JPH0690137A - Firディジタルフィルタ - Google Patents

Firディジタルフィルタ

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Publication number
JPH0690137A
JPH0690137A JP26541892A JP26541892A JPH0690137A JP H0690137 A JPH0690137 A JP H0690137A JP 26541892 A JP26541892 A JP 26541892A JP 26541892 A JP26541892 A JP 26541892A JP H0690137 A JPH0690137 A JP H0690137A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tap coefficient
input data
function unit
memory
digital filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26541892A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Kubota
悟 窪田
Keizo Hirano
圭蔵 平野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Radio Co Ltd
Nagano Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
Nagano Japan Radio Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd, Nagano Japan Radio Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Priority to JP26541892A priority Critical patent/JPH0690137A/ja
Publication of JPH0690137A publication Critical patent/JPH0690137A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 演算処理の高速化を実現するとともに、メモ
リの小容量化によるコスト低減を図る。 【構成】 入力データx[n]を記憶するメモリ2と、
メモリ2から同一値のタップ係数h[m]単位で各タッ
プ係数h[m]に対応する入力データx[n]を読み出
す読出機能部3と、読み出した入力データx[n]を同
一値のタップ係数h[m]単位で加算して部分和を求め
る第一加算機能部4と、部分和に対して予め設定した対
応するタップ係数h[m]を乗算して部分積を求める乗
算機能部5と、得られた各部分積を加算する第二加算機
能部6を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位相検波回路、画像信号
処理回路等のディジタル信号処理回路に用いて好適なF
IR(有限インパルス応答)ディジタルフィルタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のFIRディジタルフィルタのブロ
ック構成回路を図3に示す。一般に、FIRディジタル
フィルタは入力データをx[n]、インパルス応答を表
すタップ係数(フィルタ係数)をh[m](m=0,
1,2…N−1)とした場合、出力データy[n]は入
力データx[n]とタップ係数h[m]のたたみ込み、
即ち、次の〔数1〕式により求められる。
【0003】
【数1】 したがって、一つの出力データ(出力値)y[n]を求
めるためには、図3に示す回路構成によって、前記〔数
1〕式に基づく演算処理を忠実に実行する必要があっ
た。次に、図3に示すFIRディジタルフィルタ50に
ついて具体的に説明する。
【0004】まず、入力データx[n]は第一アドレス
発生器52からの書込アドレスAwによってRAM51
に書き込まれる。この場合、書込アドレスAwは、00
00H…FFFFH,0000H…FFFFHのようにサイ
クリックに生成され、その数は最低タップ数だけ必要に
なる。なお、入力データx[n]を一旦RAM51に書
き込む理由は、データ処理の実行をハードウェア化する
際、タップ係数列の数が多くなるに従って回路規模も大
きくなり、パイプライン処理が困難になるためである。
【0005】一方、RAM51に記憶された入力データ
x[n]は、第一アドレス発生器52からの読出アドレ
スAorによって、書き込まれた順番に読み出され、乗
算機能部53に付与される。この場合、タップ係数の数
が、例えば、256であれば、読出アドレスAorは、
0000H…00FFH,0001H…0100H,000
H…0101H,0003H…0102Hのように順番に
生成される。
【0006】他方、タップ係数h[m]は予めROM5
