NO340237B1 - Konfigurerbart filter og mottaker som innarbeider det samme - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrører signalbehandling. Mer spesifikt vedrører den foreliggende oppfinnelse filtre, slik som digitale båndpassfiltre og tilhørende mottakersystemer, som angitt i den innledende del til krav 1.

Digitale båndpassfiltre anvendes i ulike krevende anvendelser innbefattende digitale radarmottakere, flermodusradarer, og spredt spektrum kommunikasjonssystemer. Slike anvendelser anvender ofte flere båndpassfiltre til å behandle digitale datasignaler ved ulike hastigheter.

Et signalbehandlingssystem kan innbefatte flere analog-til-digjtalomformere (ADC), der hver tilveiebringer digitale utmatninger ved ulike hastigheter langs ulike signalbehandlingsveier. Store og dyre anvendelsesspesifikke integrerte kretser (ASIC) eller flere brukerprogrammerbare portmatriser (FPGA) er ofte nødvendig for å implementere flertallet av behandlingsveier og tilhørende digitale filtre. Disse store kretsene er særskilt problematiske i enkeltmodus radarmottakere, hvor kretskortplass er begrenset.

Det eksisterer derfor et behov i faget for et plasseffektivt filter for å erstatte flertallet av digitale filtre som i øyeblikket anvendes i ulike signalbehandlingssystemer.

I US 5859878 beskrives en mottakermodul for programmerbar digital radio.

I EP 1071216 Al beskrives et prosessapparat som direkte sampler og kvantifiserer en kompleks mappe med båndbegrensede bølgeformer sentrert ved en forhåndsdefinert bærefrekvens.

Behovet i faget takles av det effektive konfigurerbare signalfiltret ifølge den foreliggende oppfinnelse. I den illustrerende utførelsesformen er signalfiltret et konfigurerbart digitalt filter som er tilpasset å filtrere ADC data til å fremstille digitale i fase (I) og kvadratur (Q) signaler. Denne utførelsesformen antar at inngangssignalene er reelle. De med kunnskap i faget kan utvide dette til l/ Q signaler eller visse klasser av ikke-uniforme reelle sampler. Filtret innbefatter en første mekanisme for å motta et første signal av en første type og et andre signal av en andre type. En andre mekanisme filtrerer selektivt det første signalet i løpet av en første arbeidsmodus og filtrerer det andre signalet i løpet av en andre arbeidsmodus. En tredje mekanisme danner et styringssignal. En fjerde mekanisme konfigurerer automatisk den andre mekanismen til å arbeide i den første arbeidsmodusen eller den andre arbeidsmodusen basert på styringssignalet.

Oppfinnelsen søker å løse ovennevnte problem med et plasseffektivt signalfilter i henhold til tilhørende selvstendige krav 1, mens fordelaktige utførelsesformer er angitt i de uselvstendige krav 2 og 3.

I følge gjeldende oppfinnelse er den første signaltypenkarakterisertav en første hastighet, og den andre signaltypen erkarakterisertav en andre hastighet. Det første signalet og det andre signalet er ADC utmatningssignaler. Den andre mekanismen innbefatter et flertall av filterbanker, der hver filterbank er forbundet med en eller flere multipliser-akkumuler (fra engelsk: multiply-accumulate) (MAC) piper (fra det engelske datamaskinbegrepet "pipe"). Hver av den ene eller flere MAC pipene innbefatter en eller flere MAC blokker som hver er forbundet med en koeffisient minnedatastruktur. Den tredje mekanismen innbefatter en styreenhet som støtter og velger koeffisienter fra hver minnedatastruktur til å anvendes på hver av den eller flere MAC blokkene, hvorved selektiv påvirke filterrespons. Koeffisientene er brukerdefinerbare, og styreenheten er brukerkonfigurerbar via et brukergrensesnitt til styreenheten.

Hver minnedatastruktur en stakk som er påvirkelig for koeffisientstyringssignaler fra styreenheten. Koeffisientstyringssignalene angir startadresser og sluttadresser for sett av koeffisienter som skal pålegges den ene eller flere MAC blokkene.

Styreenheten tilveiebringer styringssignaler til en eller flere multipleksere eller svitsjer til å styre hvorvidt MAC pipene er i en seriekonfigurasjon eller en parallell konfigurasjon motsvarende henholdsvis den første driftsmodusen eller den andre driftsmodusen. Parallell konfigurasjonen er tilpasset å filtrere bredbåndsignåler, og seriekonfigurasjonen er tilpasset å filtrere smalbåndsignaler. Styreenheten implementerer videre en sjette mekanisme for å justere filterlengder eller integrasjonforsinkelser forbundet med filtret. Den sjette mekanismen innbefatter multiplekserene eller svitsjene som reagerer på spesifikke styringssignaler. De spesifikke styringssignalene er konfigurert til selektivt å svitsje et ønsket antall multipleksere eller svitsjer til å påvirke antallet MAC piper som er koblet i en seriekonfigurasjon, hvorved filterintegrasjon forsinkelse påvirkes i løpet av en første driftsmodusen.

I den spesifikke utførelsesformen innbefatter filtret videre en første filterblokk og en andre filterblokk, som hver har to filterbanker, en filterbank for å fremstille I signaler, og en annen filterbank for å fremstille Q signaler. En l/ Q utmatningskonfigurasjons modul kombinerer selektivt I og Q signaler utmatet fra den første filterblokken og den andre filterblokken inn i ønskede filterutmatinger.

Den nyskapende utformingen av en utførelsesform ifølge oppfinnelsen støttes av en fjerde mekanisme, som setter det konfigurerbare filtret i stand til å selektivt behandle signaler ved ulike innmatingsdatahastigheter i overensstemmelse med passende filterresponser. Følgelig kan det konfigurerbare filtret deles mellom bredbånd og smalbånd dataveier i ulike signalprosessorer, slik som radarmottakere. Dessuten kan bruk av delt filtrering som ulike utførelsesf ormer ifølge den foreliggende oppfinnelse byr på muliggjør mindre mottakerutforminger som kan implementeres via en enkelt FPGA i stedet for flere FPGA. Bruk av et allsidig koeffisientminne muliggjør justering av filterresponsen i overensstemmelse med forhåndsbestemte kriterier, slik som systemets driftsmodus. Dessuten muliggjør bruken av unike konfigurerbare filterblokker variasjoner i filterintegrasjonsforsinkelser, hvilket forbedrer filterallsidighet og programmetr) arhet. Fig. 1 er et blokkdiagram over en konvensjonell mottaker som anvender ulike l/ Q filtre for å filtrere ulike signaler. Fig. 2 er et blokkdiagram som viser en mottaker som anvender et konfigurerbart multihastighetsfilter i overensstemmelse med en utførelsesform ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 er mer detaljert blokkdiagram over multihastighetsfiltret i fig. 2 innbefattende allsidige filterblokker, et filterkoeffisientminne, og en l/ Q utmatnings konfigurasj onsmodul. Fig. 4 er et mer detaljert blokkdiagram som illustrerer filterblokkene og l/ Q utmatnings konfigurasj onsmodul en i fig. 3. Fig. 5 er et mer detaljert blokkdiagram som illustrerer eksempelsvise komponenter av filterbankene i fig. 4, innbefattende diverse multipliser-akkumuler (MAC) piper. Fig. 6 er et mer detaljert eksempelvis blokkdiagram av en MAC pipe i fig. 5, som anvender koeffisienter fra koeffisientminneblokken i fig. 3.

Fig. 7 er et mer detaljert eksempelvis diagram over et koeffisientminne i fig. 3.

Selv om den foreliggende oppfinnelse beskrives heri med henvisning til illustrerende utførelsesformer for særskilte anvendelser, skal det forstås at oppfinnelsen ikke er begrenset dertil. De med ordinær kunnskap i faget og tilgang til læren tilveiebrakt heri vil oppdage ytterligere modifikasjoner, anvendelser, og utførelsesformer innenfor omfanget derav og ytterligere felt, hvori den foreliggende oppfinnelse kan være av betydelig nytte.

