Architekturen der digitalen Signalverarbeitung by Peter Pirsch

By Peter Pirsch

Mit den Fortschritten in der Mikroelektronik wächst auch der Bedarf an VLSI-Realisierungen von digitalen Signalverarbeitungseinheiten. Die zunehmende Komplexität der Signalverarbeitungsverfahren führt insbesondere bei Signalen mit hoher Quellenrate auf Anforderungen, die nur durch spezielle Schaltungsstrukturen erfüllt werden können. Dieses Buch behandelt Schaltungstechniken und Architekturen zur Erzielung hoher Durchsatzraten von Algorithmen der Signalverarbeitung. Neben alternativen Schaltungstechniken zur Realisierung der Basisoperationen, Addition, Multiplikation und department werden CORDIC-Architekturen zur Implementierung transzendenter Funktionen vorgestellt. Zur Konzeption von Systemen mit Parallelverarbeitung und Pipelining wird ein allgemeines Verfahren zur Abbildung von Signalverarbeitungsalgorithmen auf anwendungsspezifischen Architekturen erläutert. Hierzu werden beispielhaft spezielle Architekturen für clear out, Matrixoperationen und die diskrete Fouriertransformation erörtert. Architekturen programmierbarer digitaler Signalprozessoren sowie beispielhafte zugehörige Implementierungen sind eingeschlossen. Das Buch soll sowohl Studenten und Ingenieure der Elektrotechnik als auch der technischen Informatik mit Architekturkonzepten der digitalen Signalverarbeitung vertraut machen.

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1 Die beiden Zahlen 366 und -213 sind als 12stellige Dualzahlen darzustellen und in CSD-Zahlen zu konvertieren. Die Dualzahl wird durch fortlaufende Division durch 2 gewonnen, wobei die Reste in steigender Folge die Dualziffern angeben. 18) ermittelt. b) (-213ho a) (366)10 0001 o 1 10 1 1 10 11 1 1 0010 101 1 0001 o 111 0010 111 1 0010 110I 0001 1001 0010 11 1 1 001 I- 0101 0010 1001 ooTo Tl 1 1 oloT oToT oooT 010T oTOT Der Algorithmus zur Konversion von Dualzahlen in CSD-Zahlen kann auch formal beschrieben werden.

1 Ein NANO-Gatter mit 3 Eingängen sei aus Transistoren eines symmetrischen Inverters mit Minimalabmessungen zusammengesetzt. Für den LH-Übergang wird im ungünstigen Fall über einen Transistor aufgeladen (m = 1). Somit gilt TD LH = r I + Fr L Für den HL-Übergang wird über eine Serienschaltung von 3 Transistoren entladen (m = 3). Es folgt TD HL = 3r I + 3Fr L Durch die Verringerung des Widerstandsfaktors Z um den Faktor 3 (Vergrößerung der Kanalbreite W) im Serienpfad wird zwar der Vorfaktor von 'tL kompensiert, nicht jedoch der Faktor von 't/.

3. 4. Startwerte: i=O; co=O; lln =lln-I Ci+ I =ai+ lai V aici V ai+ ICj di =ai+ci-2ci+ I i=i+1; IF i

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