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KR100247957B1 - Iir filter using serial-parallel multiplier - Google Patents

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KR100247957B1
KR100247957B1 KR1019970024668A KR19970024668A KR100247957B1 KR 100247957 B1 KR100247957 B1 KR 100247957B1 KR 1019970024668 A KR1019970024668 A KR 1019970024668A KR 19970024668 A KR19970024668 A KR 19970024668A KR 100247957 B1 KR100247957 B1 KR 100247957B1
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Abstract

직렬 곱셈기보다 빠르고 병렬 곱셈기보다 크기가 작은 직병렬 곱셈기를 이용하여 전체 하드웨어의 크기를 줄일 수 있는 직병렬 곱셈기를 이용한 IIR 필터가 제공된다. 본 발명에 의한 직병렬 곱셈기를 이용한 IIR 필터는 입력과 중간 출력 및 최종 출력을 입력하여 현재 입력, 소정 클럭전의 입력들, 중간 출력, 소정 클럭전의 중간 출력들, 최종 출력, 소정 클럭전의 최종 출력들을 출력하는 레지스터 어레이와, 상기 레지스터 어레이의 출력중 하나를 선택하여 출력하는 제 1 멀티플렉서와, 입력되는 복수의 필터 계수중 하나를 선택하여 출력하는 제 2 멀티플렉서와, 상기 제 1 멀티플렉서의 출력을 입력하여 직렬로 출력하는 제 1 쉬프트 레지스터와, 상기 제 1 쉬프트 레지스터의 출력과 상기 제 2 멀티플렉서의 출력을 승산하여 상위 비트를 병렬로 출력하고 하위 비트는 직렬로 출력하는 직병렬 곱셈기와, 상기 직병렬 곱셈기에서 직렬로 출력되는 하위 비트 출력을 입력하여 병렬로 출력하는 제 2 쉬프트 레지스터 및 상기 직병렬 곱셈기에서 병렬로 출력되는 상위 비트 출력과 상기 제 2 쉬프트 레지스터에서 병렬로 출력되는 하위비트 출력을 누산하여 상기 최종 출력과 상기 중간 출력을 출력하는 누산기를 포함하여 이점이 있다.An IIR filter is provided that uses a serial / parallel multiplier that can reduce the size of the entire hardware by using a parallel / multiplier that is faster than a serial multiplier and smaller than a parallel multiplier. The IIR filter using the serial-to-parallel multiplier according to the present invention inputs an input, an intermediate output, and a final output to output current inputs, inputs before a predetermined clock, intermediate outputs, intermediate outputs before a predetermined clock, final outputs, and final outputs before a predetermined clock. A register array for outputting, a first multiplexer for selecting and outputting one of the outputs of the register array, a second multiplexer for selecting and outputting one of a plurality of input filter coefficients, and an output of the first multiplexer; A serial-to-parallel multiplier for outputting an upper bit in parallel and outputting a lower bit in series by multiplying a first shift register to be output in series, an output of the first shift register, and an output of the second multiplexer; Second shift register and phase for outputting in parallel by inputting the lower bit output serially output from There is an advantage in accumulating a lower-bit output that is output in parallel from the serial-parallel multiplier and outputting the upper bits and the second shift register to be output in parallel by comprising an accumulator which outputs the final output and the intermediate output.

Description

직병렬 곱셈기를 이용한 IIR 필터IIR Filter Using Serial Parallel Multiplier

본 발명은 디지털 필터에 관한 것으로, 특히 직병렬 곱셈기를 이용하여 하드웨어의 크기를 줄일 수 있는 직병렬 곱셈기를 이용한 IIR 필터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to digital filters, and more particularly, to an IIR filter using a serial / parallel multiplier that can reduce the size of hardware using a serial / multiple multiplier.

도 1에 2차 필터를 직렬로 구성한 4차 IIR(infinite impulse response) 필터를 도시하였다. 도 1의 4차 IIR 필터는 제 1 필터(10)와 제 2 필터(12)가 직렬로 접속되어 4차 IIF 필터로서 동작한다.FIG. 1 shows a fourth-order infinite impulse response (IRR) filter in which a second-order filter is configured in series. In the fourth-order IIR filter of FIG. 1, the first filter 10 and the second filter 12 are connected in series to operate as a fourth-order IIF filter.

