KR20010064041A - Delay line circuit of FIR filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 필터에 관한 것으로서, 특히 유한 임펄스 응답 필터(FIR filer)에서 필터 입력 데이터를 저장하는 지연 라인 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a filter, and more particularly to a delay line circuit for storing filter input data in a finite impulse response filter (FIR filer).
유한 임펄스 응답 필터(Finite Impulse Response Filter, 이하 FIR 필터라고 함)는 항상 안정하고, 선형 위상의 출력 데이터를 발생하며, 구현이 용이하다. 이러한 장점으로 인하여, FIR 필터는 신호처리의 여러 분야에서 많이 사용된다. FIR 필터는 일반적으로 다음의 수학식 1과 같이 표현된다.Finite impulse response filters (hereinafter referred to as FIR filters) are always stable, generate linear phase output data, and are easy to implement. Due to these advantages, FIR filters are widely used in various fields of signal processing. The FIR filter is generally expressed as Equation 1 below.
여기서, y[n]은 현재의 필터 출력 데이터, Ci는 필터 계수, d[n-i]는 i번 전에 입력된 필터 입력 데이터를 나타낸다.Here, y [n] denotes the current filter output data, C i denotes the filter coefficient, and d [ni] denotes the filter input data input i time ago.
그러므로, FIR 필터는 현재의 필터 출력 데이터를 발생하기 위해 현재의 필터 입력 데이터와 N-1개의 과거의 필터 입력 데이터를 사용한다. 따라서, 하나의 필터 출력 데이터를 생성하기 위해서, 총 N개의 필터 입력 데이터가 사용된다. 일반적으로, N을 FIR 필터의 탭 수라고 한다. 탭 수가 N인 FIR 필터는 N-1개의 과거의 필터 입력 데이터를 사용하므로, 이 데이터의 저장을 위해 지연 라인 또는 순환 버퍼 구조가 필요하다.Therefore, the FIR filter uses the current filter input data and the N-1 past filter input data to generate current filter output data. Therefore, a total of N filter input data are used to generate one filter output data. In general, N is called the tap number of the FIR filter. Since the FIR filter with N taps uses N-1 historical filter input data, a delay line or circular buffer structure is required to store this data.
기존의 FIR 필터의 지연 라인 회로를 구현하는 방법은 레지스터를 이용하는 방법과 메모리를 이용하는 방법으로 나뉜다. 메모리를 이용하는 지연 라인 회로는 N 깊이(depth)의 메모리와 주소 제어단으로 구성된다. 그리고, 메모리 억세스 동작을 이용하여, 필터 입력 데이터를 저장하고 인출한다. 그러나 메모리를 이용하는 지연 라인 회로는 크기와 동작 속도면에서 레지스터를 이용하는 지연 라인 회로에 비하여 불리하므로, 대개 레지스터를 이용하는 방법으로 구현된다.The implementation of the delay line circuit of the conventional FIR filter is divided into a method using a register and a method using a memory. The delay line circuit using the memory consists of an N depth memory and an address control stage. The filter input data is stored and retrieved using the memory access operation. However, since the delay line circuit using the memory is disadvantageous compared to the delay line circuit using the register in terms of size and operation speed, it is usually implemented by using a register.
도 1은 기존의 레지스터를 이용하는 지연 라인 회로를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 기존의 레지스터를 이용하는 지연 라인 회로는 N개의 직렬로 연결된 레지스터들(REG_1 ~ REG_N)과 멀티플렉서(12)를 구비한다. 레지스터(REG_1 ~ REG_N)에는 필터 입력 데이터(D)가 매 싸이클(cycle)마다 쉬프트되어 입력된다. 멀티플렉서(12)는 각 레지스터(REG_1 ~ REG_N)의 데이터를 수신하여, 순차적으로 출력 데이터(OUT)를 출력한다. 그러므로, 멀티플렉서(12)는 N개의 데이터 중에서 하나를 선택하여 출력하는 N×1 멀티플렉서이다.1 is a diagram illustrating a delay line circuit using an existing register. Referring to FIG. 1, a delay line circuit using an existing register includes N serially connected registers REG_1 to REG_N and a multiplexer 12. The filter input data D is shifted and inputted every cycle in the registers REG_1 to REG_N. The multiplexer 12 receives data of each register REG_1 to REG_N, and sequentially outputs output data OUT. Therefore, the multiplexer 12 is an Nx1 multiplexer which selects and outputs one of N pieces of data.
