JPS6410966B2 - - Google Patents

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JPS6410966B2
JPS6410966B2 JP13181082A JP13181082A JPS6410966B2 JP S6410966 B2 JPS6410966 B2 JP S6410966B2 JP 13181082 A JP13181082 A JP 13181082A JP 13181082 A JP13181082 A JP 13181082A JP S6410966 B2 JPS6410966 B2 JP S6410966B2
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JP
Japan
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adder
output
signal
cumulative sum
bit
Prior art date
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Application number
JP13181082A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5922427A (en
Inventor
Shigechika Kawarai
Nobuo Furuya
Hitoshi Sekya
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Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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Publication date
Application filed by Anritsu Corp filed Critical Anritsu Corp
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Publication of JPS5922427A publication Critical patent/JPS5922427A/en
Publication of JPS6410966B2 publication Critical patent/JPS6410966B2/ja
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    • 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
    • G06F9/30003Arrangements for executing specific machine instructions
    • G06F9/30007Arrangements for executing specific machine instructions to perform operations on data operands
    • G06F9/3001Arithmetic instructions

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  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイジタルフイルタの演算回路、特に
シフト加算方式のデイジタルフイルタの演算回路
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an arithmetic circuit for a digital filter, and particularly to an arithmetic circuit for a shift-add digital filter.

シフト加算方式のデイジタルフイルタの計算ア
ルゴリズムについては特公昭53−30972号アラ
ン・クロワズイエ他の発明になるデイジタルフイ
ルタ、特願昭55−040146号(特開昭56−137725
号)河原井茂義の発明になるデイジタルフイルタ
等の明細書及び図面に詳しく記述されている。
For the calculation algorithm of the shift-addition digital filter, see Japanese Patent Publication No. 53-30972, Digital Filter Invented by Alain Croisier et al.
No.) It is described in detail in the specifications and drawings of the digital filter, etc., invented by Shigeyoshi Kawarai.

たとえば、特願昭55−040146号(特開昭56−
137725号)を例にあげてシフト加算方式を簡単に
説明すると、2次の巡回形デイジタルフイルタの
出力はつぎのようにして計算される。フイルタ入
力Z0、1サンプル時間遅延したフイルタ入力Z1
2サンプル時間遅延したフイルタ入力Z2、1サン
プル時間遅延したフイルタ出力Z3、および2サン
プル時間遅延したフイルタ出力Z4、をそれぞれM
ビツトの2進数 Zi=ZM i2M-1M-1j=1 Zj i2j-1 …(1) (ただしZj iは0、または1) とし、Z0、Z1、Z2、Z3、Z4の各ビツト組 (Zj 0、Zj 1、Zj 2、Zj 3、Zj 4)をベクトルとする関数
、 および定数M+1j △ =(Zj 0、Zj 1、Zj 2、Zj 3、Zj 4) △ = 4i=0 αiZj 1 …(2)M+1 △ =−1/24i=0 αi …(3) (ただしαiはフイルタの特性すなわち伝達関数H
(z)により定まる定数) とするとき、デイジタルフイルタの出力信号Y
(以下フイルタ出力信号Yと略す)は Y=M+1j=1 i2j-1 …(4) で計算される。すなわち、はフイルタの伝達関
数H(z)をデイジタルフイルタに適応した関数
値に置換した量と見ることができる。別な見方を
すれば、ここで言うデイジタルフイルタは入力信
号Z0に伝達関数を作用演算して出力信号を得るも
のである。したがつて、フイルタの特性は低域、
高域、帯域阻止、帯域通過はもとより、たとえば
イコライザ(等化器)、遅延器のように伝達関数
の機能をもつ回路を含む広義のデイジタルフイル
タの概念を想定することができる。
For example, Japanese Patent Application No. 55-040146 (Japanese Patent Application No. 56-040-
137725) as an example, the shift-and-add method is briefly explained.The output of the second-order cyclic digital filter is calculated as follows. Filter input Z 0 , filter input Z 1 delayed by one sample time,
A filter input Z 2 delayed by two sample times, a filter output Z 3 delayed by one sample time, and a filter output Z 4 delayed by two sample times are respectively M
Bit binary number Z i =Z M i 2 M-1 + M-1j=1 Z j i 2 j-1 ...(1) (However, Z j i is 0 or 1), and Z 0 , Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 (Z j 0 , Z j 1 , Z j 2 , Z j 3 , Z j 4 ) as a vector, and constant M+1 as j △ = (Z j 0 , Z j 1 , Z j 2 , Z j 3 , Z j 4 ) △ = 4i=0 α i Z j 1 …(2) M+1 △ = -1/2 4i= 0 α i …(3) (However, α i is the filter characteristic, that is, the transfer function H
(a constant determined by (z)), then the digital filter output signal Y
(hereinafter abbreviated as filter output signal Y) is calculated as follows: Y= M+1j=1 i 2 j-1 (4). In other words, can be seen as the amount obtained by replacing the filter transfer function H(z) with a function value suitable for the digital filter. From a different perspective, the digital filter here obtains an output signal by applying a transfer function to the input signal Z0 . Therefore, the characteristics of the filter are low frequency,
The concept of a digital filter in a broad sense can be assumed, which includes not only high-frequency, band-elimination, and band-pass filters, but also circuits having a transfer function function, such as an equalizer and a delay device.

