Статьи автора

АППАРАТНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

от 01.05.2025

Рассмотрены алгоритмы аппаратной реализации широко распространенных полуполосных фильтров (НВF, half-band filter), такие как алгоритм квантования коэффициентов (СQA, coefficient quantization algorithm), алгоритм умножения на константу (MCM, multiple constant multiplication) и их объединение CQA+MCM. Применение алгоритма CQA позволяет уменьшить количество умножителей в схеме НВF фильтра. Алгоритм MCM позволяет пересчитать умножители в набор сумматоров и битовых сдвигов. Объединение двух алгоритмов позволяет заменить все умножители на набор сумматоров и битовых сдвигов. Проведен расчет ресурсов, необходимых для аппаратной реализации НВF фильтров 30 и 94 порядков, и было выяснено, что применение CQA алгоритма позволяет сократить число умножителей на 37 % и 74 %. Применение MCM алгоритма позволяет полностью убрать умножители из схемы фильтра, однако число сумматоров увеличивается в 3 и 2.6 раз соответственно. Проведено сравнение предложенных методов с уже существующими показало, что время, требуемое для расчета коэффициентов оптимизированного фильтра, для предложенных алгоритмов составляет несколько секунд, в то время как для большинства других методов требуется гораздо больше времени (вплоть до суток). Показано, что разница в числе требуемых ресурсов не превышает 10 %.

10 0

АППАРАТНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

Номер выпуска 5 от 07.12.2025

Рассмотрены алгоритмы аппаратной реализации широко распространенных полуполосных фильтров (НВF, half-band filter), такие как алгоритм квантования коэффициентов (СQA, coefficient quantization algorithm), алгоритм умножения на константу (MCM, multiple constant multiplication) и их объединение CQA+MCM. Применение алгоритма CQA позволяет уменьшить количество умножителей в схеме НВF фильтра. Алгоритм MCM позволяет пересчитать умножители в набор сумматоров и битовых сдвигов. Объединение двух алгоритмов позволяет заменить все умножители на набор сумматоров и битовых сдвигов. Проведен расчет ресурсов, необходимых для аппаратной реализации НВF фильтров 30 и 94 порядков, и было выяснено, что применение CQA алгоритма позволяет сократить число умножителей на 37 % и 74 %. Применение MCM алгоритма позволяет полностью убрать умножители из схемы фильтра, однако число сумматоров увеличивается в 3 и 2.6 раз соответственно. Проведено сравнение предложенных методов с уже существующими показало, что время, требуемое для расчета коэффициентов оптимизированного фильтра, для предложенных алгоритмов составляет несколько секунд, в то время как для большинства других методов требуется гораздо больше времени (вплоть до суток). Показано, что разница в числе требуемых ресурсов не превышает 10 %.

15 0