일반적으로 디지털 필터는 수식 1과 같이 N차 차분 방정식으로 표시된다.In general, a digital filter is represented by an N-order difference equation as in Equation 1.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

상기와 같이 출력 y(n)은 현재 및 과거의 입력과, 과거의 출력과의 선형 결합에 의해 결정되며, 계수 ak와 bk가 디지털 필터의 특성을 지배한다. 따라서, 2차 디지털 필터인 경우, 수식 1은 수식 2와 같이 된다.As described above, the output y (n) is determined by the linear combination of the present and past inputs with the past outputs, and the coefficients a k and b k dominate the characteristics of the digital filter. Therefore, in the case of the second-order digital filter, Equation 1 is equal to Equation 2.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

따라서, 도 1의 제 1 필터(10) 및 제 2 필터(12)는 도 2와 같이 가산기(20), 4개의 지연소자(21, 22, 23, 24) 및 5개의 계수 곱셈기(25, 26, 27, 28)로 구성할 수 있으며, 이것을 이용하면 도 1의 4차 IIR 필터를 도 3과 같이 가산기(30, 31), 지연소자(32, 33, 34, 35, 36, 37) 및 계수 곱셈기(38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47)로 구성할 수 있다.Accordingly, the first filter 10 and the second filter 12 of FIG. 1 may include an adder 20, four delay elements 21, 22, 23, 24, and five coefficient multipliers 25 and 26, as shown in FIG. , 27, 28), and using this, the fourth-order IIR filter of FIG. 1 can be added to the adder 30, 31, delay elements 32, 33, 34, 35, 36, 37, and coefficients as shown in FIG. The multipliers 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 can be configured.

도 3의 구성을 기초로 한 종래의 병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터를 도 4에 도시하였다. 도 3에 도시된 병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터는, 중간 출력(y1(n))과 입력(x(n)) 및 최종 출력(y(n))을 입력하여 현재 입력(x(n)), 1클럭전의 입력(x1), 2클럭전의 입력(x2), 중간 출력(y1(n)), 1클럭전의 중간 출력(y1_1), 2클럭 전의 중간 출력(y2_1), 최종 출력(y(n)), 1클럭전의 최종 출력(y1_1)출력, 2클럭전의 최종 출력(y2_2)을 출력하는 레지스터 어레이(50)와, 레지스터 어레이(50)의 출력중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제 1 멀티플렉서(52)와, 필터 계수(a0_1, a1_1, a2_1, b1_1, b2_1, a0_2, a1_2, a2_2, b1_2, b2_2)를 입력하여 그 중 하나를 선택하여 출력하는 제 2 멀티플렉서(54)와, 제 1 멀티플렉서(52)와 제 2 멀티플렉서(54)의 출력을 입력하여 각각 승산하기 위한 병렬 곱셈기(56)와, 병렬 곱셈기(56)의 출력을 입력하여 누산함으로써 최종 출력(y(n))과 중간 출력(y1(n))을 출력하는 누산기(58)를 구비하고 있다. 여기서 누산기(58)에서 출력되는 최종 출력(y(n))과 중간 출력(y1(n))은 다시 레지스터 어레이(50)로 입력된다.4 shows a fourth-order IIR filter using a conventional parallel multiplier based on the configuration of FIG. 3. The fourth-order IIR filter using the parallel multiplier shown in FIG. 3 inputs the intermediate output y 1 (n) and the input x (n) and the final output y (n) to the current input (x (n). )), The input of one clock (x 1 ), the input of two clocks (x 2 ), the intermediate output (y 1 (n)), the intermediate output of one clock (y 1_1 ), the intermediate output of two clocks before (y 2_1 ) Any one of a register array 50 for outputting a final output y (n), a final output y 1_1 of one clock, a final output y 2_2 of two clocks, and an output of the register array 50 Selects and outputs the first multiplexer 52 and the filter coefficients (a 0_1 , a 1_1 , a 2_1 , b 1_1 , b 2_1 , a 0_2 , a 1_2 , a 2_2 , b 1_2 , b 2_2 ) The second multiplexer 54 which selects and outputs one of the outputs, the parallel multiplier 56 for inputting and multiplying the outputs of the first multiplexer 52 and the second multiplexer 54, and the parallel multiplier 56 Input is accumulated by accumulating output and intermediate output (y (n)) The accumulator 58 which outputs the force y 1 (n) is provided. Here, the final output y (n) and the intermediate output y 1 (n) output from the accumulator 58 are input to the register array 50 again.