Den følgende beskrivelse av en konvensjonell mottaker er ment å lette en forståelse av den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 1 er et blokkdiagram over en konvensjonell mottaker 10 som anvender et smalbånd (NB) i-fase og kvadratur (I/Q) filter 12 for å filtrere smalbånddata og bredbånd (WB) l/ Q filter 14 for å filtrere bredbånddata. Den konvensjonelle mottakeren 10 innbefatter, fra venstre til høyre, en radiofrekvens (RF) antenne 16, et første båndpassfilter (BPF) 18, og en lavstøyforsterker (LNA) 20. Utmatningen av LNA 20 deles langs en smalbåndvei 22 og en bredbåndvei 24. Smalbåndveien 22 innbefatter, fra venstre til høyre, en første mikser 26 som drives av en smalbåndoscillator 28, en smalbånd BPF 30, en smalbånd analog-til-digjtal omformer (ADC) 32, og smalbånd l/ Q filtret 12. Utmatningen av smalbånd l/ Q filtret innmates til en signalprosessor 34. Bredbåndveien 24 innbefatter, fra venstre til høyre, en andre mikser 36 som drives av en bredbåndoscillator 38, et bredbånd BPF 40, en bredbånd ADC 42, og bredbånd l/ Q filter 14, hvilket tilveiebringer innmatning til signalprosessoren 34.

Med henblikk på den foreliggende beskrivelse, er et smalbåndsignal et signal samplet ved to ganger FPGA klokkehastigheten, hvilket er systemklokkehastigheten. Et bredbåndsignal er et signal samplet ved åtte ganger FPGA klokkehastigheten.

I drift mottar antennen 16 RF elektromagnetisk energi og tilveiebringer tilsvarende RF elektriske signaler til det første BPF 18 som svar på denne. BPF 18 filtrerer RF signalene for å undertrykke uønsket utenfor bånd energi i de mottatte RF signalene. LNA 20 forsterker deretter den resulterende utmatningen fra BPF 18.

Langs smalbåndveien 22 blandes utmatningen av LNA 20 med et referansesignal utmatet av smalbåndoscillatoren 28 via den første blanderen 26. Smalbåndoscillatoren 28 er avstemt til å tilveiebringe et referansesignal ved en ønsket smalbåndbærerfrekvens. Den resulterende utmatningen fra den første blanderen 26 er et smalbåndanalogt signal. Det smalbåndanaloge signalet filtreres av smalbånd BPF 30 og omformes deretter til et digitalt signal via smalbånd ADC 32. Det digitaliserte smalbåndsignalet filtreres så av smalbånd l/ Q filtret 12, som har en forhåndsbestemt fast overføringsfunksjon, dvs. filterrespons. Det resulterende filtrerte smalbånd l/ Q signalet videresendes til signalprosessoren 34 for videre behandling.

Tilsvarende langs bredbåndveien 24 blandes utmatningen fra LNA 20 med utmatningen fra bredbåndoscillatoren 38 via den andre blanderen 36. Bredbåndoscillatoren 38 er avstemt til å fremstille et referansesignal ved en ønsket bredbåndbærerfrekvens. Den resulterende utmatningen fra den andre blanderen 36 er et bredbåndanalogt signal, som omformes til et bredbånd digjtalsignal via bredbånd ADC 42 etter båndpassfiltrering av bredbånd BPF 40. Den resulterende bredbånd digitalsignalutmatningen fra bredbånd ADC 42 filtreres så av bredbånd l/ Q filtret, som har en forhåndsbestemt fast overføringsfunksjon. Det resulterende filtrerte bredbånd IQ signalet innmates til signalprosessoren 34 for videre behandling.

I den konvensjonelle mottakeren 10 filtreres digitale signalutmatninger fra smalbånd ADC 32 og bredbånd ADC 42 via atskilte filtre 12, 14. Bruk av de atskilte filtrene 12, 14 til å filtrere innmatningsdata ved ulike hastigheter resulterer i relativt store kretser, hvilket er problematisk i anvendelser hvor kretsstørrelse er viktig. Dessuten kan den relativt større mottakeren 10 kreve kostbar anvendelsesspesifikk integrert krets (ASIC) utvikling eller en flere-FPGA løsning som krever ekstra kretskortplass, hvilket kan være forhindrende i visse enkelt-modul mottakeranvendelser. Dessuten mangler det konvensjonelle smalbånd l/ Q filtret 12 og bredbånd l/ Q filtret 12 betydelig konfigurerbarhet, hvilket begrenser anvendeligheten av mottakeren 10.

Selv om noen mottakeranvendelser kan anvende l/ Q filtre med programmerbare koeffisienter, mangler disse anvendelsene typisk filtre med variable filterlengder for finstyring av integrasjonsforsinkelser. Dessuten mangler konvensjonelle l/ Q filtre typisk koeffisientminner i stand til å huse variable antall koeffisientsett.

Fig. 2 er et blokkdiagram over en mottaker 50 som anvender et konfigurerbart multihastighetsfilter 52 i henhold til en utførelsesform ifølge den foreliggende oppfinnelse. For klarhets skyld har ulike velkjente komponenter, slik som effektforsyninger, klokkekretser, osv. blitt utelatt fra figurene. De med kunnskap i faget med tilgang til den foreliggende læren vil imidlertid vite hvilke komponenter som skal implementeres og hvordan de skal implementeres for å møte behovene til en gitt anvendelse.

Oppbygningen og driften av mottaker 50 er tilsvarende oppbygningen og driften av mottaker 10 i fig. 1 med unntak at smalbånd l/ Q 12 og bredbånd l/ Q filtret 14 i fig. 1 er erstattet med et enkelt konfigurerbart filter 52 i fig. 2. Ulikt l/ Q filtrene 12, 14 i fig. 1 støtter det konfigurerbare filtret 52 variable innmatningshastigheter ved å bruke delt filtrering og fremvise styrbare filterlengder og et koeffisientminne som huser variable antall koeffisientsett med enkeltklokke svitsjingsegenskaper som beskrevet i større detalj nedenfor.

Flere forskjellige utførelsesformer beskrevet heri, slik som utførelsesformen vist i fig. 2, antar at de digitale innmatingssignalene til det konfigurerbare filtret 52 er reelle verdi signaler. De med kunnskap i faget med tilgang til den foreliggende læren kan enkelt tilpasse det konfigurerbare filtret 52 til filter l/ Q signaler eller visse klasser av ikke-uniforme reell sampler uten utilbørlig eksperimentering og uten å forlate omfanget av den foreliggende oppfinnelse.

I den foreliggende utførelsesformen samples smalbånd analog signalutmatingen fra smalbånd BPF 30 av smalbånd ADC ved to ganger systemklokkehastigheten, hvilket er klokkehastigheten i den brukerprogrammerbare portmatrisen (ikke vist) som mottakeren 50 er implementert i. Bredbånd analog signalutmatingen fra bredbånd BPF 50 samples av bredbånd ADC 42 ved åtte ganger systemklokkehastigheten, dvs. FPGA klokkehastigheten.

De forskjellige mottakerkomponentene 18, 20, 26-32, 36-42, 52 mellom antennen 16 og signalprosessoren 34 utgjør en mottakskjede. Det konfigurerbare filtret 52 reduserer størrelsen av mottakskjeden, hvilket er særskilt viktig i enkeltmodus radarmottakere hvor kretskortplass er særskilt begrenset.