式(4)を書き直すと Y=〔M+1+〔M+…+〔j+…+ {3+(212-1)2-1}2-1 …〕2-1…〕2-1〕2M …(5) となり、累積和Ψjを Ψjj+〔j-1+…+{3+(212-1)2-1
2-1
…〕2-1 …(6) とすれば Ψij+Ψj-12-1 …(7) (ただしΨ0=0) となり、フイルタ出力Yを最終累積和ΨM+1で表
わせば Y=ΨM+12M …(8) となる。ここでΨjは式(6)で定義されるように
の一部分を(いくつかのを)シフトで累積した
累積和であり、ΨM+1は最終値までの累積である。
Rewriting equation (4), Y=[ M+1 + [ M +…+ [ j +…+ { 3 + ( 2 + 1 2 -1 ) 2 -1 } 2 -1 …] 2 -1 …] 2 -1 ]2 M …(5), and the cumulative sum Ψ j is Ψ j = j + [ j-1 +… + { 3 + ( 2 + 1 2 -1 )2 -1 }
twenty one
…〕2 -1 …(6) Then, Ψ i = j + Ψ j-1 2 -1 …(7) (However, Ψ 0 = 0), and if the filter output Y is expressed by the final cumulative sum Ψ M+1 , Y=Ψ M+1 2 M …(8). Here, Ψ j is the cumulative sum obtained by shifting a portion (of some parts) as defined by equation (6), and Ψ M+1 is the cumulative sum up to the final value.

従つて、シフト加算方式のデイジタルフイルタ
の基本演算は式(7)で表わされる。2進数の演算に
おいて、データに1/2を乗ずることは該データを
右方向に1ビツトシフトすることであるから、式
(7)は累積和Ψj-1を右方向にビツトシフトして関
数値Ψjを加える演算であることを示ている。式
(7)、および式(8)の演算を行う装置が本発明の対象
である累算装置である。
Therefore, the basic operation of the shift-addition digital filter is expressed by equation (7). In binary operations, multiplying data by 1/2 means shifting the data by 1 bit to the right, so the formula
(7) indicates that the cumulative sum Ψ j-1 is bit-shifted to the right and the function value Ψ j is added. formula
A device that performs calculations of equations (7) and (8) is an accumulation device that is the object of the present invention.

従来の累算装置を用いた2次の巡回形デイジタ
ルフイルタの構成を第1図に示す。第1図におい
て、が累算装置である。従来の累算装置を用い
たデイジタルフイルタはつぎのように動作する。
1は遅延回路でいくつかの遅延回路からなる。
FIG. 1 shows the configuration of a second-order cyclic digital filter using a conventional accumulator. In FIG. 1, is an accumulator. A digital filter using a conventional accumulator operates as follows.
1 is a delay circuit and consists of several delay circuits.