상기와 같이 구성된 종래의 병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터는 하나의 곱셈기로 필터 기능을 구현하기 위하여 제 1, 제 2 멀티플렉서(52, 54)를 사용하여 시간을 나누어 각각의 곱셈을 실행하며, 제 1, 제 2 멀티플렉서(52, 54)에서 각각 출력되는 N비트의 데이터를 병렬 곱셈기(56)를 사용하여 병렬 곱셈한 후,누산기(58)에서 누산하여 최종 출력(y(n))을 출력한다.The fourth-order IIR filter using the conventional parallel multiplier configured as described above performs multiplication by dividing time by using the first and second multiplexers 52 and 54 to implement a filter function with one multiplier. N-bit data output from the first and second multiplexers 52 and 54 are respectively multiplied in parallel using the parallel multiplier 56, and then accumulated in the accumulator 58 to output a final output y (n). .

하지만, 상기와 같은 종래의 병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터는 병렬 곱셈기를 사용하므로 동작 속도는 매우 빠르지만, 하드웨어의 크기가 커지므로 집적화에는 불리한 문제점이 있다.However, since the fourth-order IIR filter using the conventional parallel multiplier as described above uses a parallel multiplier, the operation speed is very fast, but the size of the hardware increases, which is disadvantageous in integration.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 직렬 곱셈기보다 빠르고 병렬 곱셈기보다 크기가 작은 직병렬 곱셈기를 이용하여 전체 하드웨어의 크기를 줄일 수 있는 직병렬 곱셈기를 이용한 IIR 필터를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an IIR filter using a serial / parallel multiplier that can reduce the size of the entire hardware by using a serial / multiplier that is faster than a serial multiplier and smaller in size than a parallel multiplier.

도 1은 2차 필터로 구성된 일반적인 4차 IIR 필터를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a typical fourth-order IIR filter composed of secondary filters.

도 2는 2차 IIR 필터의 상세도이다.2 is a detailed view of a second order IIR filter.

도 3은 도 1에 도시된 4차 IIR 필터의 상세도이다.3 is a detailed view of the fourth-order IIR filter shown in FIG. 1.

도 4는 종래의 병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터의 블록도이다.4 is a block diagram of a fourth-order IIR filter using a conventional parallel multiplier.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 직병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터의 블록도이다.5 is a block diagram of a fourth-order IIR filter using a series-parallel multiplier according to an embodiment of the present invention.

도 6은 4비트 직병렬 곱셈기를 도시한 도면이다.6 shows a 4-bit serial-to-parallel multiplier.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

60...레지스터 어레이, 62...제 1 멀티플렉서,60 ... register array, 62 ... first multiplexer,

64...제 2 멀티플렉서, 66...제 1 쉬프트 레지스터,64 ... second multiplexer, 66 ... first shift register,

68...직병렬 곱셈기, 70...제 2 쉬프트 레지스터,68 ... parallel multiplier, 70 ... second shift register,

72...누산기.72 ... accumulator.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 직병렬 곱셈기를 이용한 IIR 필터는,In order to achieve the above object, the IIR filter using a serial-to-parallel multiplier according to the present invention,

입력과 중간 출력 및 최종 출력을 입력하여 현재 입력, 소정 클럭전의 입력들, 중간 출력, 소정 클럭전의 중간 출력들, 최종 출력, 소정 클럭전의 최종 출력들을 출력하는 레지스터 어레이;A register array configured to input an input, an intermediate output, and a final output to output a current input, inputs before a predetermined clock, intermediate outputs, intermediate outputs before a predetermined clock, final output, and final outputs before a predetermined clock;

