JPH04352518A - 演算装置 - Google Patents
演算装置Info
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- JPH04352518A JPH04352518A JP3127150A JP12715091A JPH04352518A JP H04352518 A JPH04352518 A JP H04352518A JP 3127150 A JP3127150 A JP 3127150A JP 12715091 A JP12715091 A JP 12715091A JP H04352518 A JPH04352518 A JP H04352518A
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- Dc Digital Transmission (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
のビタビ復号を行うディジタル信号処理プロセッサ内部
の演算装置に関するものである。
以下DSPと略称する)は、移動体通信分野へのディジ
タルシステム導入の動きに合わせて、携帯電話等への機
器組み込み用途のプロセッサとして注目されている。 このようなディジタル移動通信用音声符号化装置を実現
するためのDSPにおいては、音声の符号化処理等の演
算の他に、誤り訂正処理を行う必要がある。誤り訂正の
手法にはビタビ復号を使用するものがある。
と言う単純な処理の繰り返しで畳み込み符号の最尤復号
を実現するものである。このビタビ復号では、情報ビッ
ト1ビットに対応する符号化データ(受信系列)を得る
ごとに、その時点での各状態の生き残りパスのメトリッ
クを計算し、更新する。図3は拘束長kの畳み込み符号
器において、ある時点における状態S2n(nは正整数
)に対し、一つ前の時点の状態Snと状態Sn+2k−
1から状態遷移を表す2本のパスが延びている様子を示
している。a、bは状態Snに入力するパスの出力シン
ボルと受信系列とのハミング距離(ブランチメトリック
)である。パスの選択はまずあらかじめ計算しておいた
各ブランチのメトリックのテーブルから、一つ前の時点
の生き残りパスのそれぞれのメトリックの値に上記ブラ
ンチメトリックを加えることにより各パスの総合のメト
リックを算出する。状態S2nに入力する2本のパスの
メトリックを比較し、ハミング距離の合計が小さいパス
を残し、他は捨てる。ビタビアルゴリズムによる畳み込
み符号の復号は以上のように、ブランチメトリックと一
つ前の時点までの入力に対するパスメトリックとの加算
、メトリックの比較、最適パスの選択。という加算比較
選択演算及びパスメトリックの記憶を、各時系列ごとに
2k−1個の状態に対して行う必要がある。
ものである。図2において、1はプロセッサの命令語や
ビタビ復号における各状態のパスのメトリック(累積計
量)、情報ビット1ビットに対応する符号化データ(受
信系列)の値に対して各パスがとるブランチメトリック
の値のテーブル、各状態における生き残りパスの選択結
果などを記憶する主記憶部、2は主記憶部1に接続され
データの供給や演算結果の格納等を行うバス、12は算
術論理演算を行う算術論理演算回路である。10は論理
演算回路12の左側入力の値を一時記憶するラッチ回路
で6は右側入力の値を一時記憶するラッチ回路、18と
19は演算結果を一時記憶するレジスタである。
、1つの受信系列に対して行うビタビ復号の加算比較選
択演算とパス選択信号の記憶の動作について以下のよう
な6つのステップに分けて説明する。
クの第1の加算ステップ 図3に示した状態Snにおけるパスメトリックの値を主
記憶部1からバス2を介してラッチ回路10に格納し、
ブランチメトリックaの値を同様に主記憶部1からバス
2を介してラッチ回路6に格納する。算術論理演算回路
12はラッチ回路10と6の内容の加算を行いレジスタ
18に格納する。
クの第2の加算ステップ 図3に示した状態Sn+2k−1におけるパスメトリッ
クの値を主記憶部1からバス2を介してラッチ回路10
に格納し、ブランチメトリックbの値を同様に主記憶部
1からバス2を介してラッチ回路6に格納する。算術論
理演算回路12はラッチ回路10と6の内容の加算を行
いレジスタ19に格納する。
ステップ レジスタ18と19の内容をそれぞれラッチ回路10と
6に格納する。算術論理演算回路12はラッチ回路10
と6の減算を行う。結果の格納はしない。
プ 制御部(図示せず)は(3)の減算結果の符号を判断し
て下記(5)(6)のステップのプログラム制御(分岐
)を行う。
納(パスメトリックの更新)ステップ (4)の結果により(3)の減算結果が負であればレジ
スタ18の内容を主記憶部1に格納する。(3)の減算
結果が正であればレジスタ19の内容を主記憶部1に格
納する。
の結果により(3)の減算結果が負であれば、値″0″