フイルタ入力Z0は最下位桁Z1 0から最上位桁ZM 0
まで順に蓄積装置2に印加される。フイルタ出力
Yは並直列変換回路3から1サンプル時間遅れて
Z1 3、Z2 3…、ZM 3の順で蓄積装置2に印加される。
遅延回路1a,1b,1cは印加された信号をそ
れぞれ1サンプル時間遅延する機能をもち、フイ
ルタ入力を1サンプル時間およよび2サンプル時
間遅延してZ1 1、Z2 1、…、ZM 1およびZ1 2、Z2 2、…、
ZM 2の順で出力し、Z1 3、Z2 3、…、ZM 3を1サンプル
時間遅延してZ1 4、Z2 4、…、ZM 4として出力する。
蓄積装置2は関数および定数M+1を貯蔵して
おり、印加されるベクトル(Zj 0、Zj 1、…、Zj 4)に
従つて数表出力jを出力し、M回目の数表出力
Mを出力したのち、自動的に定数M+1を出力す
る。累算装置はM+1回シフト加算動作を行
い、フイルタ出力Yを出力する。すなわち、加算
器4は数表出力jと累積和Ψj-1に1/2を乗じた値
Ψj-1/2を受領し加え合わせることにより累積
和Ψjを出力する。レジスタ5は累積和Ψjを1ビ
ツト右にシフトして受領し、格納することにより
累積和Ψj/2を出力する。この動作をM+1回
繰り返すことにより、加算器4からフイルタ出力
Yを出力する。ただし、1回目の累算実行時には
レジスタ5から初期値として0が出力される。
Filter input Z 0 is from the least significant digit Z 1 0 to the most significant digit Z M 0
The voltage is applied to the storage device 2 in sequence up to . Filter output Y is delayed by one sample time from parallel-to-serial conversion circuit 3.
Z 1 3 , Z 2 3 . . . , Z M 3 are applied to the storage device 2 in this order.
The delay circuits 1a, 1b, and 1c each have a function of delaying the applied signal by one sample time, and delay the filter input by one sample time and two sample times to provide Z 1 1 , Z 2 1 , ..., Z M 1 and Z 1 2 , Z 2 2 , ...,
Z M 2 are output in this order, and Z 1 3 , Z 2 3 , . . . , Z M 3 are delayed by one sample time and output as Z 1 4 , Z 2 4 , . . . , Z M 4 .
The storage device 2 stores functions and constants M+1 , and outputs a numerical table output j according to the applied vectors (Z j 0 , Z j 1 , ..., Z j 4 ), and the M-th number Table output
After outputting M , it automatically outputs the constant M+1 . The accumulator performs a shift-add operation M+1 times and outputs a filter output Y. That is, the adder 4 receives the numerical table output j and the value Ψ j- 1 /2 obtained by multiplying the cumulative sum Ψ j-1 by 1/2, and adds them together to output the cumulative sum Ψ j . Register 5 receives the cumulative sum Ψ j shifted one bit to the right and stores it, thereby outputting the cumulative sum Ψ j /2. By repeating this operation M+1 times, the filter output Y is output from the adder 4. However, when the first accumulation is executed, 0 is output from the register 5 as the initial value.

ところで、フイルタ出力Yは式(1)に示すように
Mビツトの整数値で、また、式(8)からフイルタ出
力は最終累積和ΨM+1に2Mを乗じた値であるから、
最終累積和ΨM+1をMビツト左方向にシフトした
のち、小数点以下のビツトを量子化した値がフイ
ルタ出力Yである。つまり、最終累積和ΨM+1
小数点以下1ビツト目からMビツト目までがフイ
ルタ出力Yとなる。
By the way, the filter output Y is an M-bit integer value as shown in equation (1), and from equation (8), the filter output is the value obtained by multiplying the final cumulative sum Ψ M+1 by 2 M.
After shifting the final cumulative sum Ψ M+1 to the left by M bits, the value obtained by quantizing the bits below the decimal point is the filter output Y. In other words, the filter output Y is from the 1st bit to the Mth bit after the decimal point of the final cumulative sum Ψ M+1 .

ところが、従来デイジタルフイルタを設計する
際、まずフイルタの種類とかデイジタルフイルタ
の用途に従つてフイルタ入出力のビツト数、関数
のビツト数、および加算器の桁数などの仕様を
決め、この仕様に合わせて累算装置を設計してい
たので、その都度開発コストがかかりデイジタル
フイルタが高価となる問題点があつた。
However, when designing a conventional digital filter, first the specifications such as the number of filter input/output bits, the number of function bits, and the number of adder digits are determined according to the type of filter and the purpose of the digital filter, and then the specifications are adjusted according to these specifications. Since the accumulator was designed based on the design of the accumulator, there was a problem in that each development cost was high and the digital filter was expensive.

そこで、本発明はこの欠点を除去し、累算装置
を汎用化することにより、どのような仕様に対し
ても同一の累算装置を用ることにより、低価格の
デイジタルフイルタを提供するものである。
Therefore, the present invention eliminates this drawback, and by making the accumulating device general-purpose, it is possible to provide a low-cost digital filter by using the same accumulating device for any specification. be.

この目的を達成するための本発明の骨子は、累
算装置をビツトスライス構造にしたところで、仕
様に合わせて本発明の累算装置を複数個並列に並
べることにより、所望のデイジタルフイルタを実
現するところにある。また、そのビツトスライス
構造を実現するための具体的手段は、 符号計算用の加算器とデータ計算用の加算器
を分離し、最上位の累算装置においては符号計
算用加算器とデータ計算用加算器を接続して両
方が動作するようにし、他位の累算装置ではデ
ータ計算用加算器のみが動作するようにしたこ
と; データ計算用加算器の桁上り信号を出力し、
上位の累算装置が加算器の最下位ビツト入力と
してこの信号を受領するようにしたこと; データ計算用加算器の出力で所定数右シフト
する際切り捨てられる信号をレジスタに格納後
出力し、下位の累算装置がデータ計算用加算器
の最上位ビツト入力として受領するようにした
ことである。
The gist of the present invention to achieve this object is to realize a desired digital filter by arranging a plurality of accumulators of the present invention in parallel according to specifications after the accumulator has a bit slice structure. It's there. In addition, the specific means for realizing the bit slice structure is to separate the adder for code calculation and the adder for data calculation, and in the top-level accumulation device, adder for code calculation and adder for data calculation are separated. Connect the adders so that both of them operate, and only the adder for data calculation operates on the other accumulator; Output the carry signal of the adder for data calculation;
The upper accumulator receives this signal as the least significant bit input of the adder; the signal that is truncated when the output of the adder for data calculation is shifted to the right by a predetermined number is stored in a register and then output, and The accumulator receives this as the most significant bit input of the adder for data calculation.

