Optimal realization of distributed arithmetic-based MAC adaptive FIR filter architecture incorporating radix-4 and radix-8 computation
Autores: James, Britto Pari; Leung, Man-Fai; Vaithiyanathan, Dhandapani; Mariammal, Karuthapandian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimal realization of distributed arithmetic-based MAC adaptive FIR filter architecture incorporating radix-4 and radix-8 computation
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Filtros FIR
Aritmética distribuida
Multiplicador DA
Cálculo en radix-4
Cálculo en radix-8
Filtro FIR adaptativo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Los filtros de respuesta finita al impulso (FIR) se utilizan explícitamente en aplicaciones decisivas como las áreas de comunicación y procesamiento de señales. El avance en las últimas tecnologías exige diseños específicos con características óptimas. Este trabajo de investigación propone la realización de una arquitectura eficiente de filtro FIR adaptativo de aritmética distribuida (DAAFA) utilizando cálculos de radix-4 y radix-8. La aritmética distribuida (DA) se utiliza ampliamente para calcular la suma de productos sin involucrar un multiplicador. La realización propuesta de punto fijo de un solo filtro FIR adaptativo de multiplicación y acumulación (MAC) se implementa con un diseño mínimo complejo. El tiempo total de cálculo del camino más largo es una combinación del retraso que ocurrió en el módulo de cálculo de error y el retraso involucrado en la actualización de los pesos del filtro. El tiempo de cálculo del camino más largo de la estructura del filtro es mayor, lo que resulta en una mayor latencia. Además, el diseño aproximado de la estructura del multiplicador DA de radix se construye utilizando recodificación de Booth, bloque de formación de productos parciales y bloque de acumulación basado en desplazamiento. Además, el diseño aproximado de DA ofrece una reducción en complejidad y área con respecto al número de slices y mejora la velocidad de operación. El producto parcial se crea utilizando desplazadores y sumadores eficientes, lo que mejora aún más el rendimiento de la realización. Este trabajo se implementa en dispositivos Xilinx y Altera y se compara con la literatura actual. A partir de los resultados de síntesis, se observa que el diseño propuesto supera en términos de complejidad, producto de retraso de slice y velocidad última de esfuerzo. La arquitectura sugerida resultó ser decisiva en términos de reducción de área, retraso y complejidad. Los resultados indican que el diseño propuesto logra una reducción del área (slices) de aproximadamente 92.03% en comparación con el diseño existente. Además, se logra un aumento de velocidad de aproximadamente 90.7% para la arquitectura propuesta. Sin embargo, la arquitectura ideada utiliza el enfoque de mínimos cuadrados, lo que mejora notablemente la tasa de convergencia.
Descripción
Los filtros de respuesta finita al impulso (FIR) se utilizan explícitamente en aplicaciones decisivas como las áreas de comunicación y procesamiento de señales. El avance en las últimas tecnologías exige diseños específicos con características óptimas. Este trabajo de investigación propone la realización de una arquitectura eficiente de filtro FIR adaptativo de aritmética distribuida (DAAFA) utilizando cálculos de radix-4 y radix-8. La aritmética distribuida (DA) se utiliza ampliamente para calcular la suma de productos sin involucrar un multiplicador. La realización propuesta de punto fijo de un solo filtro FIR adaptativo de multiplicación y acumulación (MAC) se implementa con un diseño mínimo complejo. El tiempo total de cálculo del camino más largo es una combinación del retraso que ocurrió en el módulo de cálculo de error y el retraso involucrado en la actualización de los pesos del filtro. El tiempo de cálculo del camino más largo de la estructura del filtro es mayor, lo que resulta en una mayor latencia. Además, el diseño aproximado de la estructura del multiplicador DA de radix se construye utilizando recodificación de Booth, bloque de formación de productos parciales y bloque de acumulación basado en desplazamiento. Además, el diseño aproximado de DA ofrece una reducción en complejidad y área con respecto al número de slices y mejora la velocidad de operación. El producto parcial se crea utilizando desplazadores y sumadores eficientes, lo que mejora aún más el rendimiento de la realización. Este trabajo se implementa en dispositivos Xilinx y Altera y se compara con la literatura actual. A partir de los resultados de síntesis, se observa que el diseño propuesto supera en términos de complejidad, producto de retraso de slice y velocidad última de esfuerzo. La arquitectura sugerida resultó ser decisiva en términos de reducción de área, retraso y complejidad. Los resultados indican que el diseño propuesto logra una reducción del área (slices) de aproximadamente 92.03% en comparación con el diseño existente. Además, se logra un aumento de velocidad de aproximadamente 90.7% para la arquitectura propuesta. Sin embargo, la arquitectura ideada utiliza el enfoque de mínimos cuadrados, lo que mejora notablemente la tasa de convergencia.