最上位ビットとすることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のディジタル演算回
    路。
JP59265716A 1984-12-17 1984-12-17 ディジタル演算回路 Granted JPS61143844A (ja)

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