JPH0784753A - 固定小数点型ディジタル・シグナル・プロセッサ - Google Patents

固定小数点型ディジタル・シグナル・プロセッサ

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JPH0784753A
JPH0784753A JP5232159A JP23215993A JPH0784753A JP H0784753 A JPH0784753 A JP H0784753A JP 5232159 A JP5232159 A JP 5232159A JP 23215993 A JP23215993 A JP 23215993A JP H0784753 A JPH0784753 A JP H0784753A
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JP
Japan
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positive
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vector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5232159A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Utsugi
潔 宇都木
Masako Kato
雅子 加藤
Masato Ito
正人 伊藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベクトルの各成分をその成分内で絶対値が最
大となる値を検出し、その値を正規化するのに必要なシ
フト量により一括してスケーリングを行う固定小数点型
ディジタル・シグナル・プロセッサに関し、ベクトル量
の信号に対して、同一ベクトルの成分のシフト量を求め
るのに要するサイクル数を削減させる。 【構成】 現在のデータが正か負かに関わらず正のデー
タとして出力する正数化回路(10)と、該正のデータ
と過去の最大値データとを比較すると共に次のベクトル
データを現在のデータとして該正数化回路(10)に与
えるように指示する比較回路(20)と、該比較回路
(20)において該正のデータの方が該過去の最大値デ
ータより大きいときのみ該過去の最大値データを該正の
データによって置き換える更新回路(30)とでハード
ウェア構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は固定小数点型ディジタル
・シグナル・プロセッサに関し、特にブロック・フロー
ティングを行う固定小数点型のディジタル・シグナル・
プロセッサに関するものである。
【0002】固定小数点型ディジタル・シグナル・プロ
セッサ(以下、DSPと略称することがある。)を用い
て、ダイナミック・レンジの広い信号を処理する場合、
正規化処理により疑似浮動小数点型に変換して演算を行
うことが多い。このときに処理する信号が、ベクトル量
になっている場合は処理量を抑えるために同一ベクトル
の成分に対しては、個々にシフト量に応じてスケーリン
グを行うのではなく、全ての成分に対して最適なシフト
量を算出しその値に応じて一括して信号を持ち上げるこ
とが多い。
【0003】
【従来の技術】図4は上記のような最適なシフト量を算
出するための説明図であり、同図(1)にはデータ・フォ
ーマット例が示されており、最上位ビットは符号を表
し、正の場合は“0”、負の場合は“1”となる。ま
た、固定小数点位置「・」はビット「14」とビット
「13」との間にある。
【0004】同図(2) には正の数に対するシフト量の算
出例が示されており、“1”が最初に現れるビット
「9」が、ビット「14」の固定小数点位置に来るまで
に必要なシフト量「5」を算出する。
【0005】同図(3) には負の数に対するシフト量の算
出例が示されており、“0”が最初に現れるビット
「6」が、ビット「14」の固定小数点位置に来るまで
に必要なシフト量「8」を算出する。
【0006】図5に上記のようなビットシフト量の算出
を行う従来のDSPの回路例を示す。データRAM1、
Aレジスタ(Areg)2、Cレジスタ(Creg)3、STレ
ジスタ(STreg)4、SFTレジスタ(SFTreg)5は
それぞれ算術演算回路(ALU)6並びにデータ・バス
B1,B2につながれている。
【0007】ここで、データRAM1は変数を格納する
ためのメモリであり、Aレジスタ2は演算入力用レジス
タ、Cレジスタ3は演算結果格納用レジスタ、STレジ
スタ4は演算結果を反映したフラグ用レジスタ、SFT
レジスタ5はシフト演算を行うときのシフト量を格納す
るためのレジスタである。
【0008】図6に図5のDSP回路の動作における従
来のブロック・フローティング演算のフローが示されて
おり、初めにCPU(図示せず)は、Aレジスタ2を初
期化(実際には“0”をセット) し(ステップS1
1)、データRAM1からブロック・フローティングの
対象となるデータをCレジスタ3にロードする(ステッ
プS12)。
【0009】次に、ALU6は「2」の補数表現のため
にCレジスタ3の絶対値をとり(ステップS13)、正
の値として最大値が格納されているAレジスタ2の値と
比較する(ステップS13)。Cレジスタ3の値≧Aレ
ジスタ2の値であれば、Cレジスタ3に格納されている
値を新たな最大値としてAレジスタ2にストアする。C
レジスタ3の値<Aレジスタ2であればステップS15
はスキップする。
【0010】以上の処理をベクトルの次数分だけループ
処理する(ステップS16)。これで、絶対値が最大と
なる値が検出できる。
【0011】その後、Aレジスタ2の値はCレジスタ3
に転送され(ステップS21)、このCレジスタ3の値
を正規化し(ステップS22)、得られたシフト量をS
FTレジスタ5にセットする。
【0012】そして、データRAM1に格納されている
データを再びCレジスタ3にロードし(ステップS2
3)、このCレジスタ3の値を上記のSFTレジスタ5
にセットされた値だけ左方向にシフトし(ステップS2
4)、シフトした値をデータRAM1にストアしてスケ
ーリングを行う(ステップS25)。
【0013】以上の処理をベクトルの次数分だけループ
処理する(ステップS26)。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の固
定小数点DSPにおいては、図6に示すステップS12
〜S16に示すように、ベクトル量の信号に対して同一
ベクトルの成分のシフト量を求めるには全てのベクトル
成分について正規化するのに必要なシフト量を求め、そ
の中でシフト量の最も小さくなる値を算出するか、全て
のベクトル成分の絶対値が最大となる信号を探しその値
を正規化するのに必要なシフト量を算出する必要があ
り、プログラム制御のプロセッサで行うためにはサイク
ル数が全てのベクトル成分の数だけ必要であり非常に多
くなってしまうという問題があった。
【0015】従って本発明は、ベクトルの各成分をその