を主記憶部1に格納する。(3)の減算結果が正であれ
ば値″1″を主記憶部1に格納する。
論理演算回路においてビタビ復号における加算と比較を
行い、この比較結果によってプログラム制御を行うこと
により、ビタビ復号処理を行うことができる。
の演算装置では、1回の加算比較選択演算に要する演算
ステップ数が多く、またパス選択信号1ビットをメモリ
ーの1ワードに記憶するため大きいメモリー量を必要と
するという問題点があった。
るものであり、少ない演算ステップ数と少ないメモリー
量でビタビ復号を行うことができる優れた演算装置を提
供することを目的とするものである。
するために、ビタビ復号等の処理を行なう演算装置に、
データを記憶する第1のメモリ部材のデータを加算する
演算手段と、この演算手段の出力を一時記憶する第1の
レジスタと、前記第1のレジスタの出力と前記演算手段
の出力との大小比較して選択制御信号を出力する比較器
と、前記第1のレジスタ出力と前記演算手段出力のうち
小さい方の出力を記憶する第2のメモリ部材と、あらか
じめ定められた定数を出力する定数出力手段と、定数出
力手段の出力をシフトするシフタと、シフタのシフト動
作に必要なシフトビット数を出力するシフトビット数出
力手段と、前記比較回路からの選択制御信号により前記
演算手段の演算モードを制御する演算制御手段とを備え
、前記演算手段に、前記演算制御手段による演算モード
制御により、前記第1のメモリに記憶されたデータの加
算および、前記シフタ出力の算術論理演算を行なわせる
ようにしたことを要旨とする。
結果とあらかじめ第1のレジスタに一時記憶した加算結
果との大小比較を比較器が行い、比較器で小であると判
定した加算結果を第2のメモリが記憶し、定数出力手段
が出力する定数をシフタがnビット左にシフトして出力
した結果と選択制御信号の格納先データとの算術論理演
算を、算術論理演算回路が行って、比較器が出力する選
択制御信号を格納先データの第n番目のビット位置に格
納することにより、ビタビ復号における生き残りパスの
累積計量の加算比較選択演算とパス選択信号の記憶を少
ないステップ数でまた小さいメモリー量で行うことがで
きるという効果を有する。
図面を参照しながら説明する。
構成図を示すものである。図1において、符号1は第1
のメモリ部材としての主記憶部で、この主記憶部1には
、プロセッサの命令語やビタビ復号における各状態のパ
スのメトリック(累積計量)、情報ビット1ビットに対
応する符号化データ(受信系列)の値に対して各パスが
とるブランチメトリックの値のテーブル、各状態におけ
る生き残りパスの選択結果などが記憶される。
演算結果の格納等を行なうバス、3は最下位ビットの値
が1で他のビットが全て0である定数を出力する定数回
路、4はバス2に接続されたプロセッサの命令デコート
部(図示せず)から出力されるシフトビット数を一時記
憶してバス2等に出力するレジスタ、5は定数回路3ま
たはレジスタ4の出力を入力として、レジスタ4で示さ
れるシフトビット数だけシフトしてまたはシフトせずに
出力するバレルシフタ、6はバレルシフタ5の出力をラ
ッチするラッチ回路、9は排他的論理和ゲートから構成
されラッチ回路6の出力を反転または非反転して出力す
る反転回路、10はデータバス出力をラッチするラッチ
回路である。
しないかを指示する制御信号8と論理演算回路12に論
理和をとるか論理積をとるかを指示する制御信号11を
出力する演算制御部、12はラッチ回路10と反転回路
9の出力を入力として算術論理演算を行う演算手段とし
ての算術論理演算回路、13は算術論理演算回路12の
出力を一時記憶するレジスタ、14はレジスタ13の内
容と算術論理演算回路12の出力との大小比較を行って
演算制御部7とセレクタ16に選択制御信号15を出力
する比較器、16は選択制御信号15に従ってレジスタ
13の内容と算術論理演算回路12の出力のうち小さい
方を選択するセレクタ、17はセレクタ出力を格納する
第2のメモリ部材としてのレジスタである。
以下動作を説明する。まず(表1)は選択制御信号15
の値と反転回路9、算術論理演算回路12の動作内容の
関係を示したものである。
たがって反転回路9と論理演算回路12を制御する。す
なわち、選択制御信号15が″0″の場合(レジスタ1
3の値が小の場合)反転回路9は反転動作を行なう一方
、算術論理演算回路12は論理積を演算によって求める
。他方、選択制御信号15が″1″の場合(加算結果が
小の場合)反転回路9は非反転動作を行なう一方、算術
論理演算回路12は論理和を演算によって求める。
うビタビ復号の加算比較選択演算とパス選択信号の記憶
の動作につき、図3を参照して、(1)パスメトリック
とブランチメトリックの第1の加算ステップ、(2)第
2の加算と比較選択のステップ、(3)パス選択信号の
ビット転送のステップの3つのステップに分けて説明す
る。
クの第1の加算ステップ 図3に示した状態Snにおけるパスメトリックの値を主