4に格納されており、第二アドレス発生器55からの読
出アドレスAofにより順次読み出されるとともに、乗
算機能部53に付与される。そして、乗算機能部53で
はタップ係数と入力データの乗算、即ち、h[m]・x
[n−m]の乗算処理が実行される。また、得られた乗
算結果は加算機能部56に付与され、乗算結果の総和、
即ち、前記〔数1〕式が求められる。
【0007】なお、57は前記〔数1〕式のΣ記号によ
る総和、即ち、出力データ(出力値)y[n]が得られ
る毎に加算機能部56を初期化するセレクタ、58は加
算機能部56から得た加算結果を必要なビット数に丸め
る四捨五入機能部、59は各ブロックにタイミング信号
を付与するタイミング信号発生器である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、FIRディ
ジタルフィルタは直線位相特性(固定遅延特性)をもた
せることが容易なため、位相の保持を必要とするデータ
に対するフィルタリングに利用されることも多いが、急
峻な遮断特性や阻止帯域で大きな減衰量を要求した場合
には、多数のタップ数(タップ係数)が必要となるた
め、これに伴って演算量が増加し、さらに、演算処理時
間も増加する。
【0009】しかし、上述した従来のFIRディジタル
フィルタ50は、一つの出力データ(出力値)y[n]
を求めるに当たり、前記〔数1〕式に基づく演算処理を
忠実に実行するため、N回の乗算処理とN−1回の加算
処理が必要となり、結局、演算処理時間の増大を招くと
ともに、演算処理の高速化を実現できない問題があっ
た。
【0010】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、演算処理の高速化を実現す
るとともに、メモリの小容量化によるコスト低減を図れ
るFIRディジタルフィルタの提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は入力データx
[n]に対してタップ係数h[m]を乗算し、かつ加算
することによりフィルタリングした出力データy[n]
を得るFIRディジタルフィルタ1を構成するに際し
て、特に、入力データx[n]を記憶するメモリ2と、
メモリ2から同一値のタップ係数h[m]単位で各タッ
プ係数h[m]に対応する入力データx[n]を読み出
す読出機能部3と、読み出した入力データx[n]を同
一値のタップ係数h[m]単位で加算して部分和を求め
る第一加算機能部4と、部分和に対して予め設定した対
応するタップ係数h[m]を乗算して部分積を求める乗
算機能部5と、得られた各部分積を加算する第二加算機
能部6により構成してなることを特徴とする。この場
合、複数のタップ係数h[m]は一つのタップ係数hi
に近似させて用いることができる。
【0012】
【作用】次に、本発明に係るFIRディジタルフィルタ
1の作用について説明する。
【0013】まず、タップ係数(フィルタ係数)h
[m]とはディジタルフィルタのインパルス応答を表す
ものである。したがって、前記〔数1〕式におけるタッ
プ係数h[m]に複数の同一値が含まれ、相違値がhi
(i=1,2…M)のM個であるとき、分配法則によ
り、前記〔数1〕式は次の〔数2〕式に書き替えること
ができる。
【0014】
【数2】 これにより、乗算回数は前記〔数1〕式に基づく場合の
N回に比べ、M(M<N)回に減少させることができ
る。なお、例えば、h1=0であれば、〔数2〕式にお
ける下記〔数3〕の部分は演算の必要がないため、0と
なるタップ係数の数だけ加算回数も減少させることがで
きる。なお、当該〔数3〕はh[m]=h1となるmに
対するx[n−m]の総和を意味する。
【0015】
【数3】 このような原理に基づく本発明に係るFIRディジタル
フィルタ1によれば、まず、入力データx[n]は一旦
メモリ2に記憶される。一方、メモリ2からは読出機能
部3により同一値のタップ係数h[m]単位で各タップ
係数h[m]に対応する入力データx[n]が読み出さ
れる。この場合、入力データx[n]の読み出しは従来
のような一定の順番ではなく、同一値のタップ係数h
[m]単位で各タップ係数h[m]に対応する入力デー
タx[n]のみが選択されて読み出される。そして、読
み出さた入力データx[n]は、第一加算機能部4によ
り同一値のタップ係数h[m]単位で加算され、部分和
が求められるとともに、得られた部分和は乗算機能部5
に付与される。一方、タップ係数h[m]は予めM個の
相違値(hi)のみがROM等に格納されているため、
当該部分和に対応するタップ係数hiがROM等から読
み出され、乗算機能部5に付与される。よって、乗算機
能部5により当該部分和と対応するタップ係数hiが乗
算され、部分積が求められるとともに、得られた各部分
積は第二加算機能部6によって加算され、前記〔数2〕
式が求められる。
【0016】一方、ある区間において所定値を持つタッ
プ係数は複数存在するため、当該区間における複数のタ
ップ係数h[m]を、その区間における一つの代表値に