Fig. 3 er et mer detaljert blokkdiagram over flerhastighets konfigurerbare filtre 52 i fig. 2, hvilket innbefatter allsidige filterblokker 60, 62, et filterkoeffisientminne 64, og en l/ Q utmatingskonfigurasjonsmodul 66. Med henvisning til fig. 2 og 3, mottar smalbånd datafordeleren 52 det digitale smalbåndsignalet, dvs. smalbånddata, fra smalbånd ADC 32 i fig. 2 og atskiller smalbånddataene inn i partall og oddetallsampler, som videresendes langs veier til henholdsvis den første filterblokken 60 og den andre filterblokken 62.

En datavelgemodul 70 mottar det digitale bredbåndsignalet, dvs. bredbånddata, fra bredbånd ADC 42 og selektivt tildeler en dataforskyvning på 4xDF til bredbånddataene, der DF er datadesimeringsfaktoren angitt av en tids og styringsmodul (styreenhet) 68. De resulterende forskyvningsdataene utmatet fra datavalgsmodulen 70 innmates til den første filterblokken 60 og den andre filterblokken 62. Bredbånddata direkte fra bredbånd ADC 42 innmates også direkte inn i filterblokkene 60, 62, slik at hver filterblokk 60, 62 har tre innmatinger. De tre innmatingene inkluderer en smalbåndinnmating og to bredbåndinnmatinger, der en av bredbåndinnmatingene til hver filterblokk 60, 62 selektivt forskyves av datavalgmodulen 70. Smalbåndinnmatingene representerer partall og oddetall smalbånddatasampler, som innmates til henholdsvis den første filterblokken 60 og andre filterblokken 62.

Filterblokkene 60, 62 mottar tids og styringsinnmating fra styreenheten 68 og filterkoeffisienter fra et koeffisientminne 64. Styreenheten 68 tilveiebringer også tids og styringsinnmating til datavalgmodulen 70, tilveiebringer filterkoeffisient valginnmating til koeffisientminneblokken 64, og tilveiebringer styringsinnmating til l/ Q utmatings konfigurasj onsmodul en 66.1 den foreliggende spesifikke utførelsesformen mottar styreenheten 68 konfigurasjonsinnmating fra et brukergrensesnitt 72. Alternativt kan programvare som kjører på styreenheten 68 automatisk danne

konfigureringsinformasj on.

Hver av filterblokkene 60, 62 tilveiebringer filtrerte I og Q signalkomponenter til l/ Q utmatings konfigurasj onsmodul en 66. l/ Q utmatings konfigurasj onsmodul en 66 tilveiebringer selektivt konfigurerte l/ Q signalkomponenter til signalprosessoren 34 for videre behandling.

I drift med henvisning til fig. 1-3, mottar og filtrerer flerhastighets konfigurerbare filtre 52 smalbåndinnmating fra den første ADC 32 i fig. 2 under en første driftsmodus og mottar og filtrerer bredbåndinnmating fra den andre ADC 42 i fig. 2 under en andre driftsmodus. I den foreliggende spesifikke utførelsesformen settes arbeidsmodusen til multihastighets konfigurerbare filtre via styreenheten 68, som kjører algoritmer for å sikre at driftsmodusen til filtret 52 er i overensstemmelse med driftsmodusen til det totale mottakersystemet i fig. 2.

Under den første driftsmodusen konfigurerer styreenheten 68 filteret 52 til å tilpasses smalbånddata som beskrevet i større detalj nedenfor. Smalbånddata samples ved eller desimeres ved to ganger systemklokkehastigheten. I den foreliggende spesifikke utførelsesformen implementeres filtret 52 via en bruker programmerbar portmatrise (FPGA) og systemklokkehastigheten er FPGA klokkehastigheten.

Styreenheten 68, som fungerer som en tidskrets og en styreenhet, konfigurerer filterblokkene 60, 62 for smalbånddrift ved selektivt å aktivere strategisk plasserte multiplekse innenfor filterblokkene 60, 62 slik at interne MAC piper kobles serielt som beskrevet i større detalj nedenfor. Videre utsteder styreenheten 68 koeffisientstyringssignalet til koeffisientminneblokken 64. Koeffisientstyirngssignalene spesifiserer adresseområder, dvs. startadresser og sluttadresser for koeffisientsett som skal anvendes på MAC pipene innenfor filterblokkene 60, 62 for å støtte filtrering av smalbånddataene i overensstemmelse med en ønsket overføringsfunksjon, dvs. filterrespons. Koeffisientminneblokken 64 videresender passende koeffisienter spesifisert i et særskilt adresseområde til filterblokkene 60, 62, etter behov, hvilket virker på henholdsvis partall smalbånddatasampler og oddetall smalbånddatasampler, under smalbåndmodus.

Under smalbånddrift, kan filterintegrasjonslengder (også kalt filterlengder) forbundet med filterblokkene 60, 62 justeres av styreenheten 68. For eksempel for å redusere filterintegrasjonslengde kan styreenheten 68 selektivt koble ut visse multi pl eksere innenfor filterblokkene 60, 62 til å redusere antallet interne MAC piper som er koblet serielt, hvorved filterintegrasjonslengden reduserer under smalbånddrift.

Partall og oddetall smalbånd innmatingsdata mates serielt til filterblokkene 60, 62, sample etter sample. Filterblokkene 60, 62 filtrerer smalbånd innmatingsdata basert på

koeffisientene tilveiebrakt av koeffisientminneblokken 64 og MAC pipekonfigurasjonen opprettet via styringssignaler fra styreenheten 68. Filterblokkene 60, 62 tilveiebringer så I (Ifbi, Ifb2) og Q (Qfbi, Qfb2) utmatinger til l/ Q utmatings konfigurasj onsmodul en 66.

l/ Q utmatings konfigurasj onsmodul en 66 kombinerer l/ Q utmatinger fra filterblokkene 60, 62 i forskjellige forhåndsbestemte anvendelses spesifikke måter for å oppnå ønskede filter l/ Q utmatinger (II, Ql, 12, Q2). I den foreliggende spesifikke utførelsesformen fremviser l/ Q filterutmatingene basert på smalbåndinnmatinger en hastighet på

(systemklokkehastighet)/(DF), hvor DF er datadesimeringsfaktoren av smalbånd innmatingsdataene fra smalbånd ADC 42 i fig. 2.

Under den andre driftsmodusen konfigurerer styreenheten 68 filteret 52 til å tilpasses bredbånddata som beskrevet i større detalj nedenfor. Bredbånddataene fremviser en samplingshastighet på åtte ganger systemklokkehastigheten. Bredbånddataene innmates til filterblokkene 60, 62 og til datavalgmodulen 70 via bredbånd ADC 42 i fig. 2. Bredbånddataene mates i parallell til filterblokkene 60, 62 og setter filterblokkene 60, 62 i stand til å arbeide på flere datasampler samtidig. Antallet parallelle bredbåndinnmatinger er anvendelsesspesifikke og avhenger av antallet I-piper (som er likt med antallet Q-piper) i hver filterblokk 60, 62 som beskrevet is tørre detalj nedenfor.

Under bredbånddrift aktiveres datavalgmodulen 70. Legg merke til at under smalbånddrift behøver datavalgmodulen 70 ikke å være aktivert. Datavalgmodulen 70 tildeler så sampleforskyvningen på fire ganger desimeringsfaktoren, dvs. 4xDF, til bredbånddataene som svar på et passende styringssignal fra styreenheten 68. De resulterende forsinkede data innmates til henholdsvis den første og andre filterblokken 60 og 62.

Styreenheten 68 justerer tids og styringssignalisering til filterblokkene 60, 62 slik at start av integrasjonsoperasjoner på kretsbehandling forsinket bredbånddata forsinkes med DF/2 klokker relativt til start av integrasjonsoperasjoner innenfor den første filterblokken 70.

