KR100400726B1 - 유한 임펄스 응답 필터 - Google Patents

유한 임펄스 응답 필터 Download PDF

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KR100400726B1 KR10-1999-0003126A KR19990003126A KR100400726B1 KR 100400726 B1 KR100400726 B1 KR 100400726B1 KR 19990003126 A KR19990003126 A KR 19990003126A KR 100400726 B1 KR100400726 B1 KR 100400726B1
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Abstract

유한 임펄스 응답 필터에서, 소정개수의 탭을 일정단위로 나누고 입력신호를 전송하는 입력부와, 외부로부터 인가되는 선택신호에 따라 고속 유한 임펄스 응답 필터의 출력특성을 변화시키기 위한 계수값 변환을 수행하여 기저장된 계수변환 알고리즘에 의해 결정된 데이터를 출력하는 계수변환부와, 상기 계수변환부에서 출력신호가 존재하면 상기 입력부 또는 계수변환부의 출력에 따라 메모리부의 어드레스를 선택하는 선택부와, 상기 선택부에서 설정된 어드레스에 상기 입력부 또는 계수변환부의 출력을 저장하는 메모리부와, 상기 메모리부의 출력을 입력받아 덧셈연산을 수행하는 가산기를 포함하여 구성된 것으로 출력특성을 변화시키기 위해 계수변환이 가능함으로써 다양한 출력특성으로 입력부를 일정단위로 나누고, 그에 대응하는 메모리부를 설치함으로써 회로의 크기를 최소화함과 동시에 시간지연을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