따라서, 기존의 레지스터를 이용하는 지연 라인 회로에서는 FIR 필터의 탭 수 N이 증가하면, 멀티플렉서의 크기가 지수함수적으로 증가한다. 그러므로, 기존의 지연 라인 회로를 가지는 FIR 필터의 크기가 크게 증가하는 문제점이 있다.Therefore, in the delay line circuit using the conventional register, as the number of taps N of the FIR filter increases, the size of the multiplexer increases exponentially. Therefore, there is a problem that the size of the FIR filter having the existing delay line circuit is greatly increased.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 FIR 필터의 탭 수가 증가하더라도 지연 라인 회로의 크기의 증가는 최소화되는 지연 라인 회로를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a delay line circuit in which the increase in the size of the delay line circuit is minimized even if the number of taps of the FIR filter increases.
도 1은 종래 기술에 의한 유한 임펄스 응답 필터의 지연 라인 회로를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a delay line circuit of a finite impulse response filter according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유한 임펄스 응답 필터의 지연 라인 회로를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a delay line circuit of a finite impulse response filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명은 탭 수가 N인 유한 임펄스 응답 필터에 관한 것이다. 바람직한 실시예에 따른 FIR 필터의 지연 라인 회로는 입력되는 데이터를 소정의 시간만큼 저장하고 출력하는 제1 내지 제N 레지스터로서, 상기 제1 레지스터에 입력되는 데이터는 소정의 선택 데이터이고, 상기 제i(i=2~N인 정수) 레지스터에 입력되는 데이터는 상기 제 i-1 레지스터의 출력 데이터인 상기 제1 내지 제N 레지스터; 상기 제 N-1 레지스터의 출력 데이터와 필터 입력 데이터 중에서 어느 하나를 선택하여, 상기 선택 데이터로 출력하는 선택기를 구비한다.The present invention for achieving the above technical problem relates to a finite impulse response filter having a tap number N. The delay line circuit of the FIR filter according to a preferred embodiment of the present invention is a first to Nth registers for storing and outputting input data for a predetermined time, wherein the data input to the first register is predetermined selection data, and the i th (integers of i = 2 to N) Data input to the registers include the first to Nth registers which are output data of the i-th register; And a selector for selecting one of the output data and the filter input data of the N-th register and outputting the selected data.
바람직하기로는, 상기 선택기는 멀티플렉서이다.Preferably, the selector is a multiplexer.
본 발명의 지연 라인 회로에 의하여 FIR 필터의 탭 수가 증가하더라도 지연 라인 회로의 크기의 증가는 최소화된다.Even if the number of taps of the FIR filter is increased by the delay line circuit of the present invention, the increase in the size of the delay line circuit is minimized.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그리고 본 명세서에서는 설명의 편의상 각 도면을 통하여 동일한 역할을 수행하는 데이터는 동일한 참조 부호로 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, for the convenience of description, data performing the same role through each drawing is denoted by the same reference numeral.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FIR 필터의 지연 라인 회로를 나타내는 도면이다. 이를 참조하면, 바람직한 실시예에 따른 지연 라인 회로는 다수의 레지스터(REG_1 ~ REG_15) 및 멀티플렉서(22)를 구비한다. 본 실시예에서의 지연 라인 회로은, 설명의 편의상, 15 탭 FIR 필터의 지연 라인 회로으로 가정한다. 따라서 본 실시예의 지연 라인 회로에는 15개의 레지스터가 구비된다. 15개의 레지스터를 제1 레지스터 내지 제15 레지스터(REG_1 ~ REG_15)로 기술한다.2 is a diagram illustrating a delay line circuit of an FIR filter according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to this, the delay line circuit according to the preferred embodiment includes a plurality of registers REG_1 to REG_15 and a multiplexer 22. The delay line circuit in this embodiment is assumed to be a delay line circuit of a 15-tap FIR filter for convenience of explanation. Therefore, the delay line circuit of this embodiment is provided with fifteen registers. The fifteen registers are described as first to fifteenth registers REG_1 to REG_15.