상기 레지스터 어레이의 출력중 하나를 선택하여 출력하는 제 1 멀티플렉서;A first multiplexer for selecting and outputting one of the outputs of the register array;

입력되는 복수의 필터 계수중 하나를 선택하여 출력하는 제 2 멀티플렉서;A second multiplexer which selects and outputs one of a plurality of input filter coefficients;

상기 제 1 멀티플렉서의 출력을 입력하여 직렬로 출력하는 제 1 쉬프트 레지스터;A first shift register configured to input an output of the first multiplexer and output in series;

상기 제 1 쉬프트 레지스터의 출력과 상기 제 2 멀티플렉서의 출력을 승산하여 상위 비트를 병렬로 출력하고 하위 비트는 직렬로 출력하는 직병렬 곱셈기;A serial / multiplier for outputting the upper bits in parallel and outputting the lower bits in series by multiplying the output of the first shift register with the output of the second multiplexer;

상기 직병렬 곱셈기에서 직렬로 출력되는 하위 비트 출력을 입력하여 병렬로 출력하는 제 2 쉬프트 레지스터; 및A second shift register configured to input a lower bit output serially output from the serial / multiplier and output in parallel; And

상기 직병렬 곱셈기에서 병렬로 출력되는 상위 비트 출력과 상기 제 2 쉬프트 레지스터에서 병렬로 출력되는 하위비트 출력을 누산하여 상기 최종 출력과 상기 중간 출력을 출력하는 누산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.And an accumulator configured to accumulate an upper bit output output in parallel from the serial / parallel multiplier and a lower bit output output in parallel from the second shift register and output the final output and the intermediate output.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 직병렬 곱셈기를 이용한 IIR 필터의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of an IIR filter using a series-parallel multiplier according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5에 본 발명의 실시예에 의한 직병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터의 블록도를 도시하였다.5 is a block diagram of a fourth-order IIR filter using a series-parallel multiplier according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 직병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터는 도 3의 2차 IIR 필터를 직렬로 연결한 4차 IIR 필터를 직병렬 곱셈기를 이용하여 구현한 것으로서, 입력 데이터와 계수는 각각 N비트인 것으로 가정한다.The fourth-order IIR filter using the serial-to-parallel multiplier shown in FIG. 5 implements a fourth-order IIR filter in which a second-order IIR filter of FIG. Assume that