Styreenheten 68 konfigurerer filterblokkene 60, 62 for bredbåndsdrift ved å utstede spesifikke multiplekse styringssignaler til selektivt å aktivere strategisk plasserte multipleksere innenfor filterblokkene 60, 62 slik at interne MAC piper kobles i parallell som beskrevet i større detalj nedenfor. Videre utsteder tids og styringsmodulen 68 passende koeffisientstyringssignaler som spesifiserer koeffisientadresseområder til koeffisientminneblokken 64. Koeffisientminneblokken 64 videresender så selektivt filterkoeffisienter lagret i koeffisientminneblokken 64 og holdt innenfor det spesifiserte området til filterblokkene 60, 62 etter behov til å implementere ønsket filtreringskarakteristikker passende for bredbånddata.

Resulterende l/ Q utmatinger fra filterblokkene 60, 62 selektivt kombineres eller flettes av l/ Q utmatings konfigurasj onsmodul en 64 for å tilveiebringe utmating l/ Q signalet passende for en gitt anvendelse. l/ Q utmatingene fra l/ Q utmatings konfigurasj onsmodul en 64 fremviser en hastighet på 2x (systemklokkehastighet)/DF under bredbånddrift, hvilket er to ganger utmatingshastigheten under smalbånddrift.

En bruker kan anvende brukergrensesnittet 62 til å laste ulike sett av filterkoeffisienter for bruk med filterblokkene 60, 62. En bruker kan også påvirke koeffisient startadresseposisjoner og koeffisient sluttadresseposisjoner for særskilte filtreringsoperasjoner. Alternativ utføres koeffisientvalg automatisk via en algoritme som kjøres på styreenheten 68. De med kunnskap i faget vil vite hvordan en skal konstruere et passende brukergrensesnitt for å møte behovene til en gitt anvendelse uten utilbørlig eksperimentering.

Fig. 4 er et mer detaljert blokkdiagram som illustrerer filterblokkene 60, 62 og l/ Q utmatings konfigurasj onsmodul en 66 i fig. 3. Den første filterblokken 60 innbefatter en første modusvalgmultiplekser (MUX) 80 som er koblet til en første filterbank 82 og en andre modusvalg MUX 84, som er koblet til en andre filterbank 86. Første modusvalg MUX 80 mottar bredbånd innmatingsdatasampler og partall smalbånd innmatingsdatasampler og selektivt utmater disse innmatingene som svar på modusvalg styringsinnmating (WB/NB datavalg) fra styreenheten 68 i fig. 3. Utmatingen fra første modusvalg MUX 80 innmates til den første filterbanken 82.

Tilsvarende svitsjer andre modusvalg MUX 84 sin utmating mellom forskyvning bredbånd innmatingsdatasampler og partall smalbånd innmatingsdatasampler som svar på modusvalg styringssignaler (WB/NB datavalg) fra styreenheten 68 i fig. 3. Utmatingen fra den andre modusvalg MUX 84 innmates til den andre filterbanken 86. Den andre filterblokken 62 innbefatter en tredje modusvalg MUX 88, som er koblet til en tredje filterbank 90. En fjerde modusvalg MUX 92 er koblet til en fjerde filterbank 94 i den andre filterblokken 62.

Den tredje modusvalg MUX 88 svitsjer selektivt sin utmating mellom forskyvning bredbånd innmatingsdatasampler og oddetall smalbånd innmatingsdatasampler som svar på modusvalg styringssignaler fra styreenheten 68 i fig. 3. Utmatingen fra den tredje modusvalg MUX 88 innmates til den tredje filterbanken 90.

Tilsvarende svitsjer den fjerde modusvalg MUX 92 selektivt sin utmating mellom bredbånd innmatingsdatasamplene og oddetall smalbånd innmatingsdatasamplene som svar på modusvalg styringssignaler fra styreenheten 68 i fig. 3, Utmatingen fra den fjerde modusvalg MUX 98 innmates til den fjerde filterbanken 94.

Utmatingen fra den første filterbank 82 representerer I utmating (Ifbi) fra den første filterblokken 60. Utmatingen fra den andre filterbanken 86 representerer Q utmating (Qfbi) fra den første filterblokken 60. Tilsvarende representerer utmatingen fra den tredje filterbanken 86 I utmating (Ifb2) fra den andre filterblokken 62. Utmatingen fra den fjerde filterbanken 90 representerer Q utmating (Qfb2) fra den andre filterblokken 62. Den første filterbanken 82 og den tredje filterbanken 90 inneholder såkalt I MAC piper, mens den andre filterbanken 86 og den fjerde filterbanken 94 inneholder såkalt Q MAC piper, hvilket beskrives i større detalj nedenfor.

I den foreliggende spesifikke utførelsesformen innbefatter l/ Q utmatings konfigurasj onsmodul en 66 en første adderer 100, en andre adderer 102, en første komponentvalg MUX 104, en andre komponentvalg MUX 106, en første l/ Q veksle MUX 108, en andre l/ Q veksle MUX 110, en tredje l/ Q veksle MUX 112, og en fjerde VQ veksle MUX 114.

Den første addererern 100 summerer utmatingen fra den første filterbanken 82 og den tredje filterbanken 90, å utmate resultatet til den første komponentvalg MUX 104. Utmatingen av den første filterbanken 82 innmates også til den første komponentvalg MUX 104. Første komponentvalg MUX 104 selektivt svitsjer en utmating mellom utmating fra den første addereren 100 og utmatingen fra den første filterbanken 82 som svar på et passende komponentvalg tids og styrings (T&C) signal fra styreenheten 68 i fig. 3.

Den andre addereren 102 summerer innmating fra den andre filterbanken 86 med utmatingen fra den fjerde filterbanken 94 og utmater resultatet til den andre komponentvalg MUX 106. Utmatingen av den fjerde filterbanken 94 innmates også til den andre komponentvalg MUX 106. Den andre komponentvalg MUX 106 svitsjer selektivt sin utmating mellom utmatingen fra den andre addereren 102 og utmatingen fra den fjerde filterbanken 94 som svar på et passende komponentvalg styringssignal fra styreenheten 68 i fig. 3.

Utmatinger fra den første komponentvalg MUX 104 og den andre komponentvalg MUX 106 innmates til den første l/ Q veksle MUX 108 som selektivt svitsjer sin utmating mellom dem som svar på et passende l/ Q vekslesignal fra styreenheten 68 i fig. 3. Tilsvarende svitsjer den andre l/ Q veksle MUX 110 selektivt sin utmating mellom utmatinger fra den første komponentvalg MUX 104 og den andre komponentvalg MUX 106 som svar på et passende l/ Q vekslesignal fra styreenheten 68 i fig. 3.1 tillegg svitsjer også den tredje l/ Q veksle MUX 112 selektivt sin utmating mellom utmatingen fra den andre filterbanken 86 og utmatingen fra den tredje filterbanken 90 som svar på et passende styringssignal fra styreenheten 68 i fig. 3. Videre svitsjer den fjerde l/ Q veksle MUX 114 selektivt en utmating mellom utmatingen fra den andre filterbanken 86 og utmatingen fra den tredje filterbanken som svar på et passende styringssignal fra styreenheten 68 i fig. 3.

I drift, med henvisning til fig. 3 og 4, under smalbånddrift, hvilket tilsvarer en første driftsmodus, er første modusvalg MUX 80 og den andre modusvalg MUX 84 konfigurert til å videresende partall smalbånd datasampler til henholdsvis den første og andre filterbanken 82, 86, som svar på modusvalg styringsinnmating fra styreenheten 68 i fig. 3. Den første filterblokken 60 anvender den første filterbanken 82 og den andre filterbanken 86 for å fremstille henholdsvis filtrerte Ifbiog Qfbiutmatinger, der indekseringen 1 angir utmatinger fra den første filterblokken 60.