유한 임펄스 응답 필터{Finite Impulse Response Filter}
본 발명은 유한 임펄스 응답 필터(Finite Impulse Response Filter; 이하, FIR 필터라고 약칭함)에 관한 것으로, 특히 계수 프로그램이 가능한 FIR 필터에 관한 것이다.
일반적으로 FIR 필터는 입력데이터와 그 과거 값들의 선형 결합으로 출력을 나타내는 필터로써, 시간축에서 보면 그 충격 응답이 유한한 길이의 형태로 나타난다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 FIR 필터를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 테이블을 이용한 고속 FIR 필터를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 FIR 필터는 n개의 탭으로 구성된 입력부(1)와, 상기 입력부(1)내 n개의 탭에 각각 대응하는 계수와의 곱셈을 수행하는 곱셈연산부(2)와, 상기 곱셈연산부(2)의 출력을 입력받아 덧셈연산을 수행하는 가산기(3)로 구성된다.
상기 입력부(1)는 n개의 탭(X(0)∼X(n-1))으로 구성되며, 상기 X(0)에 데이터가 입력되면 다음 데이터가 입력되기 전까지는 X(0)에 저장시키고, 다음 데이터가 입력되면 상기 X(0)에 저장된 데이터를 다음 탭(X(1))으로 쉬프팅시키는 방식으로 상기 X(n-1)까지 데이터를 전달하게 된다.
또한, 상기 각각의 탭의 내용은 곱셈연산부(2)내 제 1 내지 제 n 곱셈기에 출력되어 알맞은 계수(Coefficient)(h(0)∼h(n-1))와 곱셈연산을 수행하며, 상기제 1 내지 제 n 곱셈기의 출력은 상기 가산기(3)로 출력되어 덧셈 연산을 수행한 후 최종 데이터를 출력한다.
한편, 종래 기술에 따른 FIR 필터를 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 FIR 필터는 n개의 탭으로 구성된 입력부(10)와, 상기 입력부(10)의 출력을 전달하는 버스선(20)과, 상기 버스선(20)의 출력에 따라 출력데이터를 결정하는 테이블(30)로 구성된다.
상술한 바와 같이, 도 2에 나타낸 종래 기술에 따른 FIR 필터는 도 1에 도시된 일반적인 FIR 필터와 마찬가지로 입력되는 데이터를 제 1 탭(X(0))에 저장한 후, 다음 데이터 입력시 제 2 탭(X(1))으로 쉬프팅시키는 방식을 사용한다.
또한, 상기 n개의 탭(X(0)∼X(n-1))의 출력은 상기 버스선(20)에서 묶여져서 상기 테이블(30)의 어드레스로 사용되며, 상기 테이블(30)은 어드레스를 입력받아 입력된 어드레스에 저장된 내용을 출력한다.
여기서, 상기 테이블(30)은 상기 도 1에 도시된 곱셈연산부(2) 및 가산기(3)를 대체한 것으로서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 입력되는 어드레스에 대응하는 기 설정된 연산값을 출력하게 된다.
그러나, 종래 기술에 따른 FIR 필터는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 탭의 수가 증가함에 따라 테이블의 크기는 배로 증가함으로써 차지하는 면적을 증대시킨다.
둘째, 면적이 증대됨으로써 시간지연이 증대된다.
셋째, 출력특성이 고정되어 있으므로 하나의 장비에 적용할 경우에는 무리가 없으나, 범용으로 사용될 경우에는 여러 가지 제한이 가해진다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 출력특성에 따라 계수를 가변시킴으로써 다양한 출력특성으로 동작함과 동시에 하드웨어 구조상의 제한점을 개선할 수 있도록 한 고속 유한 임펄스 응답 필터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 특징은 유한 임펄스 응답 필터에서, 소정개수의 탭을 일정단위로 나누고 입력신호를 전송하는 입력부와, 외부로부터 인가되는 선택신호에 따라 고속 유한 임펄스 응답 필터의 출력특성을 변화시키기 위한 계수값 변환을 수행하여 기저장된 계수변환 알고리즘에 의해 결정된 데이터를 출력하는 계수변환부와, 상기 계수변환부에서 출력신호가 존재하면 상기 입력부 또는 계수변환부의 출력에 따라 메모리부의 어드레스를 선택하는 선택부와, 상기 선택부에서 설정된 어드레스에 상기 입력부 또는 계수변환부의 출력을 저장하는 메모리부와, 상기 메모리부의 출력을 입력받아 덧셈연산을 수행하는 가산기를 포함하여 구성됨에 있다.
도 1은 일반적인 유한 임펄스 응답 필터를 나타낸 도면
도 2는 종래 기술에 따른 유한 임펄스 응답 필터를 나타낸 도면
도 3은 도 2에 도시된 유한 임펄스 응답 필터의 입력신호에 따른 출력값을 나타낸 테이블
도 4는 본 발명에 따른 고속 유한 임펄스 응답 필터를 나타낸 도면
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 계수변환부에 기 저장된 계수변환 알고리즘을 나타낸 테이블
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40 : 계수변환부41 : 제 1 입력부
42 : 제 2 입력부43 : 제 3 입력부
44 : 제 1 선택부45 : 제 2 선택부
46 : 제 3 선택부47 : 제 1 메모리
48 : 제 2 메모리49 : 제 3 메모리
50 : 가산기
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고속 FIR 필터를 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 고속 FIR 필터를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 n개의 탭을 일정단위로 나뉘어 구성된 제 1 내지 제 3 입력부(41)(42)(43)와, 외부로부터 계수변환 선택신호를 입력받아계수변환을 수행하는 계수변환부(40)와, 상기 계수변환부(40)에서 출력되는 라이트 인에이블(Write Enable; 이하, WE라 약칭함) 신호의 출력여부에 따라 상기 제 1 내지 제 3 입력부(41)(42)(43) 또는 계수변환부(40)에서 출력되는 어드레스를 선택하는 제 1 내지 제 3 선택부(44)(45)(46)와, 상기 제 1 내지 제 3 선택부(44)(45)(46)의 출력을 저장하는 제 1 내지 제 3 메모리(47)(48)(49)와, 상기 제 1 내지 제 3 메모리(47)(48)(49)의 출력을 인가받아 덧셈연산을 수행하는 가산기(50)로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 내지 제 3 선택부(44)(45)(46)는 상기 제 1 입력부 내지 제 3 입력부(41)(42)(43)에 각각 대응하며, 상기 계수변환부(40)의 WE신호에 따라 선택적으로 어드레스를 지정한다.
또한, 상기 제 1 내지 제 3 메모리(47)(48)(49)는 상기 제 1 내지 제 3 선택부(44)(45)(46)와 각각 대응하여 상기 제 1 내지 제 3 선택부(44)(45)(46)의 출력신호에 따라 어드레스가 지정되어 상기 제 1 내지 제 3 입력부(41)(42)(43)의 출력 또는 상기 계수변환부(40)의 출력을 저장한다.
그리고, 상기 가산기(50)는 상기 제 1 내지 제 3 메모리(47)(48)(49)의 출력을 입력받아 덧셈연산을 수행하여 최종 출력값을 산출한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 고속 FIR 필터는 크게 두가지 동작을 수행한다.
먼저, 출력특성을 변화시키기 위해 상기 계수변환부(40)에 선택신호를 인가하여 계수변환을 수행한 후 상기 제 1 내지 제 3 메모리(47)(48)(49)에 저장하는동작과, 출력특성 변화없이 기존의 FIR 필터처럼 동작하도록 하는 방법으로 나뉘어 진다.
전자의 경우, 새로운 출력특성을 얻기 위해 외부로부터 계수변환 선택신호를 상기 계수변환부(40)로 인가하면, 상기 계수변환부(40)에서 WE 신호가 하이(High)로 출력된다.
따라서, 상기 WE 신호에 따라 상기 계수변환부(40)에서 출력되는 어드레스를 상기 제 1 내지 제 3 선택부(44)(45)(46)로 출력하여 어드레스를 지정하고, 상기 계수변환부(40)는 상기 제 1 내지 제 3 선택부(44)(45)(46)에서 출력되는 제 1 내지 제 3 메모리(47)(48)(49)의 어드레스로 계수변환데이터를 출력한다.
한편 후자의 경우, 상기 제 1 내지 제 3 입력부(41)(42)(43)로 입력되는 데이터는 상기 제 1 입력부(41)내 제 1 탭(X(0))에 저장되어 다음 데이터가 입력될 때 쉬프트 되기 시작하며, 상기 제 1 입력부(41)내 k개의 탭 내용은 묶여져서 버스형태로 상기 제 1 메모리(47)의 어드레스가 된다.
이와 같은 방법으로, 상기 제 2 및 제 3 메모리(48)(49)에도 데이터가 저장되고, 상기 제 1 내지 제 3 메모리(47)(48)(49)의 출력은 상기 가산기(50)에서 모두 합해져서 출력된다.
또한, 상기 계수변환부(40)는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 제 1 내지 제 3 메모리(47)(48)(49)로 인가되는 데이터의 계수변환 연산 알고리즘을 기 저장하고 있으며, 계수변환 선택신호가 입력되면 상기 계수변환 연산 알고리즘에 의해 결정된 데이터를 상기 제 1 내지 제 3 메모리(47)(48)(49)로 출력하게 되는것이다.
본 발명에 따른 고속 FIR 필터는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 출력특성을 변화시키기 위해 계수변환이 가능함으로써 다양한 출력특성으로 동작할 수 있다.
둘째, 입력부를 일정단위로 나누고, 그에 대응하는 메모리부를 설치함으로써 회로의 크기를 최소화함과 동시에 시간지연을 최소화시킬 수 있다.
셋째, 출력특성을 가변시킬 수 있으므로 사용범위가 확대된다.