より近似すれば、相違値をとるタップ係数hiの数(M
の値)はさらに減少し、たたみ込み演算における乗算回
数もさらに減少させることができる。
【0017】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
【0018】まず、本発明に係るFIRディジタルフィ
ルタの構成について、図1を参照して説明する。
【0019】図1中、1はFIRディジタルフィルタで
あり、入力データx[n]の入力部11と出力データy
[n]の出力部12を備える。ディジタルフィルタ1に
おいて、2rはメモリ2を構成するRAMであり、入力
部11から入力する入力データx[n]を記憶する。ま
た、13は第一アドレス発生器であり、RAM2rに入
力データx[n]を書き込む際の書込アドレスAwを生
成するとともに、RAM2rから同一値のタップ係数h
[m]単位で各タップ係数h[m]に対応する入力デー
タx[n]を読み出すための読出アドレスArを生成す
る。なお、第一アドレス発生器13は前記読出機能部3
を構成する。
【0020】一方、4は第一加算機能部であり、同一値
のタップ係数h[m]単位でh各タップ係数h[m]
(hi)に対応して読み出した入力データx[n]を加
算し、部分和、即ち、前記〔数3〕(h[m]=h1
場合)を求める。また、5は乗算機能部であり、部分和
に対して対応するタップ係数h[m](hi)を乗算し
て部分積、即ち、下記〔数4〕(h[m]=h1の場
合)を求める。
【0021】
【数4】 なお、14は前記〔数3〕が求められる毎に、第一加算
機能部4を初期化するセレクタである。
【0022】他方、15はROMであり予め設定された
タップ係数hiが格納されている。この場合、格納する
タップ係数hiは複数のタップ係数h[m]を一つに近
似したタップ係数である。即ち、ある区間において所定
値を持つタップ係数は複数存在するため、当該区間にお
ける複数のタップ係数h[m]を、その区間における一
つの代表値により近似したものである。これにより、相
違値をとるタップ係数h[m]の数を減少させることが
できるとともに、たたみ込み演算における乗算回数を減
少させることができ、ROM15の小容量化が可能とな
る。
【0023】また、16は第二アドレス発生器であり、
ROM15から目的のタップ係数hiを読み出すための
読出アドレスAfを生成する。一方、6は第二加算機能
部であり、乗算機能部5から得られた各部分積を加算、
即ち、前記〔数4〕の総和となる〔数2〕式を求める。
なお、17は前記〔数2〕式におけるy[n]が求めら
れる毎に、第二加算機能部6を初期化するセレクタであ
る。
【0024】その他、18は第二加算機能部6から得た
加算結果を必要なビット数に丸める四捨五入機能部、1
9は各ブロックにタイミング信号を付与するタイミング
信号発生器である。また、各ブロックにおける機能はハ
ードウェア、ソフトウェアのいずれによっても実現でき
る。
【0025】次に、本発明に係るFIRディジタルフィ
ルタ1の機能について、図1を参照して説明する。
【0026】まず、入力データx[n]は第一アドレス
発生器13からの書込アドレスAwによってRAM2r
に書き込まれる。この場合、書込アドレスAwは、従来
と同様、0000H…FFFFH,0000H…FFFFH
のようにサイクリックに生成され、また、書込アドレス
Awの数は最低タップ数だけ必要になる。
【0027】一方、RAM2rに記憶された入力データ
x[n]は、第一アドレス発生器13からの読出アドレ
スArによって読み出され、第一加算機能部4に付与さ
れる。この場合、タップ係数がhi(i=1,2…M)
とすれば、読出アドレスArはタップ係数単位で読み出
しを行う。即ち、タップ係数h1が乗じられる入力デー
タx[n]をRAM2rから選択的に読み出すととも
に、順次、各タップ係数h2…が乗じられる入力データ
x[n]をRAM2rから選択的に読み出す。
【0028】そして、読み出さた入力データx[n]
は、第一加算機能部4により各タップ係数h1,h2…単
位で加算され、部分和(前記〔数3〕)が求められると
ともに、得られた部分和は乗算機能部5に付与される。
この際、セレクタ14により、当該〔数3〕が求められ
る毎に、第一加算機能部4が初期化される。
【0029】一方、タップ係数hiは予めROM15に
格納されている。したがって、第一加算機能部4から得
る部分和に対応するタップ係数hiは、第二アドレス発
生器16からの読出アドレスAfによりROM15から
読み出され、乗算機能部5に付与される。
【0030】よって、乗算機能部5により当該部分和と
対応するタップ係数hiが乗算され、前記〔数4〕の部
分積が求められるとともに、得られた各部分積は第二加
算機能部6によって加算され、〔数4〕の総和となる
〔数2〕式が求められる。
【0031】なお、一例として、タップ数が301の場
合、近似により30の相違値まで圧縮できる。また、こ
れにより、乗算回数は29回、加算回数は117回とな
る。図2はこのような条件による本発明に係るFIRデ