Tilsvarende, under smalbånddrift, er den tredje modusvalg MUX 88 og fjerde modusvalg 92 konfigurert til å videresende oddetall smalbåndsampler til den tredje filterbanken 90 og til den fjerde filterbanken 94 i den andre filterblokken 62. Filterbankene 90, 94 fremstiller henholdsvis motsvarende Ifb2og Qfb2utmatinger, der indekseringen 2 angir utmating fra den andre filterblokken 62.

Under bredbåndsdrift er modusvalg MUX 80, 84, 88, 92 konfigurert til å videresende bredbånddata til henholdsvis filterbank 82, 86, 90, 94 som svar på et modusvalg styringssignal fra styreenheten 68 i fig. 3.1 den foreliggende spesifikke utførelsesformen, svitsjer filterblokkene 60, 62 og det samlede konfigurerbare filteret 52 mellom smalbånd og bredbånd driftsmodus i en enkelt FPGA klokkesyklus. Andre svitsj ingshastigheter kan anvendes uten å forlate omfanget av den foreliggende oppfinnelse.

I den foreliggende spesifikke utførelsesformen er I/Q utmatings konfigurasj onsmodul en 66 selektivt styrt via styringssignalet fra styreenheten 68 i fig. 3 for å danne et ønsket sett avl og Q utmatinger for en særskilt driftsmodus. Komponentvalg MUX 104, 106 muliggjør svitsjing mellom fullt kompleks og alle reell driftsmodus. l/ Q konfigurasj onsmodul en er anvendelsesspesifikk og kan droppes eller erstattes med en annen modul uten å forlate omfanget av den foreliggende oppfinnelse. l/ Q konfigurasj onsmodul en 66 tilveiebringer to I utmatinger (li og I2) og to Q utmatinger (Qi og Q2), som videresender til signalprosessoren 34 for videre behandling. For smalbånddata tilveiebringes l/ Q utmatingene (li, h, Qi, Q2) hastigheter (systemklokkehastighet)/DFNB, hvor DFnber smalbånd desimeringsfaktoren, som går fra 1 til Ni, hvor Ni avhenger av størrelsen av koeffisientminnet 64 i fig. 3.

For bredbånddata tilveiebringer l/ Q utmatingene fra filterblokkene 60, 62, når flettet, en effektiv utmatingshastighet på (2x(systemklokkehastighet) DFwbder DFwber bredbånd desimaliseringsfaktoren, som også avhenger av størrelsen på koeffisientminnet 64. Den med kunnskap i faget vil vite hvilke desimeringsfaktorer som skal brukes til å møte behovene til en gitt anvendelse.

For bredbånddata desimert til et samplet ved åtte ganger systemklokkehastigheten, mates åtte etterfølgende datasampler inn i hver filterblokk 60, 62. Datavalgmodulen 70 tilveiebringer en innmatingssampleforskyvning på 4xDF til bredbånddata innmatet til filterblokkene 60 og 62, etter ordre fra styreenheten 68. Starten på integrasjonssyklusen til filterbankene 86 og 90 forsinkes med DF/2 systemklokkesykler som svar på tids og styringssignalisering fra styreenheten 68.

Filterbankene 82, 86, 90, 94 atskilles inn i den første filterblokken 60 og den andre filterblokken 62 basert på hvorvidt de filtrerer liketalldata eller oddetalldata under smalbånddrift. Den første filterblokken 60 filtrerer og utmater partall smalbånddata, mens den andre filterblokken 62 filtrerer og utmater oddetalls smalbånddata. I de foreliggende utførelsesformene mottar hver av filterbankene 82, 86, 90, 94 tids og styringsinnmating fra styreenheten 68 i fig. 3 og mottar koeffisienter fra koeffisientminnet 64 i fig. 3. Tids og styringsinnmatingene innbefatter smalbånd/bredbånd (NB/WB) valg innmatinger og integrasjonslengde innmatinger. Integrasjonslengde innmatingene spesifiserer antallet klokkesykluser for hvilket tilhørende MAC piper i filterbankene 82, 86, 90, 94 vil akkumulere innmatingsdata som beskrevet i større detaljer nedenfor.

Forskjellige filterkomponenter, slik som den første filterblokken 60 og den andre filterblokken 62, kan tilpasses innmatingsdata ved ulike hastigheter (svarende til smalbånd og bredbånddata) mens de arbeider med den samme systemklokkehastigheten, som er FPGA klokkehastigheten i den foreliggende utførelsesformen. Som beskrevet tidligere samples smalbånddata av smalbånd ADC 32 i fig. 2 ved to ganger systemklokkehastigheten, mens bredbånddata samples av bredbånd ADC 42 i fig. 2 ved åtte ganger systemklokkehastigheten.

I den foreliggende spesifikke utførelsesformen er senterfrekvensen av de ideelle båndpassdata som skal filtreres av filterblokkene 60, 62 sentrert ved 1/4, 3/4, 5/4 osv., av samplehastigheten. Filterblokkene 60, 62 vil behandle båndpassdata som fremviser partall og oddetall datasampler som er omtrent 90° ut av fase, slik at samplene er l/ Q datastrømmer eller omtrentlig l/ Q datastrømmer.

Fig. 5 er et mer detaljert blokkdiagram som illustrerer eksempelvise komponenter med filterbankene 82, 86, 94 i fig. 4 innbefattende 2Ki multipliser- akkumuler (MAC) piper 130 og 2K2tilsvarende konfigurasjonvalg demultiplekseren (DEMUX) 132. Med henvisning til fig. 4 og 5, illustrerer fig. 5 den påkrevde MAC pipekonfigurasjonen for å implementere den første filterbanken 82 og den andre filterbanken 86 under smalbånddrift for å filtrere partall smalbånd datasampler. Den samme MAC pipekonfigurasjon implementerer den første filterbanken 82 og den fjerde filterbanken 94 under bredbånddrift. En liknende MAC pipekonfigurasjon (ikke vist) implementerer den tredje filterbanken og den fjerde filterbanken 94 i fig. 4 under smalbånddrift (for å filtrere oddetall smalbånd datasampler) og implementere den tredje filterbanken 90 og den andre filterbanken 86 under bredbånddrift.

2Ki MAC pipene 130 er atskilt i par av I piper og Q piper, der hvert par mottar innmating fra en av Ki tilsvarende WB/NB valg MUX 134. For illustrative formål viser fig. 5 tre av de Ki WB/NB valg MUX 134, innbefattende en første WB/NB valg MUX 136, en ( Ki- lf WB/NB valg MUX 138 og en K<*>WB/NB valg MUX 140.1 tillegg illustrerer fig. 5 tre av de Ki I pipene, innbefattende en Ki* I pipe 142, en (Ki-I)<1>111pipe 144 og en første I pipe 146.1 pipene 142, 144, 146 er paret med tilsvarende Q piper 152, 154, 156. I pipe 142 og Q pipe 152 mottar innmating i parallell fra Ki<*>WB/NB valg MUX 140. ( Ki- lf pipe 144 og Q pipe 154 mottar innmating i parallell fra ( Ki- lf WB/NB valg MUX 138. Tilsvarende mottar den første I pipe 146 og Q pipe 156 innmating fra den første WB/NB valg MUX 136.

WB/NB valg MUX 136, 138, 140 mottar selektivt like smalbånd datasampler fra modusvalg MUX 80 eller modusvalg MUX 84 i fig. 4, som er konfigurert til å fremstille liknende smalbåndutmatinger under smalbånddrift. Smalbånd datasamplene mates serielt, en etter den andre, inn i WB/NB valg MUX 136, 138, 140.1 motsetning, under bredbånddrift innmates Ki ulike bredbåndsampler i parallell til Ki WB/NB valg MUX 134, Disse parallelle bredbånd datasamplene kan utmates fra den første modusvalg MUX 80 og den fjerde modusvalg MUX 92 i fig. 4, som utmater liknende bredbåndsampler. I noen utførelsesformer, når bredbånddata ikke ankommer filterbankene 82, 86, 90, 94 i fig. 4 i parallell, kan et Ki-tapp parallell skiftregjster (ikke vist) anvendes til å omforme seriedataene inn i påkrevde parallell bredbånd datasampler.

