KR100360926B1 - Improved ACSU structure in viterbi decoder apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비터비(VITERBI) 디코더 장치에서의 개선된 더하기-비교-선택 유닛(ACSU) 논리회로에 관한 것으로서 비터비 디코더에서 경로 메트릭의 오버플로우로 인한 오동작을 방지하기 위하여 간단한 오버플로우 검출회로와 리스케일링 회로를 사용하여 안정적인 동작을 수행하는 개선된 구조의 ACSU 논리회로와 2의 보수부호와 경로 메트릭의 비트수를 늘여서 리스케일링 회로없이 ACSU 동작을 수행하는 리스케일링 기법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention relates to an improved addition-comparison-selection unit (ACSU) logic circuit in a Viterbi decoder device and to prevent a malfunction due to overflow of a path metric in a Viterbi decoder. It is an object of the present invention to provide an ACSU logic circuit having an improved structure that performs stable operation using a rescaling circuit, and a rescaling technique that performs ACSU operation without rescaling circuit by increasing the number of bits of two's complement code and path metric.

본 발명의 구성은 비터비 디코더 장치에 있어서 브랜치 메트릭 유닛(2)에서 나온 브랜치 메트릭 값이 ACSU(5)에서 기존의 경로 메트릭값과 더해지는 과정에서 오버플로우로 인하여 잘못된 메트릭값이 얻어져 최적의 경로를 찾지못하는 것을 방지하기 위하여 경로 메트릭 리스케일링 동작을 수행하는 오버플로우 검출회로와 멀티플렉서(8) 그리고 메트릭 리스케일링용 덧셈기(6)로 이루어진 회로로 이루어져 있다. 또한 2의 보수로 이루어진 메트릭 리스케일링 시스템에서는 각 상태에서 경로메트릭간 차이의 동작 영역보다 충분히 큰 메트릭 비트를 사용하고 부호있는 2의 보수 연산을 이용하여 부가적인 메트릭 리스케일링 회로없이 ACSU에서의 비교동작을 뺄셈기만을 사용하여 구현할 수 있게 하였다.According to the configuration of the present invention, in the Viterbi decoder device, an incorrect metric value is obtained due to an overflow in the process of adding the branch metric value from the branch metric unit 2 to the existing path metric value in the ACSU (5). In order to prevent it from being found, the circuit consists of an overflow detection circuit that performs a path metric rescaling operation, a multiplexer 8, and a metric rescaling adder 6. In addition, the two-complement metric rescaling system uses metric bits that are sufficiently larger than the operating range of the difference between path metrics in each state, and uses a signed two's-complement operation to perform comparison operation in ACSU without additional metric rescaling circuit Can be implemented using only a subtractor.

Description

경로 메트릭값의 오버플로우를 방지하기 위한 리스케일링 동작을 수행하는 더하기-비교-선택 유닛 회로를 가지는 비터비 디코더 장치{Improved ACSU structure in viterbi decoder apparatus}Viterbi decoder apparatus having a plus-compare-selection unit circuit for performing a rescaling operation to prevent an overflow of a path metric value.

본 발명은 비터비(VITERBI) 디코더 장치에서 ACSU 논리회로의 경로 메트릭의 오버플로우를 방지하기 위한 메트릭 리스케일링 동작을 수행하는 논리회로에 관한 것으로서 간단한 오버플로우 검출회로와 메트릭 리스케일링 회로만으로 이루어진 메트릭 리스케일링 논리회로와 부호있는 2의 보수 연산방식을 이용하고 비교기를 뺄셈기로 대치하여 부가적인 메트릭 리스케일링 회로없이 정상적인 더하기-비교-선택 유닛(ACSU)의 동작을 수행하는 리스케일링 기법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention relates to a logic circuit for performing a metric rescaling operation for preventing an overflow of a path metric of an ACSU logic circuit in a Viterbi decoder device. The present invention relates to a metric logic system comprising only a simple overflow detection circuit and a metric rescaling circuit. It is an object of the present invention to provide a rescaling technique that uses a scaling logic circuit and signed two's complement operation and replaces a comparator with a subtractor to perform normal add-compare-selection unit (ACSU) operation without additional metric rescaling circuit. have.