도 5의 직병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터는, 입력(x(n))과 중간 출력(y1(n)) 및 최종 출력(y(n))을 입력하여 현재 입력(x(n)), 1클럭 및 2클럭전의 입력들(x1, x2), 중간 출력(y1(n)), 1클럭 및 2클럭전의 중간 출력들(y1_1, y2_1), 최종 출력(y(n)), 1클럭 및 2클럭전의 최종 출력들(y1_2, y2_2)을 출력하는 레지스터 어레이(60)와, 레지스터 어레이(60)의 출력중 하나를 선택하여 출력하는 제 1 멀티플렉서(62)와, 입력되는 복수의 필터 계수(a0_1, a1_1, a2_1, b1_1, b2_1, a0_2, a1_2, a2_2, b1_2, b2_2) 중 하나를 선택하여 출력하는 제 2 멀티플렉서(64)와, 제 1 멀티플렉서(62)의 출력을 입력하여 직렬로 출력하는 제 1 쉬프트 레지스터(66)와, 제 1 쉬프트 레지스터(66)의 출력과 제 2 멀티플렉서(64)의 출력을 승산하여 상위 비트를 병렬로 출력하고 하위 비트는 직렬로 출력하는 직병렬 곱셈기(68)와, 직병렬 곱셈기(68)에서 직렬로 출력되는 하위 비트 출력을 입력하여 병렬로 출력하는 제 2 쉬프트 레지스터(70) 및 직병렬 곱셈기(68)에서 병렬로 출력되는 상위 비트 출력과 제 2 쉬프트 레지스터(70)에서 병렬로 출력되는 하위비트 출력을 입력하여 누산함으로써 최종 출력(y(n))과 중간 출력(y1(n))을 출력하는 누산기를 구비하고 있다. 여기서 누산기(72)에서 출력되는 최종 출력(y(n))과 중간 출력(y1(n))은 다시 레지스터 어레이(60)로 입력된다.In the fourth-order IIR filter using the series-parallel multiplier of FIG. 5, the input (x (n)), the intermediate output (y 1 (n)), and the final output (y (n)) are inputted to the current input (x (n)). ), Inputs 1 and 2 clocks (x 1 , x 2 ), intermediate outputs y 1 (n), intermediate outputs (y 1_1 and y 2_1 ), 1 and 2 clocks, and final output (y ( n)), a register array 60 that outputs the final outputs y 1_2 and y 2_2 of one clock and two clocks, and a first multiplexer 62 that selects and outputs one of the outputs of the register array 60. And a second multiplexer for selecting and outputting one of a plurality of input filter coefficients (a 0_1 , a 1_1 , a 2_1 , b 1_1 , b 2_1 , a 0_2 , a 1_2 , a 2_2 , b 1_2 , b 2_2 ) 64, the first shift register 66 for inputting and outputting the output of the first multiplexer 62, the output of the first shift register 66, and the output of the second multiplexer 64 to multiply. Output bits in parallel and lower bits in serial Is an upper parallel output from the parallel shift multiplier 68 and the second shift register 70 and the parallel parallel multiplier 68 to input and output the lower bit output serially output from the serial parallel multiplier 68 and in parallel An accumulator for outputting the final output y (n) and the intermediate output y 1 (n) by inputting and accumulating the bit output and the lower bit output output in parallel from the second shift register 70 is provided. Here, the final output y (n) and the intermediate output y 1 (n) output from the accumulator 72 are input to the register array 60 again.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 직병렬 곱셈기를 이용한 4차 IIR 필터는, 하나의 직병렬 곱셈기로 필터 기능을 구현하기 위하여 제 1, 제 2 멀티플렉서(62, 64)를 사용하여 시간을 나누어 입출력 데이터와 계수의 곱셈을 실행하며, 제 1 멀티플렉서(62)에서 출력되는 N비트 데이터는 제 1 쉬프트 레지스터(66)로 입력되고 제 1 쉬프트 레지스터(66)는 직병렬 곱셈기(68)로 상기 N비트 데이터를 한 비트씩 직렬로 출력한다. 또한, 제 2 멀티플렉서(64)에서 출력되는 N비트의 계수 데이터는 직병렬 곱셈기(68)로 입력되어 직병렬 곱셈기(68)에서는 직렬로 입력되는 데이터와 병렬로 입력되는 데이터를 승산하여 승산된 결과의 상위 비트를 누산기(72)로 출력하고, 승산 결과의 하위 비트는 직렬로 한 비트씩 제 2 쉬프트 레지스터(70)로 출력한다. 제 2 쉬프트 레지스터(70)는 직렬로 입력되는 승산 결과의 하위 비트를 병렬로 출력한다. 누산기(72)는 승산 결과의 상위비트 및 하위 비트를 입력하여 계속 누산함으로써 최종 출력(y(n))과 중간 출력(y1(n))을 출력한다.The fourth-order IIR filter using the serial-to-parallel multiplier according to the embodiment of the present invention configured as described above uses a first and second multiplexers 62 and 64 to implement a filter function with one serial-to-parallel multiplier. The input / output data and the coefficients are multiplied, and the N-bit data output from the first multiplexer 62 is input to the first shift register 66 and the first shift register 66 is connected to the serial / multiplier 68. Outputs N bit data serially one bit at a time. In addition, the N-bit coefficient data output from the second multiplexer 64 is input to the serial-parallel multiplier 68, and the serial-multiplier 68 multiplies the data input in parallel with the data input in series and multiplies the result. The upper bits of are output to the accumulator 72, and the lower bits of the multiplication result are output to the second shift register 70 by one bit in series. The second shift register 70 outputs the lower bits of the multiplication result input in series in parallel. The accumulator 72 outputs the final output y (n) and the intermediate output y 1 (n) by continuously accumulating by inputting the upper and lower bits of the multiplication result.