Claims (3)

  1. 입력 데이터와 그 과거 값들의 선형 결합으로 출력을 나타내는 유한 임펄스 응답 필터에서,
    소정개수의 탭을 일정단위로 나누고 입력신호를 전송하는 입력부;
    외부로부터 인가되는 선택신호에 따라 고속 유한 임펄스 응답 필터의 출력특성을 변화시키기 위한 계수값 변환을 수행하여 기저장된 계수변환 알고리즘에 의해 결정된 데이터를 출력하는 계수변환부;
    상기 계수변환부에서 출력신호가 존재하면 상기 입력부 또는 계수변환부의 출력에따라 메모리부의 어드레스를 선택하는 선택부;
    상기 선택부에서 설정된 어드레스에 상기 입력부 또는 계수변환부의 출력을 저장하는 메모리부;
    상기 메모리부의 출력을 입력받아 덧셈연산을 수행하는 가산기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 고속 유한 임펄스 응답 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계수변환부로 인가되는 선택신호에 따라 상기 입력부 또는 계수변환부의 어드레스가 독립적으로 선택됨을 특징으로 하는 고속 유한 임펄스 응답필터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택부 및 메모리부는 상기 입력부내 소정개수의 탭을 일정단위로 나누는 것과 동일한 단위로 나뉘어짐을 특징으로 하는 고속 유한 임펄스 응답 필터.
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