ここで、本発明による累算装置1つ当りの演算
語長をスライス語長と呼ぶことにする。
Here, the operation word length per accumulator according to the present invention will be referred to as the slice word length.

第2図は本発明による累算装置の第1の実施例
を示す。この実施例ではスライスの語長が4ビツ
トである。この累算装置は1つの数表出力jと累
積和Ψj/2を加算する。すなわち、4ビツトス
ライス形の累算装置である。第2図において6は
14に印加された数表出力j、累積和Ψj/2
および下位累算装置の桁上り信号を受領し加算演
算するデータ計算用の加算器、7は数表出力j
累積和Ψj/2の最上位ビツト、および加算器6
の桁上り信号を受領して加算することにより、累
算和の符号を計算する符号計算用の加算器、8は
加算器6の出力の上位3ビツトを前記累積和
Ψj/2の数値部分として受領し、格納するレジ
スタ、9は加算器7の出力即ち、累積和Ψj/2
の符号を格納するレジスタ、10は累積和Ψj
2を求める際に切り捨てられる切捨て信号を格納
するレジスタ、11は上位の累算装置の切捨て信
号aと、累積和Ψj/2の符号bを選択して加算
器6の最上位ビツトに印加するスイツチである。
また、Aは直近下位の累算装置から桁上り信号を
受領する入力端子、Bは加算器6の桁上り信号を
直近上位の累算装置に出力する出力端子、Cはシ
フトされた累積和Ψj/2を求める際に切り捨て
られる切捨て信号を直近下位の累算装置に出力す
る出力端子、Dは直近上位の累算装置の切捨て信
号を受領する入力端子で、加算器6の出力は累算
終了後フイルタ出力YとしてY1〜Y4から出力さ
れる。
FIG. 2 shows a first embodiment of an accumulating device according to the invention. In this embodiment, the word length of the slice is 4 bits. This accumulator adds one table output j and the cumulative sum Ψ j /2. That is, it is a 4-bit slice type accumulator. In Figure 2, 6 is
Number table output j applied to 1 to 4 , cumulative sum Ψ j /2
and an adder for data calculation that receives the carry signal of the lower accumulator and performs an addition operation, 7 is the most significant bit of the numerical table output j and the cumulative sum Ψ j /2, and adder 6
An adder 8 calculates the sign of the cumulative sum by receiving and adding the carry signals of the sum Ψ j /2. A register 9 receives and stores the output of the adder 7, that is, the cumulative sum Ψ j /2
10 is the cumulative sum Ψ j /
A register 11 stores the truncation signal that is truncated when calculating 2, and selects the truncation signal a of the upper accumulator and the sign b of the cumulative sum Ψ j /2, and applies it to the most significant bit of the adder 6. It's a switch.
Further, A is an input terminal that receives a carry signal from the immediately lower accumulator, B is an output terminal that outputs the carry signal of the adder 6 to the immediately upper accumulator, and C is the shifted cumulative sum Ψ. An output terminal that outputs the truncated signal that is truncated when calculating j /2 to the nearest lower accumulator, D is an input terminal that receives the truncated signal from the nearest higher accumulator, and the output of adder 6 is the accumulator. After completion, the filter output Y is outputted from Y1 to Y4 .

第3図の本発明の第1の実施例の第1の応用例
で、累算装置として本発明の第1の実施例の累算
装置を1つ用いた例である。第3図においてが
本発明の第1の実施例の累算装置であり、端子A
には常に“0”が印加されており、スイツチ11
はbに接続されている。このように接続すること
により、累算装置は第1図のに示した累算装
置と同じ回路として動作する。つまりデータ計算
用の加算器6と符号計算用の加算器7が結合して
5ビツトの加算器として動作する。
This is a first application example of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3, in which one accumulation device of the first embodiment of the present invention is used as an accumulation device. FIG. 3 shows an accumulator according to the first embodiment of the present invention, with terminal A
"0" is always applied to switch 11.
is connected to b. By connecting in this way, the accumulator operates as the same circuit as the accumulator shown in FIG. That is, the adder 6 for data calculation and the adder 7 for code calculation are combined to operate as a 5-bit adder.