비터비 알고리즘에 있어서 경로 메트릭 값은 계속 증가하기 때문에 유한한 메모리를 사용해서 연속적으로 정상적인 동작을 수행할 수 없다. 이로 인하여 현재까지 상용화된 종래의 비터비 디코더 장치에 있어서 메트릭값을 실수로 두어 소수점 방식을 사용하여 메트릭을 표현하거나 정수로 두고 리스케일링을 하는 방법이 많이 사용되어 왔다. 그 예로서 실수로 표현하는 방식에서는 정상적인 ACSU동작을 수행하기 위하여 메트릭을 부동소수점(floating point)연산을 사용하여 지수부와 가수부를 이용하여 표시하거나 고정 소수점(fixed point) 연산을 사용하여 매번, 또는 동작 영역을 벗어나는 오버플로우가 발생할 경우 재정규화(renormalization)하는 방법을 사용해왔다. 또한 정수로 표현하는 경우에는 비터비 알고리듬에 있어서 ACSU의 동작은 메트릭의 절대값이 아닌 메트릭값 간의 상대적 차이에 의해서 결정되는 원리에 의거하여 여러 방법들이 제시되었고 그 대표적인 경우로는 최소 메트릭 선택회로를 사용하여 각 상태의 메트릭중 최소 메트릭을 선택하고 모든 상태 메트릭으로부터 이 최소 메트릭값을 빼서 메트릭값을 낮추는 방법이 사용되어 왔다. 그러나 실제 이 방식으로 비터비 복호화 장치를 제작시에는 최소 메트릭 선택회로의 제작을 위해서 많은 수의 비교기가 사용되어 VLSI로 제작시에 큰 실리콘 영역을 차지하면서 ACSU부분에 있어 시간 지연의 최대 요인이 되어서 비터비 복호화기의 고속 동작을 어렵게 만드는 요인이 되고 있다.In the Viterbi algorithm, the path metric value continues to increase, so that finite memory cannot continuously perform normal operations. For this reason, in the conventional Viterbi decoder device commercially available, many methods have been used in which a metric value is set to a real number and a metric is expressed by using a decimal point method or a scale is set as an integer. For example, in the real expression method, the metric is displayed using the floating point operation using the exponent part and the mantissa part to perform normal ACSU operation, or each time using a fixed point operation, or We have used a method of renormalization when overflow occurs outside the operating area. Also, in the case of integer expression, various methods are proposed based on the principle that the operation of ACSU in Viterbi algorithm is determined by the relative difference between the metric values and not the absolute value of the metric. A method of lowering a metric value by selecting a minimum metric among metrics of each state and subtracting the minimum metric value from all state metrics has been used. However, when manufacturing Viterbi decoding device in this way, a large number of comparators are used to manufacture the minimum metric selection circuit, which occupies a large silicon area when manufacturing with VLSI, which is the maximum factor of time delay in ACSU part. It is a factor that makes high-speed operation of the Viterbi decoder difficult.

따라서 본 발명은 단일 집적회로로 사용되거나 다기능의 통신용 집적회로에서 내부 블록으로 사용하기 위한 비터비 복호화기의 개발에 필요한 메트릭 리스케일링 구조를 제시한 것으로서 브랜치 메트릭 유닛(BMU)을 거쳐나온 브랜치 메트릭값이 경로 메트릭과 더해져서 새로운 경로 메트릭을 만드는 과정에서 발생하는 메트릭값의 오버플로우를 방지하기 위하여 간단한 오버플로우 검출회로와 효율적인 구조의 덧셈기를 이용한 메트릭 리스케일링 회로와 경로 메트릭 비트를 한 비트 증가시키고 2의 보수 연산과 부호있는 뺄셈기 회로를 이용하여 비터비 복호화기에서 시간지연이 가장 큰 부분인 ACSU의 메트릭 리스케일링 동작을 빠르면서 적은 논리회로로 수행할 수 있게 하므로서 면적의 효율성과 고속 동작을 이룰 수 있게 하였다.Accordingly, the present invention proposes a metric rescaling structure for the development of a Viterbi decoder for use as a single integrated circuit or as an internal block in a multi-functional communication integrated circuit, and the branch metric value passed through a branch metric unit (BMU). In addition to this path metric, the metric rescaling circuit using the simple overflow detection circuit and the efficient structure adder and the path metric bit are increased by one bit to prevent the overflow of the metric value generated in the process of creating a new path metric. By using the complementary operation and the signed subtracter circuit, the metric rescaling operation of the ACSU, which is the largest part of the time delay in the Viterbi decoder, can be performed quickly and with fewer logic circuits, resulting in high efficiency and high speed operation. Made it possible.