여기서 도 3을 참조하면, 직병렬 곱셈기(68)의 상위 비트 출력과 제 2 쉬프트 레지스터(70)의 하위 비트 출력을 누산기(72)에서 5번씩 더하면 최종 출력(y(n))과 중간 출력(y1(n))이 만들짐을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, when the upper bit output of the serial and multiplier 68 and the lower bit output of the second shift register 70 are added five times in the accumulator 72, the final output y (n) and the intermediate output ( It can be seen that y 1 (n)) is made.

도 3에 도시된 바와 같이 x1과 x2는 1클럭 및 2클럭전의 입력(x(n))이고, y1_1과 y2_1는 1클럭 및 2클럭전의 중간 출력(y1(n))이며 y1_2과 y2_2는 1클럭 및 2클럭전의 최종 출력(y(n))이다. 따라서 누산기(72)에서는 최종 출력(y(n))과 중간 출력(y1(n))만 만들어 주면 됨을 알 수 있다. 한편, 누산기(72)의 출력인 최종 출력(y(n))과 중간 출력(y1(n))은 레지스터 어레이(60)로 인가된다. 레지스터 어레이(60)는 최종 출력(y(n))과 중간 출력(y1(n)) 및 입력(x(n))을 입력하여 1클럭 및 2클럭전의 최종 출력들(y1_2, y2_2), 1클럭 및 2클럭전의 중간 출력들(y1_1, y2_1) 및 1클럭 및 2클럭전의 입력(x1, x2)을 출력한다.As shown in Fig. 3, x 1 and x 2 are inputs of one and two clocks (x (n)), and y 1_1 and y 2_1 are intermediate outputs of one and two clocks (y 1 (n)). y 1_2 and y 2_2 are the final output y (n) of one clock and two clocks. Therefore, it can be seen that the accumulator 72 only needs to make the final output y (n) and the intermediate output y 1 (n). On the other hand, the final output y (n) and the intermediate output y 1 (n) which are the outputs of the accumulator 72 are applied to the register array 60. The register array 60 inputs the final output (y (n)) and the intermediate output (y 1 (n)) and the input (x (n)) so that the final outputs of one clock and two clocks (y 1_2 , y 2_2). ), The middle outputs (y 1_1 , y 2_1 ) of one clock and two clocks, and the inputs (x 1 , x 2 ) of one and two clocks.

한편, 도 6에 4비트 직병렬 곱셈기를 도시하였다. 도 6의 4비트 직병렬 곱셈기는, 낸드게이트(80), 3개의 앤드게이트(81, 82, 83), 낸드게이트(80), 4개의 익스클루시브 오어 게이트(84, 85, 86, 87), 6개의 래치(88, 89, 90, 91, 92, 93), 6개의 가산기(94, 95, 96, 97, 98, 99) 및 인버터(100)를 구비하며, 가산기(96)에서는 승산된 결과의 하위비트가 직렬로 출력되며, 인버터(100), 가산기(97, 98, 99)에서는 승산된 결과의 상위 비트가 병렬로 출력된다.Meanwhile, FIG. 6 shows a 4-bit serial-to-parallel multiplier. The four-bit serial-and-parallel multiplier of FIG. 6 includes a NAND gate 80, three AND gates 81, 82, 83, NAND gate 80, and four exclusive or gates 84, 85, 86, 87. , Six latches 88, 89, 90, 91, 92, 93, six adders 94, 95, 96, 97, 98, 99, and inverter 100, which are multiplied by adder 96. The lower bits of the result are output in series, and the upper bits of the multiplied result are output in parallel in the inverter 100 and the adders 97, 98, and 99.

도 6의 4비트 직병렬 곱셈기는 Baugh-Wooley의 알고리즘을 이용한 것으로 4비트 2의 보수인 데이터의 곱셈에 상기 알고리즘을 적용하면 수식 3과 같다.The 4-bit serial-to-parallel multiplier of FIG. 6 uses Baugh-Wooley's algorithm, which is equal to Equation 3 when the algorithm is applied to multiplication of 4-bit 2's complement data.