第4図は本発明の第1の実施例の第2の応用例
で、本発明の第1の実施例の累算装置を2個用い
て演算語長8ビツトのデイジタルフイルタを構成
したものである。第4図において−bの端子A
にはつねに“0”が印加されており、−aの端
子Aは−bの端子Bと、−aの端子Cは−
bの端子Dとそれぞれ接続されている。また−
aのスイツチ11はbに、−bのスイツチ11
はaにそれぞれ接続されている。このように接続
することにより、−aと−bが複合動作し、
第1図のに示した累算装置として動作する。こ
れより、語長が2倍になり、より高精度のデイジ
タルフイルタを構成することができる。即ち−
bの端子Aにはつねに“0”が印加されているか
ら、−bの加算器6の桁上り信号入力はつねに
“0”で、−aの加算器6には桁上り信号入力
として−bの加算器6の桁上り信号が−bの
端子B、および−aの端子Aを介して印加され
ているから、−aの加算器6,7、および−
b加算器6が一体となつて9ビツトの加算器とし
て動作する。
FIG. 4 shows a second application example of the first embodiment of the present invention, in which a digital filter with an operation word length of 8 bits is constructed using two accumulators of the first embodiment of the present invention. be. In Figure 4, -b terminal A
"0" is always applied to , terminal A of -a is connected to terminal B of -b, and terminal C of -a is connected to -
They are respectively connected to terminals D of b. Also-
Switch 11 of a is switched to b, and switch 11 of -b is switched to b.
are connected to a, respectively. By connecting in this way, -a and -b perform combined operation,
It operates as the accumulator shown in FIG. This doubles the word length, making it possible to construct a digital filter with higher precision. That is -
Since "0" is always applied to terminal A of b, the carry signal input of adder 6 of -b is always "0", and the carry signal input of adder 6 of -a is always applied to -b. Since the carry signal of adder 6 of -a is applied through terminal B of -b and terminal A of -a, adders 6, 7 of -a and -
The b adders 6 together operate as a 9-bit adder.

第5図に本発明の第2の実施例を示す。第2の
実施例の累算装置は2桁同時加算形デイジタルフ
イルタに適用するものである。即ち第1のの実施
例との相違点は(1)数表出力2k-1を格納するため
のレジスタ12が追加された点と、(2)加算器6の
下から5ビツト目と加算器7に数表出力2k-1
最上位ビツトが印加さる点と、(3)第2の数表出力
2Kは加算群器6の2ビツト目から5ビツト目ま
でに直接印加され、加算器7には数表出力2k
最上位ビツトが印加される。また、加算器6の3
ビツト目から5ビツト目までの出力が累積和
Ψ2k-1/4としてレジスタ8に一時格納され、そ
の出力が加算器6の最下位ビツトから3ビツト目
までに印加される。加算器7から出力される累積
和Ψ2kの符号ビツトはレジスタ9に一時格納さ
れ、加算器6の4、5ビツト目と加算器7に印加
される。さらに加算器6の桁上り信号は加算器7
に印加されているから、加算器6,7は第1の数
表出力2k-1/2、第2の数表出力2k、および累
積和Ψ2k-1/4を加算し、累積和Ψ2kを出力する。
FIG. 5 shows a second embodiment of the invention. The accumulator of the second embodiment is applied to a two-digit simultaneous addition type digital filter. That is, the differences from the first embodiment are (1) the addition of a register 12 for storing the numerical table output 2k-1 , and (2) the addition of the 5th bit from the bottom of the adder 6 and the adder. The point where the most significant bit of the number table output 2k-1 is applied to 7, and (3) the second number table output
2K is directly applied to the second to fifth bits of the adder 6, and the most significant bit of the numerical table output 2k is applied to the adder 7. Also, the 3 of adder 6
The outputs from the 5th bit to the 5th bit are temporarily stored in the register 8 as the cumulative sum Ψ 2k-1 /4, and the output is applied to the adder 6 from the least significant bit to the 3rd bit. The sign bit of the cumulative sum Ψ 2k output from the adder 7 is temporarily stored in the register 9 and applied to the fourth and fifth bits of the adder 6 and the adder 7. Furthermore, the carry signal of adder 6 is sent to adder 7.
, the adders 6 and 7 add the first numerical table output 2k-1 /2, the second numerical table output 2k , and the cumulative sum Ψ 2k-1 /4 to obtain the cumulative sum Ψ 2k Output.

加算器6の出力の下位2ビツトは累積和Ψ2k
1/4を乗ずるさい不要になる信号で、最下位ビツ
トは端子Eを介して累算装置の外部に出力され、
2ビツト目はレジスタ10に一時格納されてから
端子Cを介して外部に出力される。第2の実施例
の累算装置が2つ以上結合されて用いられると
き、加算器6の最上位ビツトには端子Gを介して
第2の数表出力2kの1ビツトが印加される。
The lower two bits of the output of the adder 6 are signals that become unnecessary when the cumulative sum Ψ 2k is multiplied by 1/4, and the lowest bit is outputted to the outside of the accumulator via the terminal E.
The second bit is temporarily stored in the register 10 and then outputted to the outside via the terminal C. When two or more accumulation devices of the second embodiment are used in combination, one bit of the second numerical table output 2k is applied to the most significant bit of the adder 6 via the terminal G.