제1 레지스터 내지 제15 레지스터(REG_1 ~ REG_15)는 입력되는 데이터를 한 싸이클(cycle) 동안 저장하고 출력한다. 그리고, 제1 레지스터 내지 제15 레지스터(REG_1 ~ REG_15)는 직렬로 연결되어 있다. 따라서, 제i 레지스터(REG_i)에 입력되는 데이터는 제 i-1 레지스터(REG_i-1)의 데이터이다. 여기서, i는 2에서 15까지의 정수이다. 그리고, 제1 레지스터(REG_1)에 입력되는 데이터는 멀티플렉서(22)의 출력 데이터인 선택 데이터(SD)이다.The first to fifteenth registers REG_1 to REG_15 store and output the input data for one cycle. The first to fifteenth registers REG_1 to REG_15 are connected in series. Therefore, the data input to the i th register REG_i is the data of the i th register REG_i-1. Where i is an integer from 2 to 15. The data input to the first register REG_1 is the selection data SD which is output data of the multiplexer 22.
멀티플렉서(22)로는 필터 입력 데이터(D)와 궤환 루프를 통해 연결되는 제14 레지스터(REG_14)의 데이터가 입력된다. 멀티플렉서(22)는 필터 입력 데이터(D)와 제14 레지스터(REG_14)의 데이터 중에서 어느 하나를 선택하여 선택 데이터(SD)로 출력한다. 따라서, 멀티플렉서(22)는 2개의 데이터 중에서 하나를 선택하여 출력하는 2×1 멀티플렉서이다. 멀티플렉서(22)는 15번째 싸이클마다 필터 입력 데이터(D)를 선택 데이터(SD)로 출력하고, 나머지 싸이클에서는 제14 레지스터의 데이터를 선택 데이터(SD)로 출력한다. 따라서, 필터 입력 데이터(D)는 매 15번째 싸이클마다 제1 레지스터(REG_1)로 입력된다.The multiplexer 22 receives the filter input data D and data of a fourteenth register REG_14 connected through a feedback loop. The multiplexer 22 selects one of the filter input data D and the data of the fourteenth register REG_14 and outputs the selected data SD. Therefore, the multiplexer 22 is a 2x1 multiplexer which selects and outputs one of two pieces of data. The multiplexer 22 outputs the filter input data D as the selection data SD for every 15th cycle, and outputs the data of the fourteenth register as the selection data SD in the remaining cycles. Therefore, the filter input data D is input to the first register REG_1 every 15th cycle.
제1 레지스터 내지 제14 레지스터(REG_1 ~ REG_14)의 데이터는 매 싸이클마다 다음 레지스터인 제2 레지스터 내지 제15 레지스터(REG_2 ~ REG_15)로 쉬프트된다. 그리고, 제15 레지스터(REG_15)의 데이터가 필터계수와 곱해질 출력 데이터(OUT)가 된다. 출력 데이터(OUT)는 연산기(미도시)로 입력되어, 필터 계수와 곱해진다. 곱해진 값들이 탭 수만큼 더해져서 필터 출력 데이터가 생성된다.The data of the first to fourteenth registers REG_1 to REG_14 are shifted to the second to fifteenth registers REG_2 to REG_15 that are the next registers every cycle. The data of the fifteenth register REG_15 becomes output data OUT to be multiplied by the filter coefficient. The output data OUT is input to an operator (not shown) and multiplied by the filter coefficients. The multiplied values are added by the number of taps to generate filter output data.
다음의 표 1은 도 2의 지연 라인 회로에서의 매 싸이클에서의 각 데이터를 보여준다.Table 1 below shows each data at every cycle in the delay line circuit of FIG.