도 1은 일반적인 전체 비터비 디코더 하드웨어 구성도1 is a general overall Viterbi decoder hardware configuration diagram

도 2는 본 발명의 비터비 디코더 장치에서 2의 보수 연산방식을 이용하여 오동작 없이 덧셈과 비교동작을 수행하는 ACSU의 구조도2 is a structural diagram of an ACSU that performs addition and comparison operations without a malfunction by using a two's complement operation in the Viterbi decoder device of the present invention.

도 3는 본 발명의 비터비 디코더 장치에서 부호없는 연산방식을 이용하여 메트릭을 리스케일링하는 ACSU의 논리회로 구성도3 is a logic circuit diagram of an ACSU rescaling a metric using an unsigned algorithm in the Viterbi decoder device of the present invention.

도 4는 본 발명의 부호없는 연산방식을 사용한 ACSU논리회로 중 덧셈기 회로4 is an adder circuit of an ACSU logic circuit using an unsigned calculation method of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1:입력 직렬/병렬변환기 2:브랜치 메트릭 유닛(BMU)1: input serial / parallel converter 2: branch metric unit (BMU)

3:파셜 메트릭 유닛(PMU) 4:서바이벌 메모리 유닛(SMO)3: Partial Metric Unit (PMU) 4: Survival Memory Unit (SMO)

5:더하기-비교-선택 유닉(ACSU) 6,6A,6B:덧셈기 7:뺄셈기5: Add-Compare-Select UNIQ (6, 6A, 6B): Adder 7: Subtractor

8:멀티플렉서(MUX) 9,9A:논리곱(AND) 게이트8: Multiplexer (MUX) 9, 9A: Logic (AND) Gate

10:논리합(OR) 게이트 11:비교기 12:레지스터(Resister)10: Logic Gate (OR) 11: Comparators 12: Register

13,13A,13B:덧셈기 14:덧셈기13,13A, 13B: Adder 14: Adder

본 발명의 구성 및 작용을 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the configuration and operation of the present invention in detail as follows.

도 1은 전체적인 비터비 디코더 하드웨어의 구성도로서 인코더(Encoder)의 코드율(code rate)를 고려해서 직렬 입력을 받아 병렬 출력을 내보내는 입력 직렬/병렬 변환기(1), 각 브랜치(가지)에서 입력과 부호화기 상태(State)에 따르는 부호화기 출력과 비교하여 브랜치 메트릭을 구해내기 위한 유닛인 브랜치 메트릭 유닛(Branch metric Unit)(2), 메트릭을 저장하는 파셜 메트릭 유닛(Partial Metric Unit)(3), 각 상태마다의 최우복호 경로를 기억하는 서바이벌 메모리 유닛(Survivor Memory Unit)(4), 비터비 디코더의 각 상태에서 다음 상태로 전이할 때 각 스테이트로 들어오는 파셜 메트릭 값을 구하고 이를 비교하여 낮은 메트릭의 경로를 선택하는 더하기-비교-선택 유닛(Add-Compare-Select Unit)(5)으로 구성된다.FIG. 1 is a block diagram of the overall Viterbi decoder hardware. An input serial / parallel converter 1 receiving serial inputs and outputting parallel outputs in consideration of an encoder's code rate, inputs at each branch (branch). A branch metric unit (2), which is a unit for obtaining a branch metric compared to an encoder output according to an encoder state, and a partial metric unit (3) storing metric, each Survivor Memory Unit (4), which remembers the most decoded path for each state, calculates and compares partial metric values coming into each state when transitioning from one state of Viterbi decoder to the next. It consists of an Add-Compare-Select Unit (5) for selecting.