スイツチ11は第1の実施例の累算装置と同
様、加算器6の4ビツト目の入力を選択するスイ
ツチで、上位に累算装置が接続されるときには接
点aを介して端子Dに入力される信号を選択し、
接続されないときには接点bを介してシフトされ
た累積和Ψ2k/4の極性ビツトが選択さる。スイ
ツチ13は加算器6を構成している2入力加算器
アの入力を選択するもので、上位に累算装置が接
続されているときには接点dを介して端子Fに入
力される信号を選択し、接続されていないときは
接点Cを介して3入力加算器イの出力を選択す
る。
The switch 11 is a switch that selects the 4th bit input of the adder 6, as in the accumulating device of the first embodiment, and when the accumulating device is connected to the upper level, it is input to the terminal D via the contact a. Select the signal you want to
When not connected, the polarity bit of the shifted cumulative sum Ψ 2k /4 is selected via contact b. The switch 13 selects the input of the two-input adder A constituting the adder 6, and selects the signal input to the terminal F via the contact d when an accumulator is connected to the upper level. , when not connected, selects the output of 3-input adder A via contact C.

なお、レジスタ8,9,10は加算器6,7で
累積和Ψ2kが計算されたのち同時にそれぞれの入
力を格納するように動作する。
Note that the registers 8, 9, and 10 operate to simultaneously store their respective inputs after the cumulative sum Ψ 2k is calculated by the adders 6 and 7.

第6図は本発明の第2の実施例を用いた第3の
応用例で、本発明による第2の実施例の累算装置
を用いた4ビツトのデイジタルフイルタである。
第6図においてが本発明による第2の実施例の
累算装置である。において、スイツチ11はつ
ねにbに接続され、スイツチ13はつねにCに接
続されている。また、端子A,Gはつねに“0”
が印加されている。このように設定することによ
り、加算器6,7が結合されて5ビツトの3入力
加算器として動作するから、第3実施例は4ビツ
トの2桁同時加算形デイジタルフイルタとして動
作する。すなわち、はじめに第1の数表出力
2k-1がレジスタ12に格納され、加算器6の最
下位ビツトから4ビツト目に印加される。つぎ
に、第2の数表出力2kが加算器6の2ビツトか
ら5ビツト目に印加され、レジスタ8,9に格納
されているシフトされた累積和Ψ2k-1/4を加算
される。この動作を(M+1)/2回繰り返すこ
とにより4ビツトのフイルタ出力Yが計算され、
累算装置から出力される。
FIG. 6 shows a third application example using the second embodiment of the present invention, which is a 4-bit digital filter using the accumulator of the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows an accumulating device according to a second embodiment of the present invention. , switch 11 is always connected to b, and switch 13 is always connected to c. Also, terminals A and G are always “0”
is applied. With this setting, the adders 6 and 7 are combined and operate as a 5-bit 3-input adder, so the third embodiment operates as a 4-bit 2-digit simultaneous addition type digital filter. In other words, first the first numerical table output
2k-1 is stored in the register 12 and applied to the fourth bit from the least significant bit of the adder 6. Next, the second numerical table output 2k is applied to the 2nd to 5th bits of the adder 6, and the shifted cumulative sum Ψ 2k-1 /4 stored in the registers 8 and 9 is added thereto. By repeating this operation (M+1)/2 times, the 4-bit filter output Y is calculated.
Output from the accumulator.