I fig. 5 er seks av de 2Ki konfigurasjonsvalg DEMUX 132 vist. Utmatingen fra hver I pipe 142, 144, 146 innmatettil henholdsvis konfigurasj onsvalg DEMUX 162, 164, 166. Tilsvarende innmates Q piper 152, 154, 156 til henholdsvis motsvarende konfigurasj onsvalg DEMUX 172, 174, 176.

Under bredbånddrift innmates hver bredbåndutmating fra hver annen konfigurasj onsvalg DEMUX 162, 164 og 166, til en første bredbåndadderer 180. Bredbåndutmatingene fra de mellomliggende konfigurasj onsvalg DEMUX 172, 174, 176 innmates til en andre bredbåndadderer 182.

Under smalbånddrift innmates smalbåndutmatingen fra den første konfigurasj onsvalg DEMUX 176, som er forbundet med den første Q pipe 156, til en første utmating valg MUX 184. Smalbåndutmatingen fra den andre konfigurasj onsvalg DEMUX 166 innmates til en andre utmating valg MUX 186. Den første utmating valg MUX 184 mottar også utmating fra den andre addereren 182. Den andre utmating valg MUX 186 mottar utmating fra den første addereren. Utmatingen fra den første utmating valg MUX 184 representerer filtrert Q data, mens utmatingen fra den andre utmating valg MUX 186 representerer filtrert I data.

Hver utmating fra de gjenværende konfigurasj onsvalg DEMUX 132 forbundet med en I pipe innmates til den neste nærmeste I pipe. For eksempel, smalbåndutmatingen fra Ki<*>DEMUX 162, som er forbundet med Ki<*>I pipe 142, innmates til (Ki-T)* tilsvarende innmates hver smalbåndutmating fra DEMUX 132 forbundet med en Q pipe til nabo Q pipen. For eksempel innmates smalbåndutmatingen fra Ki<*>DEMUX 172, som er forbundet med K* Q pipe 152 til ( K^- T) Q pipe 154.

De ulike filterkomponentene, innbefattende MAC pipene 130, MUX 132, og DEMUX 134 er mottakelige for tids og styringsinnmating fra styreenheten 68 i fig. 3. Hver av MAC pipene 130 mottar ytterligere programmerbare koeffisienter etter behov fra koeffisientminnet 64 i fig. 3.

I drift, med henvisning til fig. 3, 4 og 5, konfigurerer styreenheten 68 i fig. 3 WB/NB valg MUX 134, MAC pipene 130, konfigurasj onsvalg DEMUX 132, addererene 180, 182 og utmating valg MUX 184, 186 for enten smalbånd eller bredbånddrift via tids og styringssignaler. I tillegg styrer styreenheten 68 selektivt minnekoeffisienter som utmates fra koeffisientminnet 64 til de ulike MAC pipene 130 via koeffisientvalgsignaler videresendt til koeffisientminnet 64 i fig. 3.

Under smalbånddrift, konfigureres WB/NB valg MUX 134 til å videresende partall smalbånd datasampler til de ulike MAC pipene 130. Konfigurasjonvalg DEMUX 132 ved utmatingene av MAC pipene 130 er konfigurert til å koble utmatingene fra MAC pipene 130 i en seriekonfigurasjon slik at utmatingene fra I pipe er koblet til innmatingen til den neste I pip, og utmatingen av en Q pipe er koblet til innmatingen til den neste Q pipe.

I smalbånd seriekonfigurasjon representerer utmatingen fra den siste I pipen i kjeden hvilket tilsvarer den første I pipe 146 i fig. 5, smalbånd i utmatingen fa MAC pipene 130. Tilsvarende representerer den siste Q pipen i kjeden, hvilken tilsvarer den første Q pipe 156 i fig. 5, smalbånd Q utmatingen fra MAC pipene 130. Smalbånd i utmatingen fra MAC pipene 130 svitsjes til utmatingen fra filterblokkene 82, 86, 94 via konfigurasjon valg DEMUX 166 og den andre utmatings valg MUX 186. Tilsvarende svitsjes smalbånd Q utmatingen fra filterblokkene 82, 86, 94 til utmatingen av filterblokkene 82, 86, 94 via den første konfigurasj onsvalg DEMUX 184 som svar på passende styringssignaler fra styreenheten 68 i fig. 3.

Med henvisning til fig. 4 og 5, under smalbånddrift, representerer I utmatingen fra filterblokkene 82, 86, 94 i fig. 5 I utmatingen (Ifbi) fra den første filterbanken 82 i fig. 4. Videre under smalbånddrift representerer Q utmatingen fra filterblokkene 82, 86, 94 i fig. 5 Q utmating (Qfbi) av den andre filterbanken 86 i fig. 4.

Under bredbånddrift representerer bredbånd i utmatingen fra filterblokkene 82, 86, 94 i fig. 5 den I utmatingen (Ifbi) fra den første filterbanken 84 i fig. 4. Under bredbåndsdrift representerer imidlertid Q utmatingen (Qfb2) fra filterblokkene 82, 86, 94 i fig. 5 Q utmatingen fra den fjerde filterbanken 94 i fig. 4.

Under bredbåndoperasjon er WB/NB valg MUX 134 konfigurert til å videresende etterfølgende bredbåndsampler til etterfølgende l/ Q par i MAC pipene 130. Konfigurasj onsvalg DEMUX 132 ved utmatingene fra MAC pipene 130 er konfigurert til å ordne utmatingene fra MAC pipene 130 i en parallell konfigurasjon slik at bredbånd i utmatingene fra MAC pipene 130 innmates til den første bredbåndaddereren 180, og bredbånd Q utmatingene fra MAC pipene 130 innmates til den andre bredbåndaddereren 182. De resulterende summerte bredbånd i utmatingene, som utmatet av den første bredbåndaddereren 180, svitsjes til bredbånd I utmatingen (Ifbi) av filterblokkene 82, 86, 94. Tilsvarende svitsjes de summerte bredbånd Q utmatingene, som utmatet av den andre bredbåndaddereren 182, til bredbånd Q utmatingen (Qfb2) av filterblokkene 82, 86, 94.

Legg merke til at filterbankene 82, 86, 90, 94 i fig. 4 utgjør ulike sett av MAC piper avhengig av konfigurasjon. For eksempel under smalbåndoperasjon representerer Q pipene 152, 154, 156 den andre filterbanken 86 i fig. 4.1 pipene 142, 144, 146 representerer den første filterbanken 82 i fig. 4. Under bredbånddrift representerer Q pipene 152, 154, 156 den fjerde filterbanken 94, og I pipene 142, 144, 146 representerer den første filterbanken 82.

Et annerledes sett av MAC piper og tilhørende MUX, DEMUX og adderere (ikke vist) som er tilsvarende det vist i fig. 6 kan anvendes for å implementere de gjenstående filterbankene i fig. 4. Særskilt vil et tilsvarende sett av komponenter anvendes til å implementere den tredje filterbanken 90 og den fjerde filterbanken 94 under smalbånddrift og til å implementere den andre filterbanken 86 og den tredje filterbanken 90 under bredbånddrift.

Alternativt kan komponentfigurasjonen vist i fig. 6 brukes til å implementere alle filterbankene 82, 86, 90, 94 i fig. 4 ved å selektivt svitsje komponentene i fig. 6 fra å operere på smalbånd partallsdata fra smalbånddatadeleren 58 i fig. 3 og bredbånddata fra bredbånd ADC 42 i fig. 2 til å arbeide på de gjenværende dataveiene, dvs. smalbånd oddetall data fra den smalbåndede datadelen 58 i fig. 3 og forskyvnings bredbånddata fra datavalgmodulen 70 i fig. 3.1 denne implementasjonen vil imidlertid en med kunnskap i faget anvende ytterligere MUX og/eller minner (ikke vist) for å støtte fremstilling av de ønskede filtrerte l/ Q utmatingene.