도 2는 본 발명의 비터비 디코더 장치에서 2의 보수연산 방식을 이용하여 오동작없이 덧셈과 비교동작을 수행하는 ACSU(5)의 구성도로서 BMU(2)를 거쳐나온 브랜치 메트릭값과 이전 상태의 경로 메트릭값이 더해져서 새로운 메트릭의 후보를 생성하기 위한 덧셈기(6)(6A)와 다음 상태의 경로메트릭이 되기위한 후보 값들을 비교하기 위하여 뺄셈기를 이용하여 비교를 하는 뺄셈기(7)와 좋은 메트릭값을 선택하기 위한 멀티플렉서(MUX)(8) 회로로 이루어져 있다.즉. 이는 브랜치 메트릭과 경로 메트릭을 부호있는 2의 보수 형태로 표현하고 경로 메트릭에 실제 경로간 차의 최대값의 두배 이상의 동적 동작범위를 갖도록 충분한 비트수를 할당해서 오버플로우 동작이 발생할 경우에도 더하기-비교-선택 유닛(ACSU)(5)에서 정상적인 비교동작을 수행하므로서 시스템에 부가적인 메트릭 리스케일링 회로가 필요없는 ACSU(5)의 구조이다.이러한 구조는 종래의 더하기-비교-선택 유닛(ACSU)(5)에 구비되어 연산에 필요한 각 성분들의 크기를 비교하는 비교기 회로를 뺄셈기(7) 회로로 대치하고 뺄셈기(7)의 오버플로우를 무시하고 결과의 최상위 비트(부호 비트)를 선택을 위한 멀티플렉서(8)에 연결하여 경로를 선택하게 할 수 있다.FIG. 2 is a block diagram of an ACSU 5 which performs addition and comparison operations without a malfunction by using the two's complement operation in the Viterbi decoder device of the present invention. The path metric value is added to the adder (6) (6A) for generating candidates for the new metric and the subtractor (7) for comparison using the subtractor to compare the candidate values for the path metric of the next state. It consists of a multiplexer (MUX) 8 circuit for selecting a metric value. It expresses branch and path metrics in signed two's complement form and assigns enough bits to the path metric to have a dynamic range of more than twice the maximum value of the actual path difference. -The structure of the ACSU 5, which does not require additional metric rescaling circuitry in the system by performing a normal comparison operation in the selection unit (ACSU) 5. This structure is a conventional addition-compare-selection unit (ACSU) ( 5) replaces the comparator circuit for comparing the magnitude of each component required for the operation with the subtractor (7) circuit and ignores the overflow of the subtractor (7) and selects the most significant bit (sign bit) of the result. The multiplexer 8 can be connected to select a path.

상기한 2의 보수연산 방식을 이용하여 오동작없이 덧셈과 비교동작을 수행하는 ACSU(5)의 구성에 따른 실시예로서 특정 메트릭 A와 메트릭 B를 비교하는 경우에는 도 2에 나타난 것처럼 뺄셈기(7)의 최상위 비트를 바로 멀티플렉서(8)의 입력으로 연결하여 최상위비트가 0일 경우에는 A가 서바이벌 메트릭으로 선택되고 반대의 경우에는 B가 서바이벌 메트릭으로 선택된다.As an embodiment according to the configuration of the ACSU 5 which performs addition and comparison operations without malfunction by using the two's complement operation method as described above, the subtractor 7 as shown in FIG. The most significant bit of) is directly connected to the input of the multiplexer 8 so that when the most significant bit is 0, A is selected as a survival metric and B is selected as a survival metric.