第7図は本発明の第4の応用例で、本発明の第
2の実施例の累算装置を2個用いた8ビツトのデ
イジタルフイルタである。第4の応用例は第1図
のを本発明の第2の実施例の累算装置2個にお
きかえて、演算速度と演算精度を上げたものであ
る。第7図において、−aの端子Aと−bの
端子B、−aの端子Cと−bの端子D、−
aの端子Eと−bの端子Fをそれぞれ接続し、
−aのスイツチ11をbに、スイツチ13をd
にそれぞれ接続し、−aの端子Gに蓄積装置2
の出力4を入力し、−bの端子A,Gにつね
に“0”を印加することにより、−bの加算器
6の桁上り信号が−aの加算器の桁上り入力に
印加され、−aの加算器6に用いられている3
入力加算器イの出力が−aの加算器6に用いら
れている2入力加算器アの入力に印加されるの
で、−aの加算器6,7および−bの加算器
6が1体となり10ビツトの3入力加算器を構成す
る。したがつて、−bの加算器6の3入力加算
器イ、および加算器7は使用されない。また、累
積和Ψ2k-1/4の下位3ビツトが−bのレジス
タ8から−bの加算器6に帰還され、4ビツト
目が−aのレジスタ10から−bの加算器6
に帰還され、上位3ビツトおよび極性ビツトが
−aのレジスタ8,9からbの加算器6,7に
帰還される。さらに、第1の数表出力2k-1の下
位4ビツトが−bk レジスタ12に、上位4
ビツトが−aのレジスタ12に印加され、第2
の数表出力2kの下位3ビツト−bの加算器6
に、4ビツト目が−aの端子Gを介し−aの
加算器6に、上位4ビツトが−aの加算器6,
7に印加され、−aのレジスタ8,9,10、
および−bのレジスタ8が同時に動作すること
により、−a、および−bは8ビツトの2桁
同時加算形デイジタルフイルタとして動作する。
したがつて(M+1)/2回の累算終了後、フイ
ルタ出力Yの上位4ビツトが−aの加算器6か
ら、下位4ビツトが−bの加算器6からそれぞ
れ出力される。
FIG. 7 shows a fourth application example of the present invention, which is an 8-bit digital filter using two accumulators according to the second embodiment of the present invention. The fourth application example is one in which the two accumulators of the second embodiment of the present invention are used in place of the one shown in FIG. 1 to increase the calculation speed and accuracy. In Fig. 7, terminal A of -a and terminal B of -b, terminal C of -a and terminal D of -b, -
Connect terminal E of a and terminal F of -b, respectively.
- Switch 11 of a to b, switch 13 to d
and storage device 2 to terminal G of -a.
By inputting output 4 of , and always applying "0" to terminals A and G of -b, the carry signal of adder 6 of -b is applied to the carry input of adder of -a, and - 3 used in adder 6 of a
Since the output of input adder A is applied to the input of two-input adder A used in adder 6 of -a, adders 6 and 7 of -a and adder 6 of -b become one. Configures a 10-bit 3-input adder. Therefore, the three-input adder a of adder 6 of -b and adder 7 are not used. Furthermore, the lower three bits of the cumulative sum Ψ 2k-1 /4 are fed back from the register 8 of -b to the adder 6 of -b, and the fourth bit is fed back from the register 10 of -a to the adder 6 of -b.
The upper three bits and the polarity bit are fed back from registers 8 and 9 of -a to adders 6 and 7 of b. Furthermore, the lower 4 bits of the first numerical table output 2k-1 are stored in the -bk register 12, and the upper 4 bits are stored in the -bk register 12.
The bit is applied to the -a register 12 and the second
Adder 6 of lower 3 bits-b of numerical table output 2k
Then, the 4th bit is -a to the adder 6 through the terminal G, and the upper 4 bits are -a to the adder 6,
7, -a registers 8, 9, 10,
Since the registers 8 and -b operate simultaneously, -a and -b operate as an 8-bit two-digit simultaneous addition type digital filter.
Therefore, after (M+1)/2 accumulations are completed, the higher 4 bits of the filter output Y are output from the -a adder 6, and the lower 4 bits are output from the -b adder 6, respectively.

以上説明したように、本発明の累算装置を用い
れば、任意の演算語長のデイジタルフイルタが構
成できるので、フイルタの仕様が変つても同一の
累算装置を用いてデイジタルフイルタを構成する
ことができ大変便利である。
As explained above, by using the accumulating device of the present invention, a digital filter with any operation word length can be constructed, so even if the specifications of the filter change, the same accumulating device can be used to construct the digital filter. It is very convenient.

また、第2図において加算器6の出力の最下位
ビツトをレジスタ10に一時格納し端子Cを介し
て出力したが、レジスタ10の入力を選択するス
イツチを設け、加算器6の各ビツトの出力がレジ
スタ10の入力となるようにすれば、演算語長が
1ビツト単位で変えることができ一層便利であ
る。たとえば、演算語長を3ビツトとしたいとき
には加算器6の下から2ビツト目の出力をレジス
タ10の入力として選択し、数表出力jの最下位
ビツトを“0”とすればよい。
In addition, in FIG. 2, the least significant bit of the output of the adder 6 is temporarily stored in the register 10 and outputted via the terminal C, but a switch is provided to select the input of the register 10, and the output of each bit of the adder 6 is It is more convenient if the input word is input to the register 10, since the operation word length can be changed in units of 1 bit. For example, if it is desired to set the operation word length to 3 bits, the output of the second bit from the bottom of the adder 6 may be selected as the input to the register 10, and the least significant bit of the numerical table output j may be set to "0".