I den foreliggende spesifikke utførelsesformen i fig. 6, under smalbånddrift, kan styreenheten 68 i fig. 3 selektivt styre konfigurasj onsvalg DEMUX 132 til å endre antallet MAC piper 130 som er koblet serielt. Dette styrer effektivt smalbånd filterlengden, hvorved en ytterligere grad av filterkonfigurabilitet og anvendbarhet for ulike anvendelser. En bruker kan taste forskjellig programvare inn i styreenheten 68 via brukergrensesnittet 72 i fig. 3 eller kan modifisere eksisterende styringsprogramvare til å justere smalbånd filterlengden som påkrevet av en særskilt anvendelse. Derfor, når drevet i smalbåndkonifgurasjon, kan MAC pipen ved hvilken en særskilt integrasjonssykel startes kan bestemmes av en bruker, hvorved brukeren tillates å variere filterlengden og styreintegrasjonsforstyrrelsen. Videre kan integrasjonslengdene av individuelle MAC piper 130 også settes via styreenheten 68 som beskrevet i større detalj nedenfor.

I sammendrag når bredbånddata behandles mottar hver MAC pipe 130 en datasample. De resulterende utmatingene summeres via addererene 180, 182 til å danne I/Q utmatingssampler. Når smalbånddata behandles mottar alle Ki I og Q piper 130 den samme smalbånd innmatingsdataene. Under smalbånddrift er utmatingene fra MAC pipene 130 koblet serielt fra hver (Ki)* MAC pipe (se 142 og 152) ned til de første MAC pipene (se 146 og 156) til å danne l/ Q utmatinger.

Fig. 6 er et mer detaljert diagram over en eksempelvis MAC pipe 152 i fig. 5, som anvender koeffisienter fra koeffisientminnet 64 i fig. 3. MAC pipen 152 innbefatter

K2MAC blokker 200, hvor K2er et anvendelsesspesifikt positivt heltall. Parameterene Ki og K2er applikasjonsspesifikke og avhenger av implementasjonsbegrensninger i målteknologien, slik som en særskilt FPGA teknologi.

For illustrasjonsformål er tre av MAC blokkene 200 vist, særskilt en første MAC blokk 212, en andre MAC blokk 214, og en (KO* MAC blokk 216. Hver MAC pipe 200 innbefatter en innmatings koeffisientmultiplikator 202 for å multiplisere innmatingsdata med en ønsket filterkoeffisient. En utmating fra koeffisientmultiplikatoren 202 innmates til en avrundingskrets 204, som tilveiebringer innmating til en akkumulatorkrets 206. Hver akkumulatorkrets 206 mottar også akkumulasjonslengde innmating fra styreenheten 68 i fig. 3, som spesifiserer antallet klokkesykler akkumulatorene 206 skal legge til innmatingssampler far avrundingskretsen 204 som innmater sampler fra en utmatning på en MAC blokk DEMUX svitsj 210. Akkumuleringslengden kan spesifiseres av en bruker via brukergrensesnittet 72 i fig. 3.

Hver akkumulator 206 tilveiebringer utmating til en forsinkelseskrets 208, der utmatingen innmates til MAC blokk DEMUX svitsjen 210.1 den foreliggende spesifikke utførelsesformen innmates utmatingen fra hver forsinkelseskrets 208 til en etterfølgende MAC blokk DEMUX svitsje 210. Hver MAC blokk DEMUX svitsje 210 svitsjer selektivt sin utmatning mellom utmatningen fra forsinkelseskretsen 208 forbundet med den aktuelle MAC blokk 200 og utmatingen fra en nærliggende forrige MAC pipe.

For eksempel overfører MAC blokk DEMUX svitsjen 210 fra den første MAC blokk 212 selektiv utmatingen fra (K2)* MAC blokken (ikke vist) fra I pipen 142 i fig. 5 eller utmatingen av forsinkelseskretsen 208 av den første MAC blokken 210 til en innmating på akkumulatoren 206 som svar på DEMUX styringssignalisering fra styreenheten 68 i fig. 3. Utmatingen fra ( Kif1 MAC blokk 216 tas fra utmatingen av den tilhørende forsinkelseskrets 208.

Oppbygningen og drift av ulike konvensjonelle MAC blokker er kjent i faget. De med kunnskap i faget med tilgang til den foreliggende læren kan enkelt implementere passende MAC piper til å implementere utførelsesformer ifølge den foreliggende oppfinnelse uten utilbørlig eksperimentering.

Med henvisning til fig. 4, 5 og 6, anvender hver filterbank 82, 86, 90, 94 i fig. 4 Ki av MAC pipene 130 i fig. 5 ved ethvert gitt tidspunkt, og disse MAC pipene er konstruert liknende MAC pipen 152 i fig. 6. MAC pipen 152 inneholder K2MAC blokker koblet i serie. Avrundede dataverdier akkumulerer i hver MAC blokk 200 for et forhåndsbestemt antall klokker, kalt MAC integrasjonsperioden. Ved enden av MAC integrasjonsperioden overføres den akkumulerte verdien i hver MAC blokk til å summere med den akkumulerte verdien i den neste MAC blokken i serien. MAC integrasjonsperioden omstartes så i hver MAC blokk 200 samtidig via styringssignalisering fra styreenheten 68 i fig. 3.

Den akkumulerte verdien av den siste MAC blokk 216 i hver MAC pipe 130 i fig. 5 klokkes enten ut for videre behandling eller kan videresendes inn i den første MAC i en annen MAC pip, hvilket forekommer under smalbånddrift. Behandlingen av smalbånd/bredbånddata oppnås ved å rekonfigurere måten MAC pipene 130 i fig. 5 er koblet på.

Filterbankarkitekturen ifølge den foreliggende spesifikke utførelsesformen støtter filtertids og styringsmetoder beskrevet i US patent nr. 5,952,947, med tittel

FLEKSIBEL OG PROGRAMMERBAR DELTA-SIGMA ANALOG SIGNALOMFORMER (engelsk: "FLEXIBLE AND PRGRAMMABLE DELTA-SIGMA ANALOG SIGNAL CONVERTER"), og læren fra denne er herved inkorporert med henvisning dertil. US patentet beskriver en eksempelvis programmerbar delta-sigma analog-til-digital omformer, som, etter båndpassfiltrering, kan anvendes som bredbånddata til NB datadeleren i fig. 3.

Fig. 7 er et mer detaljert eksempelvis riss over en koeffisientminneblokk 64 i fig. 3. Med henvisning til fig. 3, 4, 5, 6 og 7, er koeffisientminnet 64 oppdelt i et flertall av koeffisientminnestakker 230, en stakk for hver MAC blokk 200 for hver MAC pipe 130. Hver filterbank i fig. 4 anvender Ki MAC piper (se fig. 5), og hver MAC pipe anvender K2MAC blokker (se fig. 6). Følgelig opprettholder koeffisientminnet 64 K2X4K1koeffisientminnestakker 230, en stakk for hver MAC blokk. Alternativt kan en koeffisientminnestakk 230 deles blant alle MAC blokkene, ettersom koeffisientene sendt til en særskilt MAC blokk bestemmes via adressepekere som beskrevet i større detalj nedenfor.

I den foreliggende spesifikke utførelsesformen rommer hver koeffisientminnestakk 230 M posisjoner, hvor M er et heltall som representerer størrelsen av koeffisientminnestakken tilordnet en særskilt MAC blokk. Hver koeffisientminnestakk 130 er programmerbar slik at koeffisientverdiene ved hver minneposisjon kan endres via styreenheten 68 og/eller via en bruker via brukergrensesnittet 72 i fig. 3. De med kunnskap i faget vil forstå at den effektive minnestakk 130 fremviser enkeltklokke svitsjingsegenskaper, slik at ulike koeffisienter kan velges ved hver klokkesyklus.