도 3은 본 발명의 부호없는 연산방법을 사용하면서 간단한 오버플로우 검출회로와 덧셈기만을 이용하여 메트릭 리스케일링 동작을 수행하는 ACSU(5) 논리회로의 구성도로서, 상기 ACSU 회로는 각 상태의 경로 메트릭의 최고값을 주어진 기준값과 비교하여 이를 얻는 오버플로우를 검출하기 위한 논리곱(AND)(9) 게이트, 논리합(OR)(10) 게이트, 오버플로우 검출신호의 여부에 따라서 신호가 발생하지 않을 경우에는 0을 오버플로우 검출신호가 발생할 때는 특정 상수치의 값을 빼기 위한 신호를 선택하는 멀티플렉서(8A), 브랜치 메트릭, 경로 메트릭, 그리고 멀티플렉서를 통과한 값이 더해지는 3입력 덧셈기(6B), 새로 생성된 후보 경로 메트릭 값을 비교하기 위한 비교기(11), 그리고 비교기(11)의 결과에 의해서 선택된 후보 경로 메트릭을 새로운 메트릭으로 통과시키는 멀티플렉서(8A)로 이루어져 있다.결국 상기 오버플로우를 검출하기 위한 회로는 동작 영역의 최대값에서 브랜치 메트릭의 최대값이나 이 값 이하의 작은 값을 뺀 값이 오버플로우가 검출되는 값이 된다. 이렇게 함으로써 다음 사이클에서 상수값을 빼게 되어 경로 메트릭 값의 오버플로우 현상을 방지할 수 있다.3 is a block diagram of an ACSU 5 logic circuit that performs a metric rescaling operation using only a simple overflow detection circuit and an adder while using an unsigned calculation method of the present invention, wherein the ACSU circuit is a path metric of each state. When no signal is generated depending on whether or not the AND (9) gate, OR (10) gate, and overflow detection signal are used to detect the overflow obtained by comparing the highest value with the given reference value. When the overflow detection signal is 0, a multiplexer 8A which selects a signal for subtracting a value of a certain constant value, a branch metric, a path metric, and a three-input adder 6B that adds the value passed through the multiplexer are newly generated. The comparator 11 for comparing the candidate path metric values, and the candidate path metric selected by the result of the comparator 11 to the new metric. The key consists of a multiplexer 8A. The circuit for detecting the overflow is the value at which the overflow is detected by subtracting the maximum value of the branch metric from the maximum value of the operating area or a smaller value below this value. . This will subtract the constant value in the next cycle to avoid overflowing the path metric value.

따라서 경로 메트릭의 상위 비트 부분이 논리곱(9)으로 묶여서 어느 한 상태의 오버플로우 검출치를 만들기 위한 회로를 만들게된다. 그리고 각 상태의 검출회로가 논리합(10) 회로로 연결되어 전체적인 오버플로우 검출신호를 발생시킨다. 발생된 신호가 멀티플렉서(8B)의 제어신호로 연결되어 만일 검출시(논리 1인 경우)는 빼어지는 상수값이 덧셈기(6B)로 들어가고 검출이 안된 경우는 0값이 덧셈기(6B)의 입력으로 들어가게 된다. 한편 덧셈기(6B)는 빼어지는 상수값(혹은 0값)과 브랜치 메트릭, 그리고 경로 메트릭간의 덧셈동작을 수행한다.즉, 상기한 본 발명의 부호없는 연산방법을 사용하면서 간단한 오버플로우 검출회로와 덧셈기만을 이용하여 메트릭 리스케일링 동작을 수행하는 ACSU(5) 논리회로는, 오버플로우 검출회로를 통해서 오버플로우 여부를 탐지하고 이 신호를 멀티플렉서(8A)의 제어신호로 사용해서 상수값이나 0의 값을 빼는 작용을 수행하며 이 값과 브랜치 메트릭 그리고 경로 메트릭이 3입력 덧셈기(6B)의 입력으로 들어가서 메트릭 리스케일링 동작을 수행하는 방법을 제공한다.Therefore, the upper bit portion of the path metric is grouped by the logical product (9) to create a circuit for making an overflow detection of any one state. And the detection circuit of each state is connected to the logic sum 10 circuit, and generate | occur | produces the overall overflow detection signal. The generated signal is connected to the control signal of the multiplexer 8B so that a constant value, which is subtracted at the time of detection (logic 1), enters the adder 6B, and if it is not detected, the value 0 is input to the adder 6B. Will enter. On the other hand, the adder 6B performs an addition operation between the subtracted constant value (or zero value), the branch metric, and the path metric. That is, a simple overflow detection circuit and an adder while using the unsigned calculation method of the present invention described above. The ACSU (5) logic circuit which performs metric rescaling operation using only the bay detects the overflow through the overflow detection circuit and uses this signal as a control signal of the multiplexer 8A to use a constant value or a value of zero. Subtraction and the branch metric and path metric enter the input of the 3-input adder 6B to provide a way to perform the metric rescaling operation.