記憶部1からバス2を介してラッチ回路10に格納し、
ブランチメトリックaの値を同様に主記憶部1からバス
2を介してラッチ回路6に格納する。このとき、バレル
シフタ6はシフト動作を行わない。算術論理演算回路1
2は、ラッチ回路10と6の内容の加算を行いレジスタ
13に格納する。またレジスタ17に一時記憶されてい
る1サイクル前の加算比較選択演算で更新されたパスメ
トリックの値を主記憶部1に格納する。
3に示した状態Sn+2k−1におけるパスメトリック
の値を主記憶部1からバス2を介してラッチ回路10に
格納し、ブランチメトリックbの値を同様に主記憶部1
からバス2を介してラッチ回路6に格納する。このとき
バレルシフタ6はシフト動作を行なわない。算術論理演
算回路12はラッチ回路10と6の内容の加算を行い比
較器14に出力する。比較器14は加算結果とレジスタ
13の値との大小比較を行い、レジスタ13の値が小の
場合は″0″、加算結果が小の場合は″1″の1ビット
の選択制御信号15をセレクタ16と演算制御部7に出
力する。セレクタ16は選択制御信号15が″0″の場
合はレジスタ13の値を、″1″の場合は算術論理演算
回路出力を選択してレジスタ17に格納する。
プ まず主記憶部1内のパス選択信号を格納するデスティネ
ーションワードをバス2を介してラッチ回路10にラッ
チする。同時にバレルシフタ5は定数回路3から入力し
た定数(00000001)を、命令デコード部からレ
ジスタ4に格納されている値nだけ左にシフトして出力
し、ラッチ回路6にラッチする。次に反転回路9は(表
1)に示したように、ラッチ回路6の内容を、(2)の
ステップで演算制御部に入力された選択制御信号15が
″0″の場合は反転して、″1″の場合は非反転で算術
論理演算回路12に出力する。算術論理演算回路12は
ラッチ回路10に格納されているデスティネーションワ
ードと反転回路9の出力の論理演算を、(表1)に示し
たように選択制御信号15が″0″の場合は論理積、″
1″の場合は論理和を算出し、バス2に出力し主記憶部
1に格納する。これによりパス選択信号(選択制御信号
15)を1ビット単位で主記憶部1の任意のビット位置
に格納することができる。
ステップにおける算術論理演算回路12による加算結果
と(1)のステップであらかじめレジスタ12に一時記
憶した加算結果との大小比較を比較器14が行い、比較
器14が小であると判定した加算結果をセレクタ16が
選んでレジスタ17に一時記憶し、定数回路3が出力す
る定数をバレルシフタ5がnビット左にシフトして出力
した結果と選択制御信号の格納先データとの論理演算を
、(表1)に示す制御規則に従って反転回路9と算術論
理演算回路12が行なって、比較器14が出力する選択
制御信号15を格納先データの第n番目のビット位置に
1ビット単位で格納することにより、ビタビ復号におけ
る生き残りパスの累積計量の加算比較選択演算とパス選
択信号の記憶を従来例の半分という少ないステップ数で
、さらに小さいメモリー量で行うことができるという効
果を有する。
みが1でそれ以外のビットが全て0である定数をバレル
シフタ5がシフトすることにより、パス選択信号の格納
先データのビット更新に必要なビットパターンデータを
生成することができ、プロセッサの命令語の中にビット
パターンデータ(データ幅16ビットの場合16ビット
)を保持する代わりに、ビット転送先のビット位置に対
応したシフトビット数(データ幅16ビットの場合4ビ
ット)のみを保持すればよいので、短い語長の命令語で
ビタビ復号処理を行うことができる。さらに本実施例の
構成要素であるバレルシフタ5や反転回路9、算術論理
演算回路12等は、ディジタル信号処理プロセッサ等に
は数値演算用にあらかじめ設置されているのが普通であ
るため、わずかなハードウェアの追加のみで演算装置を
実現できるという効果も有する。
最下位ビットのみを1、他のビットを0としたが、最上
位ビットのみを1としてバレルシフタ5で右シフトする
ようにしたり、最下位ビットのみを0、他のビットを1
として(表1)に於ける反転回路9の反転、非反転の制
御を逆にしたりしてもよい。
、演算手段による加算結果とあらかじめ第1のレジスタ
に一時記憶した加算結果との大小比較を比較器が行い、
比較器で小であると判定した加算結果を第2のメモリが
記憶し、定数出力手段が出力する定数をシフタがシフト
して出力した結果と選択制御信号の格納先データとの算
術論理演算を、演算手段が行って、比較器が出力する選
択制御信号を格納先データの所定のビット位置に格納す
るようにしたため、ビタビ復号における生き残りパスの
累積計量の加算比較選択演算とパス選択信号の記憶を少
ないステップ数で、さらに小さいメモリー量で行うこと
ができるという効果を有する。
すブロック図
図3】演算装置の動作説明のためのビタビ復号における
畳み込み符号器の状態遷移のパスを示す図
タ 14 比較器 15 選択制御信号 16 セレクタ
Claims (2)