Den eksakte verdien av M er anvendelsesspesifikk og kan avhenge av tilgjengelig minnestørrelse i mål FPGA teknologien. Antallet koeffisienter i et sett av koeffisienter forbundet med en særskilt MAC blokk er lik integrasjonsperioden til MAC blokken (MIP). Det maksimale antallet koeffisientsett som kan forhåndslastes i koeffisientminnet 64 for en særskilt MAC blokk er M/MIP. Koeffisientsett med ulike lenger kan anvendes så lenge som summen av lengdene av alle koeffisientsettene ikke overstiger M.

En bruker eller en algoritme som kjører på styreenheten 68 definerer koeffisientstartadressen (CSA) og koeffisientsluttadressen (CLA) for hvert sett med filterkoeffisienter. CSA og CLA er start og sluttpekerene i hver minnestakk 230. Koeffisientene av et særskilt koeffisientsett tas å inkludere minneposisjoner forbundet med CLA og CSA pekerne og alle minneposisjoner i stakken 230 mellom dem. CLA og CSA pekerne representerer koeffisientvalgsignaler mottatt fra styreenheten 68 i fig. 3.

Ved starten av en MAC pipe integrasjonssyklus, brukes CSA til å motta den første

koeffisienten for hver MAC blokk. Koeffisientadressen økes ved hver klokke. Når CLA nås, tilbakestilles adressepekeren til CSA og syklusen fortsetter. For å svitsje til et ulikt koeffisientsett, defineres nye CSA og CLA verdier av en bruker og/eller av styreenheten 68 i fig. 3. De nye adressepekerene brukes på neste klokkesykel. Dette tillater hurtig svitsjing av koeffisientsett. Koeffisientminnet 64 tillater også at nye koeffisientsett skrives til minnet mens et annet sett brukes.

For illustrerende formål er forskjellige koeffisientminnesett 232 vist i fig. 7. Forskjellige koeffisientsett 232 kan anvendes for forskjellige filterdriftsmodus, slik som bredbånd og smalbåndmoduser. Derfor fungerer koeffisientminnet 64 som et delt minne som deles mellom forskjellige databehandlingsmoduser. Videre kan forskjellige koeffisientverdier selektivt skrives til koeffisientminnet 64 for å oppnå ønske smalbånd eller bredbånd filtreringskarakteristikker. Derfor er koeffisientminnet 64 også et programmerbart minne.

Programmerbarheten av koeffisientminnet 64 støtter programmering av frekvensresponsen til filtret 52 i fig. 3 til å tilveiebringe en ønsket programmerbar filterrespons. Programmerbarheten av filterresponsen er videre forbedret via bruk av styringssignaler fra styreenheten 68 i fig. 3, som ikke bare kan styre filterkoeffisienter men også filterintegrasjonslengder og driftsmoduser ved selektivt å styre svitsjer, slik som MUX 134 og DEMUX 132 i fig. 5.

Koeffisientminnet 64 kan implementeres ved hjelp av et standard minne som kan deles i forskjellige minnestakker. De med kunnskap i faget med tilgang til den foreliggende læren kan hurtig implementere koeffisientminnet 64, slik som via et FPGA minne uten utilbørlig eksperimentering.

På denne måten er den foreliggende oppfinnelse blitt beskrevet heri med henvisning til en særskilt utførelsesform for en særskilt anvendelse. De med ordinær kunnskap i faget og tilgang til den foreliggende læren vil oppdage ytterligere modifikasjoner, anvendelser, og utførelsesformer innenfor omfanget derav.

Det er derfor ment at de vedlagte krav skal trekke et hvilket som helst og alle slike anvendelser, modifikasjoner og utførelsesformer innenfor omfanget av den foreliggende oppfinnelse.

Claims (3)

1. Plasseffektivt signalfilter (52) første mekanisme (50, 58, 60, 62, 70) for å motta et første signal av en første type og et andre signal av en andre type, andre mekanisme (60, 62) for selektivt å filtrere det første signalet under en første driftsmodus og filtrere det andre signalet under en andre driftsmodus, tredje mekanisme (68) for å danne styringssignaler, og fjerde mekanisme (64, 68) for automatisk konfigurasjon av den andre mekanismen (60, 62) til å arbeide i den første driftsmodus eller den andre driftsmodus basert på kontrollsignalene, hvori den første signaltypen har en første hastighet, og den andre signaltypen har en andre hastighet, og der det første signalet og det andre signalet er ADC utmatinger,karakterisert ved: den andre mekanismen (60, 62) innbefatter et flertall av filterbanker (82, 86, 90, 94), der hver av flertallet av filterbanker (82, 86, 90, 94) innbefatter en eller flere multipliser-akkumuler (MAC) piper (130, 142, 152, 144, 154, 156), der hver av MAC pipene (130, 142, 152, 144, 154, 146, 156) innbefatter en eller flere MAC blokker (200, 212, 214, 216) der hver av en eller flere MAC blokker (200, 212, 214, 216) er forbundet med en eller flere samsvarende koeffisientminne datastrukturer (230), den tredje mekanismen (68) innbefatter en styreenhet (68) som videre innbefatter en femte mekanisme (68, 64, 230, 232) for å velge koeffisienter fra hver av de en eller flere minnedatastrukturene (230) for å anvende på hver av de en eller flere MAC blokkene (200, 212, 214, 216) hvorved selektivt å påvirke en signalrespons av filteret (52), koeffisientene er brukerdefinerbare via et brukergrensesnitt (72) til styreenheten (68), der styreenheten er brukerkonfigurerbar via brukergrensesnittet (72), der minnedatastrukturen (230) er en stakk (230), og der den femte mekanismen (68, 64, 230, 232) er påvirkelige for koeffisientstyringssignaler fra styreenheten (68), der koeffisient styringssignalene angir startadresser og sluttadresser for koeffisientsettene (232) som skal anvendes på de en eller flere MAC blokkene (200, 212, 214, 216), styringssignalet innbefatter flere styringssignaler som innmates til en eller flere multipleksere eller svitsjer (132, 134, 210, 184, 186) som styrer hvorvidt MAC pipene (130, 142, 152, 144, 154, 146, 156) er i en seriekonfigurasjon eller en parallell konfigurasjon motsvarende henholdsvis den første driftsmodusen eller den andre driftsmodusen, der parallellkonfigurasjonen er tilpasset å filtrere bredbåndsignaler, og seriekonfigurasjonen er tilpasset å filtrere smalbåndsignaler.

2. Filter (52) som angitt i krav 1,karakterisert vedat den første hastigheten er en smalbåndhastighet, og den andre hastigheten er en bredbåndhastighet, og der smalbåndhastigheten er den doble av en systemklokkehastighet, mens bredbåndhastigheten er åtte ganger systemklokkehastigheten.

3. Filter (52) som angitt i krav 1,karakterisert vedat styreenheten (68) videre implementerer en sjette mekanisme (132, 134) for å justere filterlengder eller integrasjonsforsinkelser forbundet med filteret (52), og der den sjette mekanismen (132, 134) innbefatter en eller flere av multiplekserne eller svitsjene (132, 134), som er påvirkelige for spesifikke styringssignaler fra styreenheten (68), der de spesifikke styringssignalene er konfigurert til selektivt å svitsje et ønsket antall av multiplekserene etter svitsjene (132, 134) til å påvirke antallet av MAC piper (130, 142, 152, 144, 154, 145, 156) koblet i seriekonfigurasjon, hvorved filterintegrasjonsforsinkelsen under den første driftsmodusen påvirkes.