도 4에는 전술한 부호 없는 연산방법을 사용한 ACSU 논리회로로서 상기 과정이 상세히 나타나 있다. 첫 단에서는 완전 덧셈기(13)가 비트수만큼 존재한다. 완전 덧셈기(13)에는 상수값과 브랜치 메트릭 경로 메트릭이 들어가서 이때 생성되는 값이 다음 단계의 (메트릭 비트수 - 1)-비트 덧셈기의 입력이 된다. 다음단의 덧셈기(13)는 상하부로 나뉘어 상위 결과측에서는 두 개의 개별적인 덧셈기(13A)(13B)가 캐리를 1과 0의 값으로 미리 추정해서 덧셈동작을 수행하고 하위 결과측의 캐리(carry) 여부로 멀티플렉서(8C)에서 상위 덧셈기(13A)(13B)중에서 올바른 결과를 선택하는 구조로 이루어져 있다. 이와 같은 구조로 기존의 ACSU의 덧셈기에서 발생하는 지연시간을 줄일 수 있다.이렇게 본 발명은 논리곱 회로(9)를 이용하여 각 경로 메트릭의 단일 오버플로우를 검출하기 위한 회로와 각 회로를 논리합 회로(10)를 이용하여 전체적으로 오버플로우를 검출하는 작용을 수행하는 오버플로우 검출회로와 이 결과 신호에 따라 발생한 리스케일링을 위한 상수 또는 0값과 브랜치 메트릭과 경로 메트릭을 더하는 덧셈기 회로를 가지게 되며, 덧셈기 회로는 도 4와 같이 3입력 덧셈동작을 수행하기 위하여 첫단은 완전 덧셈기(13)로 연결하고 다음단은 (메트릭 비트수-1) 비트의 덧셈기(13A)(13B)(13C)를 사용하고 이 덧셈기를 2분하여 아랫단(13C)과 윗단(13A)(13B)에서 동시에 덧셈을 수행하며 윗단에서는 두 개의 덧셈기(13A)(13B)를 사용하여 미리 0과 1의 캐리값을 추정하여 덧셈을 하며 아랫단 덧셈기(13C)의 캐리값에 의하여 멀티플렉서(8C)에서 올바른 추정값으로 계산된 결과를 선택하게 하는 구조이다.4 illustrates the above process in detail as an ACSU logic circuit using the aforementioned unsigned calculation method. In the first stage, a complete adder 13 exists as many as the number of bits. The complete adder 13 contains a constant value and a branch metric path metric so that the generated value becomes the input of the (metric number of bits-1) -bit adder of the next step. The adder 13 of the next stage is divided into upper and lower parts. On the upper result side, two separate adders 13A and 13B perform the add operation by presuming the carry to 1 and 0, and carry the lower result side. The low multiplexer 8C has a structure for selecting the correct result among the upper adders 13A and 13B. Such a structure can reduce the delay time caused by the adder of the existing ACSU. Thus, the present invention uses a logical multiplication circuit (9) and a circuit for detecting a single overflow of each path metric and the logical sum circuit. (10) has an overflow detection circuit which performs an overall function of detecting an overflow, and an adder circuit which adds a constant or zero value, a branch metric, and a path metric for rescaling according to the result signal. In order to perform the three-input add operation as shown in Fig. 4, the circuit is connected to the first full adder 13 and the next step uses the adders 13A, 13B, and 13C of the (metric number of bits-1) bits. The adder is added to the bottom end 13C and the top end 13A and 13B at the same time, and the adder uses two adders 13A and 13B to estimate the carry value of 0 and 1 in advance. And an addition carry value by the adder ahraetdan (13C) is a structure that selects the calculation result with the correct estimation value by the multiplexer (8C).