以上説明したように、本発明の累算装置を用い
ることにより、仕様の異なるデイジタルフイルタ
でも、その都度設計する必要がなくなり、デイジ
タルフイルタのコストを低価格によることができ
る。
As explained above, by using the accumulating device of the present invention, there is no need to design each digital filter with different specifications, and the cost of the digital filter can be kept low.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のデイジタルフイルタの構成図、
第2図は本発明による第1の実施例の累算装置の
基本構成を示す図、第3図は本発明の第1の応用
例の構成図、第4図は本発明の第2の応用例の構
成図、第5図は本発明による第2の実施例の累算
装置の基本構成を示す図、第6図は本発明の第3
の応用例の構成図、第7図は本発明の第4の応用
例の構成図をそれぞれ示す。 1は遅延回路、2は蓄積装置、3は並直列変換
回路、4,6,7は加算器、5,8,9,10,
12はレジスタ、11,13はスイツチ、A,
B,C,D,E,F,Gは端子、アは2入力加算
器、イは3入力加算器、ロはΨj-1×2-1、ハはj
を示す。
Figure 1 is a configuration diagram of a conventional digital filter.
FIG. 2 is a diagram showing the basic configuration of an accumulator according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a configuration diagram of the first application example of the invention, and FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the second application example of the invention. FIG. 5 is a diagram showing the basic configuration of an accumulating device according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 7 shows a configuration diagram of a fourth application example of the present invention. 1 is a delay circuit, 2 is a storage device, 3 is a parallel-to-serial conversion circuit, 4, 6, 7 are adders, 5, 8, 9, 10,
12 is a register, 11 and 13 are switches, A,
B, C, D, E, F, G are terminals, A is a 2-input adder, B is a 3-input adder, B is Ψ j-1 ×2 -1 , C is j
shows.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 相継いで到来するN個の正負を含むMビツト
2進コードサンプル値Ziを受領し、該サンプル値
の各ビツトで構成されるNビツト情報にしたがつ
て、順次、蓄積装置から数表出力、もしくは定数
値を読み出し、該数表出力もしくは定数値を累算
することによりY=N-1i=0 αiZiなる関数によつて表
わされるフイルタ出力Yを得るデイジタルフイル
タにおいて: 直近下位の桁上り信号を最下位桁の入力として
受領し、 累積和の最上位桁信号を最上位桁の入力として
受領し、 前記数表出力もしくは定数値と累積和を受領
し、合わせ加算する第1の加算器6と; 前記数表出力もしくは定数値の最上位桁信号
と、該第1の加算器の桁上り信号と累積和の符号
とを受領し加算する第2の加算器7と; 前記第1の加算器の出力の下位所定ビツトを除
いた信号を格納し、累積和として出力する第1の
レジスタ8と; 該第2の加算器の出力を格納し、累積和の符号
として出力する第2のレジスタ9と; 前記第1の加算器の出力のうち除かれた所定ビ
ツトを格納し、切り捨て信号として出力する第3
のレジスタ10と; 直近上位の切り捨て信号と該累積和の符号を受
領し、最上位のときは前記累積和の符号を、それ
以外のときには該直近上位の切り捨て信号を前記
累積和の最上位桁信号として出力するスイツチ1
1とを備え、前記桁上り信号と前記直近下位の桁
上り信号、前記切り捨て信号と前記直近上位の切
り捨て信号同士を互いに接続することによつて、
演算語長を前記第1の加算器の桁数単位で増加で
きることを特徴とする累算装置。
[Scope of Claims] 1. Receive successively arriving M-bit binary code sample values Zi containing N positive and negative values, and sequentially, according to N-bit information constituted by each bit of the sample values, By reading the numerical table output or constant value from the storage device and accumulating the numerical table output or constant value, the filter output Y expressed by the function Y= N-1i=0 α i Z i can be obtained. In the digital filter that obtains: Receives the most significant carry signal as the input for the least significant digit, receives the most significant digit signal of the cumulative sum as the input for the most significant digit, and receives the above numerical table output or constant value and cumulative sum. and a first adder 6 that combines and adds; a second adder that receives and adds the most significant digit signal of the numerical table output or constant value, the carry signal of the first adder, and the sign of the cumulative sum; an adder 7; a first register 8 for storing the signal of the output of the first adder excluding lower predetermined bits and outputting it as a cumulative sum; storing the output of the second adder; a second register 9 which outputs the sign of the cumulative sum; and a third register 9 which stores a predetermined bit removed from the output of the first adder and outputs it as a truncated signal.
and a register 10; receives the most significant truncation signal and the sign of the cumulative sum, and when it is the most significant, the sign of the cumulative sum; otherwise, the most significant truncated signal is the most significant digit of the cumulative sum; Switch 1 that outputs as a signal
1, and by connecting the carry signal and the immediately lower carry signal, and the truncation signal and the immediately higher order truncation signal,
An accumulator characterized in that an operation word length can be increased in units of the number of digits of the first adder.
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