成分内で絶対値が最大となる値を検出し、その値を正規
化するのに必要なシフト量により一括してスケーリング
を行う固定小数点型ディジタル・シグナル・プロセッサ
において、ベクトル量の信号に対して、同一ベクトルの
成分のシフト量を求めるのに要するサイクル数を削減さ
せることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る固定小数点型ディジタル・シグナル・
プロセッサは、図1に原理的に示すように、現在のデー
タが正か負かに関わらず正のデータとして出力する正数
化回路10と、該正のデータと過去の最大値データとを
比較すると共に次のベクトルデータを現在のデータとし
て該正数化回路10に与えるように指示する比較回路2
0と、該比較回路20において該正のデータの方が該過
去の最大値データより大きいときのみ該過去の最大値デ
ータを該正のデータによって置き換える更新回路30と
を備えている。
【0017】この場合、比較回路20での比較結果をフ
ラグとして該更新回路30に与えてもよい。
【0018】
【作用】図1において、ベクトル量の現在のデータを受
けた正数化回路10は、同一ベクトルの成分のシフト量
を求めるために、ベクトル成分の符号が正の場合にはそ
のまま、負の場合にはビットを反転させて正のデータと
して出力されて比較回路20に与えられる。
【0019】また、比較回路20には更新回路30から
の過去の最大値のデータも与えられ、正数化回路10か
らの正のデータと比較される。
【0020】この比較の結果、過去の最大値データ>正
のデータの場合には過去の最大値データは更新されない
が、過去の最大値データ>正のデータとなる逆の場合に
は、比較回路20からの制御により更新回路30は正数
化回路10からの正のデータに書き換えて更新する。
【0021】このようにして1つのベクトルデータの処
理を実行すると、比較回路20は次のベクトルデータが
現在のベクトルデータとして正数化回路10に与えられ
るように指示する。
【0022】このようにして、全てのベクトル成分につ
いての最大値をハードウェアにより迅速に求めることが
できる。
【0023】
【実施例】図2に本発明に係る固定小数点型ディジタル
・シグナル・プロセッサの実施例が示されており、図5
に示した従来例と同様にデータRAM1、Aレジスタ
(Areg)2、Cレジスタ(Creg)3、STレジスタ(S
Treg)4、SFTレジスタ(SFTreg)5はそれぞれ算
術演算回路(ALU)6並びにデータ・バスB1,B2
につながれている。
【0024】本発明では、更に、Cレジスタ3の全ビッ
トを反転(“1”で図示)するビット反転部7と、この
ビット反転部7の出力ビット又はCレジスタ3のそのま
まのデータ(“0”で図示)をCレジスタ3の最上位
(MSB)ビットにより選択するためのセレクタ8と、
STレジスタ4の選択信号(フラグ)によりセレクタ8
の出力データ(現在のデータの正のデータ)又はAレジ
スタ2の出力データ(過去の最大値データ)を選択する
セレクタ9とを設けている。
【0025】尚、この実施例において、図1に示した正
数化回路10はビット反転部7とセレクタ8とで構成さ
れ、比較回路20がALU6で構成され、更新回路30
がセレクタ9とAレジスタ2と(好ましくはSTレジス
タ4を含めて)で構成されている。
【0026】上記の実施例によるDSP回路の動作を図
3に示したブロック・フローティング演算のフローによ
り以下に説明する。
【0027】初めにCPU(図示せず)は、Aレジスタ
2を初期化し(ステップS1)、データRAM1からブ
ロック・フローティングの対象となるデータをCレジス
タ3にロードする(ステップS2)。
【0028】そして、Cレジスタ3の符号を示す最上位
(MSB)ビットを制御信号として、セレタク8は、C
レジスタ3の値そのもの(図示では“0”で示されてい
る)か或いは全ビット反転したもの(図示では“1”で
示されている)を選択する。即ち、セレクタ8は、最上
位ビットが“0”であれば正の数であるのでCレジスタ
3の値そのものを選択する。最上位ビットが“1”であ
れば負の数であるのでCレジスタ3の値を全ビット反転
したものを選択する。
【0029】こうしてセレクタ8によりいずれの場合も
正の数に変換された値をALU6により、これまでの最
大値が入っているAレジスタ2の値と比較をし(ステッ
プS3)、その結果がSTレジスタ4にフラグとして反
映される。
【0030】このフラグをセレクタ9の制御信号として
用い、該フラグが“0”の場合( Cレジスタ3の値<A
レジスタ2の値のとき) には、Aレジスタ2の値、即ち
これまでの最大値がAレジスタ2に再ロードされる。制
御信号が“1”の場合(Cレジスタ3の値≧Aレジスタ
2の値のとき) には、Cレジスタ3の値、即ち新たな最
大値がAレジスタ2にロードされ最大値が更新される。
【0031】以上の処理をベクトルの次数分だけループ
処理を行う(ステップS4)。
【0032】この後は図6の従来例と同様にして、絶対
値が最大となる値が検出でき、この値を正規化して得ら
れるシフト量をSFTレジスタ5にセットしてデータR
AM11に格納されているデータをSFTレジスタ5に
セットされた値だけ左シフトしてスケーリングを行う
(ステップS21〜S26)。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明に係る固定小数点型
ディジタル・シグナル・プロセッサによれば、現在のデ
ータが正か負かに関わらず正のデータとして出力する正
数化回路(10)と、該正のデータと過去の最大値デー
タとを比較すると共に次のベクトルデータを現在のデー
タとして該正数化回路(10)に与えるように指示する
比較回路(20)と、該比較回路(20)において該正
のデータの方が該過去の最大値データより大きいときの
み該過去の最大値データを該正のデータによって置き換
える更新回路(30)とを備えているので、最大値の更
新をハードウェアにより行っており、同一ベクトルの成
分のシフト量を求めるのに要するサイクル数を削減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る固定小数点ディジタル・シグナル
・プロセッサの構成を原理的に示したブロック図であ
る。
【図2】本発明に係る固定小数点ディジタル・シグナル
・プロセッサの実施例の構成を示したブロック図であ
る。
【図3】本発明に係る固定小数点ディジタル・シグナル
・プロセッサの実施例の動作を説明するためのフローチ
ャート図である。
【図4】固定小数点ディジタル・シグナル・プロセッサ
においてシフト量を算出するときの原理を説明するため
の図である。
【図5】従来例を示したブロック図である。
【図6】従来例の動作を説明するためのフローチャート
図である。
【符号の説明】
10 正数化回路 7 ビット反転部 8 セレクタ 20 比較回路 6 ALU(算術演算回路) 30 更新回路 9 セレクタ 2 Aレジスタ 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03M 7/24 8842−5J