이와 같이 본 발명은 비터비 복호화 장치의 개발에 필요한 메트릭 리스케일링 구조와 이에 따른 논리회로를 제시한 것으로서 첫째, 2의 보수 연산을 사용하며 메트릭에 할당되는 비트를 한 비트 증가시키며 비교기로 뺄셈기를 사용하는 ACSU 구조에서는 부가적인 메트릭 리스케일링 회로가 필요없이도 오버플로우로 인한 오동작이 없는 정상적인 동작을 수행하므로 회로가 간단해지고 실제로 비터비 복호화 장치에서 ACSU에서 소요되는 시간이 줄어들게 된다. 또한 다음으로 간단한 오버플로우 검출회로와 메트릭 리스케일링 구조를 덧셈기를 이용하여 구현한 ACSU회로에서는 간단한 오버플로우 검출회로와 멀티플렉서, 그리고 3입력 덧셈기를 이용하여 적은 지연시간과 최적의 비트를 사용하여 메트릭 리스케일링 동작을 수행한다. 따라서 실제 비터비 복호화 장치에서 정상적인 동작을 유지하면서 가장 많은 시간의 지연이 발생하는 ACSU의 메트릭 리스케일링 부분의 속도를 높이고 동시에 복잡도를감소시킨 설계를 가능하게 할 수 있다.As described above, the present invention provides a metric rescaling structure and a logic circuit according to the development of a Viterbi decoding device. First, using a two's complement operation and increasing a bit allocated to a metric by one bit and using a subtractor as a comparator. In the ACSU structure, since the normal operation without the malfunction due to the overflow is performed without the need for an additional metric rescaling circuit, the circuit is simplified and the time required for the ACSU in the Viterbi decoding device is actually reduced. Next, the ACSU circuit, which uses a simple overflow detection circuit and a metric rescaling structure using an adder, uses a simple overflow detection circuit, a multiplexer, and a three-input adder to achieve low latencies and optimal bits. Perform the scaling operation. Therefore, it is possible to increase the speed of the metric rescaling part of the ACSU, which has the most time delay while maintaining the normal operation in the actual Viterbi decoding device, and to reduce the complexity.

Claims (5)

