Multiplicación y optimización de acumulación para implementación de filtro FIR de baja complejidad
Autores: Rao, Chaolin; Lou, Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Multiplicación y optimización de acumulación para implementación de filtro FIR de baja complejidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Filtros
Complejidad del hardware
Esquema de optimización
Bloque de multiplicación constante
Bloque de acumulación de productos
Fase lineal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
En los filtros de respuesta finita al impulso (FIR) sin multiplicadores, el bloque de acumulación de productos (PAB) podría ser el principal contribuyente a la complejidad del hardware, especialmente para filtros de alto orden. En este artículo, se propone un esquema de optimización donde el bloque de multiplicación constante y el PAB se optimizan conjuntamente a nivel de bits para minimizar la complejidad del hardware. En la optimización conjunta propuesta, el bloque de multiplicaciones constantes múltiples (MCM) se reorganiza en varios subbloques MCM. Los productos se suman localmente antes de la acumulación para reducir la longitud de palabra de los sumadores estructurales. Se muestra que la propiedad simétrica de los filtros FIR de fase lineal puede ser utilizada en algunos casos para reducir aún más la complejidad de las multiplicaciones constantes. También se presentan análisis cuantitativos para estudiar la relación entre el tamaño óptimo del grupo y los valores de los coeficientes, así como los órdenes de los filtros. Se muestra que no hay una estructura óptima fija para filtros con diferentes longitudes de palabra de coeficientes y órdenes de filtro, y cada filtro debe optimizarse específicamente para lograr la complejidad mínima del hardware. Se presentan resultados de implementación para validar la efectividad del método propuesto.
Descripción
En los filtros de respuesta finita al impulso (FIR) sin multiplicadores, el bloque de acumulación de productos (PAB) podría ser el principal contribuyente a la complejidad del hardware, especialmente para filtros de alto orden. En este artículo, se propone un esquema de optimización donde el bloque de multiplicación constante y el PAB se optimizan conjuntamente a nivel de bits para minimizar la complejidad del hardware. En la optimización conjunta propuesta, el bloque de multiplicaciones constantes múltiples (MCM) se reorganiza en varios subbloques MCM. Los productos se suman localmente antes de la acumulación para reducir la longitud de palabra de los sumadores estructurales. Se muestra que la propiedad simétrica de los filtros FIR de fase lineal puede ser utilizada en algunos casos para reducir aún más la complejidad de las multiplicaciones constantes. También se presentan análisis cuantitativos para estudiar la relación entre el tamaño óptimo del grupo y los valores de los coeficientes, así como los órdenes de los filtros. Se muestra que no hay una estructura óptima fija para filtros con diferentes longitudes de palabra de coeficientes y órdenes de filtro, y cada filtro debe optimizarse específicamente para lograr la complejidad mínima del hardware. Se presentan resultados de implementación para validar la efectividad del método propuesto.