ィジタルフィルタ1のフィルタ特性Pnと従来における
FIRディジタルフィルタ50(図3)のフィルタ特性
Poを対比して示す。図2から明らかなように、本発明
に係るFIRディジタルフィルタ1によれば、従来のデ
ィジタルフィルタ50に対して乗算回数及び加算回数を
大幅に減少させても、十分なフィルタ特性が得られる。
特に、タップ係数の近似は遮断特性にはほとんど影響を
与えないため、急峻な遮断特性を得るべくタップ数を増
大させる場合であっても、少ない演算量で高速処理が可
能となり極めて有効である。
【0032】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、複数のタップ係数は一つのタップ係数に近似さ
せて用いたが、必ずしも近似しなくてもよい。その他、
細部の構成において本発明の要旨を逸脱しない範囲で任
意に変更できる。
【0033】
【発明の効果】このように、本発明に係るFIRディジ
タルフィルタは、入力データを記憶するメモリと、メモ
リから同一値のタップ係数単位で各タップ係数に対応す
る入力データを読み出す読出機能部と、読み出した入力
データを同一値のタップ係数単位で加算して部分和を求
める第一加算機能部と、部分和に対して予め設定した対
応するタップ係数を乗算して部分積を求める乗算機能部
と、得られた各部分積を加算する第二加算機能部を備え
てなるため、乗算処理回数及び加算処理回数を大幅に減
少させることができ、演算処理の高速化を実現できると
ともに、メモリ(ROM)の小容量化によるコスト低減
を図れるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るFIRディジタルフィルタのブロ
ック回路図、
【図2】同FIRディジタルフィルタの周波数対振幅応
答図、
【図3】従来の技術に係るFIRディジタルフィルタの
ブロック回路図、
【符号の説明】
1 FIRディジタルフィルタ 2 メモリ 3 読出機能部 4 第一加算機能部 5 乗算機能部 6 第二加算機能部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力データに対してタップ係数を乗算
    し、かつ加算することによりフィルタリングした出力デ
    ータを得るFIRディジタルフィルタにおいて、入力デ
    ータを記憶するメモリと、メモリから同一値のタップ係
    数単位で各タップ係数に対応する入力データを読み出す
    読出機能部と、読み出した入力データを同一値のタップ
    係数単位で加算して部分和を求める第一加算機能部と、
    部分和に対して予め設定した対応するタップ係数を乗算
    して部分積を求める乗算機能部と、得られた各部分積を
    加算する第二加算機能部を備えてなることを特徴とする
    FIRディジタルフィルタ。
  2. 【請求項2】 複数のタップ係数を一つのタップ係数に
    近似させて用いることを特徴とする請求項1記載のFI
    Rディジタルフィルタ。
JP26541892A 1992-09-07 1992-09-07 Firディジタルフィルタ Pending JPH0690137A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26541892A JPH0690137A (ja) 1992-09-07 1992-09-07 Firディジタルフィルタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26541892A JPH0690137A (ja) 1992-09-07 1992-09-07 Firディジタルフィルタ

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JPH0690137A true JPH0690137A (ja) 1994-03-29

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JP (1) JPH0690137A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100657008B1 (ko) * 2004-12-07 2006-12-14 한국전자통신연구원 Ds-cdma uwb 모뎀 송신기에서의 fir 필터장치 및 그 제어 방법
CN100502240C (zh) 2006-03-20 2009-06-17 华为技术有限公司 一种有限脉冲响应fir滤波器
US8271567B2 (en) 2007-09-26 2012-09-18 Intersil Americas Inc. Methods and systems for compression, storage, and generation of digital filter coefficients

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