하기 수식 3에서 위 세열은 하나의 낸드게이트와 세 개의 앤드게이트로 구성할 수 있고, 네 번째 열은 하나의 앤드게이트와 세 개의 낸드게이트로 구성할 수 있다. 따라서 도 6에 도시된 직병렬 곱셈기와 같이 제어신호(QS)를 조절하여 제어신호(QS)가 0이면 하나의 낸드게이트와 세 개의 앤드게이트로 동작하고, 제어신호(QS)가 1이면 하나의 앤드게이트와 세 개의 낸드게이트로 동작되도록 할 수 있다.In Equation 3 below, the above three columns may include one NAND gate and three AND gates, and the fourth column may include one AND gate and three NAND gates. Therefore, as shown in FIG. 6, the control signal QS is adjusted to operate as one NAND gate and three AND gates when the control signal QS is 0, and when the control signal QS is 1, the control signal QS is adjusted. It can be operated with an AND gate and three NAND gates.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

상위 4 비트 하위 4 비트Upper 4 bits lower 4 bits

도 6에서 래치(91, 92, 93)는 각각 가산기(94, 95, 96)의 캐리를 저장하기 위한 것이고, 인버터(100), 가산기(97, 98, 99)에서는 상위 4비트인 P7 P6 P5 P4가 출력되며 가산기(96)에서는 하위 4비트 P0 P1 P2 P3가 한 비트씩 차례로 출력된다.In Fig. 6, the latches 91, 92 and 93 are for storing carry of the adders 94, 95 and 96, respectively, and P7 P6 P5 which is the upper 4 bits in the inverter 100 and the adders 97, 98 and 99. P4 is output, and the adder 96 outputs the lower four bits P0 P1 P2 P3 one by one.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 직병렬 곱셈기를 이용한 IIR 필터는 직렬 곱셈기보다 빠르고 병렬 곱셈기보다 크기가 작은 직병렬 곱셈기를 이용함으로써 전체 IIR 필터의 하드웨어 크기를 줄일 수 있는 이점이 있다.As described above, the IIR filter using the serial / parallel multiplier according to the present invention has an advantage of reducing the hardware size of the entire IIR filter by using the parallel / multiplier that is faster than the serial multiplier and smaller than the parallel multiplier.

Claims (1)

입력과 중간 출력 및 최종 출력을 입력하여 현재 입력, 소정 클럭전의 입력들, 중간 출력, 소정 클럭전의 중간 출력들, 최종 출력, 소정 클럭전의 최종 출력들을 출력하는 레지스터 어레이;A register array configured to input an input, an intermediate output, and a final output to output a current input, inputs before a predetermined clock, intermediate outputs, intermediate outputs before a predetermined clock, final output, and final outputs before a predetermined clock; 상기 레지스터 어레이의 출력중 하나를 선택하여 출력하는 제 1 멀티플렉서;A first multiplexer for selecting and outputting one of the outputs of the register array; 입력되는 복수의 필터 계수중 하나를 선택하여 출력하는 제 2 멀티플렉서;A second multiplexer which selects and outputs one of a plurality of input filter coefficients; 상기 제 1 멀티플렉서의 출력을 입력하여 직렬로 출력하는 제 1 쉬프트 레지스터;A first shift register configured to input an output of the first multiplexer and output in series; 상기 제 1 쉬프트 레지스터의 출력과 상기 제 2 멀티플렉서의 출력을 승산하여 상위 비트를 병렬로 출력하고 하위 비트는 직렬로 출력하는 직병렬 곱셈기;A serial / multiplier for outputting the upper bits in parallel and outputting the lower bits in series by multiplying the output of the first shift register with the output of the second multiplexer; 상기 직병렬 곱셈기에서 직렬로 출력되는 하위 비트 출력을 입력하여 병렬로 출력하는 제 2 쉬프트 레지스터; 및A second shift register configured to input a lower bit output serially output from the serial / multiplier and output in parallel; And 상기 직병렬 곱셈기에서 병렬로 출력되는 상위 비트 출력과 상기 제 2 쉬프트 레지스터에서 병렬로 출력되는 하위비트 출력을 누산하여 상기 최종 출력과 상기 중간 출력을 출력하는 누산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 직병렬 곱셈기를 이용한 IIR 필터.And an accumulator configured to accumulate an upper bit output that is output in parallel and the lower bit output that is output in parallel in the second shift register and output the final output and the intermediate output. IIR filter using.
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