표 1을 참조하여, 도 2의 지연 라인 회로의 전체적인 동작을 기술하면, 다음과 같다. 설명의 편의상, 필터 입력 데이터(D)는 Dn으로 표현되며, 직렬로 입력된다고 가정한다. 필터 계수는 Ci로 표현된다. 필터 출력 데이터는 y[n]으로 표현된다. 여기서, n은 0이상의 정수이고, i는 0에서 14까지의 정수이다.Referring to Table 1, the overall operation of the delay line circuit of FIG. 2 is described as follows. For convenience of explanation, it is assumed that the filter input data D is expressed in Dn and input in series. The filter coefficients are expressed in Ci. The filter output data is represented by y [n]. Where n is an integer greater than or equal to 0 and i is an integer from 0 to 14.
먼저, 제1 레지스터 내지 제14 레지스터(REG_1 ~ REG_14)는 각각 필터 입력 데이터 D13 내지 D0으로 초기화되어 있다고 가정한다. 그리고, 제15 레지스터는 '0'으로 초기화되어 있다고 가정한다. 즉, 14개의 필터 입력 데이터(D)가 이미 입력되어 있는 상태이다. 따라서, 다음의 필터 입력 데이터 D14, D15...가 직렬로 입력되면 필터 출력 데이터 y[14], y[15]...가 생성된다.First, it is assumed that the first to fourteenth registers REG_1 to REG_14 are initialized with filter input data D13 to D0, respectively. And, it is assumed that the fifteenth register is initialized to '0'. That is, 14 filter input data D are already input. Therefore, when the following filter input data D14, D15 ... are input in series, the filter output data y [14], y [15] ... is generated.
첫 번째 사이클에서, 제1 내지 제 14 레지스터(REG_1 ~ REG_14)에 저장되어 있던 데이터(D13 ~ D0)가 다음의 제2 내지 제 15 레지스터(REG_2 ~ REG_15)로 각각 쉬프트된다. 그리고, 필터 입력 데이터 D14와 제14 레지스터의 데이터 D0가 멀티플렉서(22)로 입력된다. 이 때 멀티플렉서(22)는 필터 입력 데이터 D14를 선택 데이터(SD)로 출력한다. 따라서, 제1 레지스터(REG_1)에는 필터 입력 데이터 D14가 입력된다. 그리고, 제15 레지스터(REG_15)의 데이터 D0가 출력 데이터(OUT)가 된다. 따라서, 출력 데이터인 D0가 연산기(미도시)에서 필터 계수 C0와 곱해진다.In the first cycle, the data D13 to D0 stored in the first to fourteenth registers REG_1 to REG_14 are shifted to the next second to fifteenth registers REG_2 to REG_15, respectively. The filter input data D14 and the data D0 of the fourteenth register are input to the multiplexer 22. At this time, the multiplexer 22 outputs filter input data D14 as selection data SD. Therefore, filter input data D14 is input to the first register REG_1. The data D0 of the fifteenth register REG_15 becomes the output data OUT. Therefore, the output data D0 is multiplied by the filter coefficient C0 in an operator (not shown).
두 번째 싸이클에서, 멀티플렉서(22)는 제14 레지스터(REG_14)의 데이터 D1을 선택 데이터(SD)로 출력한다. 따라서, 제1 레지스터(REG_1)에는 D1이 입력되고, 나머지 레지스터(REG_2 ~ REG_15)에는 전 레지스터(REG_1 ~ REG_14)에 저장되어 있던 데이터들(D14 ~ D1)이 쉬프트되어 입력된다. 그리고, 제15 레지스터(REG_15)의 데이터 D1은 출력 데이터(OUT)로서, 연산기(미도시)에서 필터 계수 C1과 곱해진다.In a second cycle, the multiplexer 22 outputs data D1 of the fourteenth register REG_14 as selection data SD. Accordingly, D1 is input to the first register REG_1, and data D14 to D1 stored in all registers REG_1 to REG_14 are shifted and input to the remaining registers REG_2 to REG_15. The data D1 of the fifteenth register REG_15 is output data OUT and is multiplied by the filter coefficient C1 in an operator (not shown).