- 【請求項1】 データを記憶する第1のメモリ部材と
、前記第1のメモリ部材に記憶されたデータの加算を行
う演算手段と、この演算手段の出力を一時記憶する第1
のレジスタと、前記第1のレジスタの出力と前記演算手
段の出力との大小比較して選択制御信号を出力する比較
器と、前記第1のレジスタ出力と前記演算手段出力のう
ち前記比較器により小であると判定された方の出力を記
憶する第2のメモリ部材と、あらかじめ定められた定数
を出力する定数出力手段と、定数出力手段の出力をシフ
トするシフタと、シフタのシフト動作に必要なシフトビ
ット数を出力するシフトビット数出力手段と、前記比較
回路からの前記選択制御信号により前記演算手段の演算
モードを制御する演算制御手段と、を備え、前記演算手
段は、前記演算制御手段による演算モード制御により、
前記第1のメモリ部材に記憶されたデータの加算および
、前記シフタ出力の算術論理演算を行なうことを特徴と
する演算装置。 - 【請求項2】 定数出力手段は、あらかじめ定めたビ
ット位置のビットが1でそれ以外のビットが全て0であ
る定数或いはこの定数の補数を出力し、またシフトビッ
ト数出力手段は、前記定数内の前記ビット位置のビット
をデスティネーションビットのビット位置までシフトす
るのに必要なシフトビット数を前記シフタに出力するこ
とを特徴とする請求項1記載の演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127150A JP2917577B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3127150A JP2917577B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04352518A true JPH04352518A (ja) | 1992-12-07 |
| JP2917577B2 JP2917577B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=14952862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3127150A Expired - Lifetime JP2917577B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | 演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917577B2 (ja) |
Cited By (3)
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| EP0590597A3 (en) * | 1992-09-29 | 1995-10-18 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Arithmetic apparatus |
| EP0653849A3 (en) * | 1993-11-16 | 1997-01-29 | At & T Corp | Effective use of present / next state registers. |
| JP2007531072A (ja) * | 2003-12-19 | 2007-11-01 | マイクロユニティ システムズ エンジニアリング インコーポレイテッド | プログラム可能なプロセッサ及び拡張演算を伴う方法 |
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| JP3191442B2 (ja) | 1992-09-29 | 2001-07-23 | 松下電器産業株式会社 | ビタビ復号用演算装置 |
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-
1991
- 1991-05-30 JP JP3127150A patent/JP2917577B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN1049778C (zh) * | 1992-09-29 | 2000-02-23 | 松下电器产业株式会社 | 用于实现误码纠错用卷积码的维特比译码的运算装置 |
| EP1049001A1 (en) * | 1992-09-29 | 2000-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Arithmetic apparatus |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2917577B2 (ja) | 1999-07-12 |
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