비터비 디코더 장치에 있어서, 브랜치 메트릭과 경로 메트릭을 부호있는 2의 보수 형태로 표현하고 경로 메트릭에 실제 경로간 차의 최대값의 두배 이상의 동적 동작범위를 갖도록 충분한 비트수를 할당해서 오버플로우 동작이 발생할 경우에도 더하기-비교-선택 유닛(ACSU)(5)에서 정상적인 비교동작을 수행하면서 시스템에 부가적인 메트릭 리스케일링 회로가 필요없는 ACSU(5)의 구조를 가짐을 특징으로 하는 경로 메트릭값의 오버플로우를 방지하기 위한 리스케일링 동작을 수행하는 더하기-비교-선택 유닛 회로를 가지는 비터비 디코더 장치In the Viterbi decoder device, the branch and path metrics are represented in signed two's complement form, and the overflow operation is performed by assigning a sufficient number of bits to the path metric so as to have a dynamic range of more than twice the maximum value of the actual path difference. Overloading of path metric values, characterized by the structure of the ACSU 5, which does not require additional metric rescaling circuitry in the system while performing normal comparison operations in the add-compare-selection unit (ACSU) 5 even if it occurs. Viterbi decoder device with plus-compare-selection unit circuit for performing rescaling operation to prevent flow 제 1항에 있어서, 더하기-비교-선택 유닛(ACSU)(5)의 비교기 회로를 뺄셈기(7) 회로로 대치하고 뺄셈기(7)의 오버플로우를 무시하고 결과의 최상위 비트(부호 비트)를 선택을 위한 멀티플렉서(8)에 연결하여 경로를 선택하는 구조로 이루어진 더하기-비교-선택 유닛(ACSU)장치를 가지는 비터비 디코더 장치2. The most significant bit (sign bit) of the result according to claim 1, wherein the comparator circuit of the add-compare-selection unit (ACSU) 5 is replaced with the subtractor 7 circuit and the overflow of the subtractor 7 is ignored. Viterbi decoder having an add-comparison-selection unit (ACSU) device configured to select a path by connecting to a multiplexer 8 for selection 비터비 디코더 장치에 있어서 오버플로우 검출회로를 통해서 오버플로우 여부를 탐지하고 이 신호를 멀티플렉서(8A)의 제어신호로 사용해서 상수값이나 0의 값을 빼는 작용을 수행하며 이 값과 브랜치 메트릭 그리고 경로 메트릭이 3입력 덧셈기(6B)의 입력으로 들어가서 메트릭 리스케일링 동작을 수행하는 방법을 특징으로 하는 더하기-비교-선택 유닛(ACSU)회로를 갖는 비터비 디코더 장치In Viterbi decoder device, overflow detection circuit detects overflow and uses this signal as a control signal of multiplexer 8A to subtract a constant value or zero value, and this value, branch metric, and path. Viterbi decoder device with an add-compare-selection unit (ACSU) circuit characterized by a method in which a metric enters an input of a three-input adder 6B and performs a metric rescaling operation. 제 3항에 있어서, 논리곱 회로(9)를 이용하여 각 경로 메트릭의 단일 오버플로우를 검출하기 위한 회로와 각 회로를 논리합 회로(10)를 이용하여 전체적으로 오버플로우를 검출하는 작용을 수행하는 오버플로우 검출회로와 이 결과 신호에 따라 발생한 리스케일링을 위한 상수 또는 0값과 브랜치 메트릭과 경로 메트릭을 더하는 덧셈회로를 특징으로 하는 더하기-비교-선택 유닛(ACSU)장치를 가지는 비터비 디코더 장치4. The circuit according to claim 3, wherein the circuit for detecting a single overflow of each path metric using the AND circuit 9 and the over performing the function of detecting the overflow as a whole using the OR circuit 10 Viterbi decoder device having a plus-compare-selection unit (ACSU) device characterized by a flow detection circuit and an addition circuit for adding a constant or zero value for rescaling according to the resultant signal and a branch metric and a path metric. 제 4항에 있어서, 3입력 덧셈동작을 수행하기 위하여 첫단은 완전 덧셈기(13)로 연결하고 다음단은 (메트릭 비트수-1) 비트의 덧셈기(13A)(13B)(13C)를 사용하고 이 덧셈기를 2분하여 아랫단(13C)과 윗단(13A)(13B)에서 동시에 덧셈을 수행하며 윗단에서는 두 개의 덧셈기(13A)(13B)를 사용하여 미리 0과 1의 캐리값을 추정하여 덧셈을 하며 아랫단 덧셈기(13C)의 캐리값에 의하여 멀티플렉서(8C)에서 올바른 추정값으로 계산된 결과를 선택하는 덧셈기 회로를 가지는 ACSU회로를 구비함을 특징으로 하는 비터비 디코더 장치5. The method according to claim 4, wherein the first stage is connected to the complete adder 13 and the next stage uses the adder 13A, 13B, 13C of the (metric bit number-1) bit to perform the three-input add operation. The adder is added to the bottom end 13C and the top end 13A and 13B at the same time, and the adder is estimated by using two adders 13A and 13B to estimate the carry values of 0 and 1 in advance. A Viterbi decoder device having an adder circuit for selecting a result calculated by the multiplexer 8C with the correct estimated value by the carry value of the lower adder 13C.
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