세 번째 싸이클에서 15번째 싸이클까지, 멀티플렉서(22)는 제14 레지스터(REG_14)의 데이터를 선택 데이터(OUT)로 출력한다. 그 때마다 레지스터에 저장되어 있던 데이터는 한 레지스터씩 쉬프트된다. 그리고, 출력 데이터 D2, D3,..., D14는 제15 레지스터(REG_15)로부터 연산기(미도시)에 입력되어 각각 필터 계수 C2, C3, ..., C14와 곱해진다. 곱해진 데이터들은 모두 더해져서 궁극적으로 필터 출력 데이터 y[14]로 출력된다.From the third cycle to the fifteenth cycle, the multiplexer 22 outputs the data of the fourteenth register REG_14 as the selection data OUT. Each time, the data stored in the register is shifted by one register. The output data D2, D3, ..., D14 are input from the fifteenth register REG_15 to an operator (not shown) and multiplied by the filter coefficients C2, C3, ..., C14, respectively. The multiplied data are added together and ultimately output to the filter output data y [14].
16번째 싸이클에서는 멀티플렉서(22)는 새로운 필터 입력 데이터(D15)를 선택 데이터(SD)로 출력한다. 그러므로, 제1 레지스터(REG_1)에는 새로운 필터 입력 데이터(D15)가 입력되고 나머지 레지스터에는 전 레지스터에 저장되어 있던 입력 데이터들이 쉬프트되어 입력된다. 그리고, 제15 레지스터(REG_15)의 데이터(D1)는 필터 계수 C0와 곱해진다. 다음 14번(17~30번째)의 싸이클에서는, 출력 데이터 D2, D3,..., D15가 각 필터 계수 C1, C2,..,, C14와 곱해진다. 곱해진 데이터들은 모두 더해져서 궁극적으로 필터 출력 데이터 y[15]로 출력된다.In the 16th cycle, the multiplexer 22 outputs new filter input data D15 as selection data SD. Therefore, new filter input data D15 is input to the first register REG_1, and input data stored in all registers is shifted and input to the remaining registers. The data D1 of the fifteenth register REG_15 is multiplied by the filter coefficient C0. In the next 14th cycle (17th to 30th), the output data D2, D3, ..., D15 are multiplied by the respective filter coefficients C1, C2, ..., C14. The multiplied data are added together and ultimately output to the filter output data y [15].
따라서, 다음의 수학식 2로 표현되는 필터 출력 데이터 y[n]이 얻어진다.Thus, filter output data y [n] expressed by the following expression (2) is obtained.
y[15] = D1*C0 + D2*C1 + ... + D15*C14y [15] = D1 * C0 + D2 * C1 + ... + D15 * C14
위와 같은 방식으로 필터 출력 데이터를 계속 얻을 수 있다.You can still get the filter output data in the same way.
전술한 바와 같이 본 발명의 지연 라인 회로에서는 FIR 필터의 탭 수와 관계없이, 2 개의 입력 신호 중에서 하나를 선택하는 선택기가 사용된다. 따라서, 탭수가 증가되더라도 지연 라인 회로의 크기는 증가되지 않으며, FIR 필터의 크기의 증가도 최소화될 수 있다.As described above, in the delay line circuit of the present invention, a selector for selecting one of two input signals is used regardless of the number of taps of the FIR filter. Therefore, even if the number of taps is increased, the size of the delay line circuit is not increased, and the increase in the size of the FIR filter can also be minimized.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명의 지연 라인 회로에 의해 FIR 필터의 탭 수가 증가하더라도, 지연 라인 회로의 크기의 증가는 최소화될 수 있다.Although the number of taps of the FIR filter is increased by the delay line circuit of the present invention, the increase in the size of the delay line circuit can be minimized.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019990062157A KR20010064041A (en) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Delay line circuit of FIR filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019990062157A KR20010064041A (en) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Delay line circuit of FIR filter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20010064041A true KR20010064041A (en) | 2001-07-09 |
Family
ID=19629711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019990062157A KR20010064041A (en) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Delay line circuit of FIR filter |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20010064041A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100571642B1 (en) * | 2004-05-04 | 2006-04-17 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | Finite Impulse Response Filter |
-
1999
- 1999-12-24 KR KR1019990062157A patent/KR20010064041A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100571642B1 (en) * | 2004-05-04 | 2006-04-17 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | Finite Impulse Response Filter |
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