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベクトルの各成分をその成分内で絶対値
    が最大となる値を検出し、その値を正規化するのに必要
    なシフト量により一括してスケーリングを行う固定小数
    点型ディジタル・シグナル・プロセッサにおいて、 現在のデータが正か負かに関わらず正のデータとして出
    力する正数化回路(10)と、 該正のデータと過去の最大値データとを比較すると共に
    次のベクトルデータを現在のデータとして該正数化回路
    (10)に与えるように指示する比較回路(20)と、 該比較回路(20)において該正のデータの方が該過去
    の最大値データより大きいときのみ該過去の最大値デー
    タを該正のデータによって置き換える更新回路(30)
    と、 を備えたことを特徴とする固定小数点型ディジタル・シ
    グナル・プロセッサ。
  2. 【請求項2】 該比較回路(20)での比較結果をフラ
    グとして該更新回路(30)に与えることを特徴とした
    請求項1に記載の固定小数点ディジタル・シグナル・プ
    ロセッサ。
JP5232159A 1993-09-20 1993-09-20 固定小数点型ディジタル・シグナル・プロセッサ Withdrawn JPH0784753A (ja)

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JPH0784753A true JPH0784753A (ja) 1995-03-31

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JP5232159A Withdrawn JPH0784753A (ja) 1993-09-20 1993-09-20 固定小数点型ディジタル・シグナル・プロセッサ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002527777A (ja) * 1998-10-06 2002-08-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 音声信号標本値の符号化または復号化のための方法並びに符号化器ないし復号化器
JP2014179065A (ja) * 2013-02-18 2014-09-25 Fujitsu Ltd データ処理装置、データ処理方法およびデータ処理プログラム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002527777A (ja) * 1998-10-06 2002-08-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 音声信号標本値の符号化または復号化のための方法並びに符号化器ないし復号化器
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