基于高速流水线乘加器的FIR滤波器设计

本文介绍了一种有限冲击响应(FIR)滤波器的设计,其核心部分采用12×12位流水线乘加单元(MAC)实现。乘加结构中采用非重叠多位编码产生部分积,结合进位保留加法(CSA)阵列,通过超前进位加法器(CLA)累加产生最终结果。采用VHDL对FIR滤波器进行了描述,并在FPGA中进行了综合验证。     

一种用于ARM处理器的增强DSP乘加单元

介绍了一种应用于ARM处理器的增强DSP功能乘加单元。为了减小乘加指令的周期数,采用了两个并行16×16位乘加单元构成的单指令多数据(SIMD)结构,可以通过适当的配置支持16到32位的各种乘加运算以及16位的复数乘法。理论分析表明,这种乘加单元与传统的单指令单数据(SISD)结构相比在周期数上有明显的减小。尤其对于16位乘加及16位复数乘法,其所需周期数分别只有ARM1022E的1/4和1/3。0.35mm的标准单元库实现表明该乘加单元可以工作在120MHz,使得其非常适合数字信号处理的应用。     

一种新型缺陷地结构带阻滤波器

提出了一种新型缺陷地结构的带阻滤波器.该单元在现有各种形状的基础上,采用新的缺陷地结构,实现了带阻特性.该单元结构简单,易于加工,性能优越,可进一步减小滤波器尺寸.文中对新型缺陷地结构单元的带阻特性进行了分析,并建立仿真模型,从理论和实验中得到最佳的性能.实现了有较宽阻带的周期性缺陷单元.能够有较宽的阻带.最终设计出实际带阻滤波器,并对产品进行了实际测量,得出与仿真相似的结果.     

基于FPGA的高速并行滤波器设计与实现

针对高速通信调制解调系统对成形滤波器的运算要求,分析高速并行滤波器的设计与实现方法,提出一种可满足 1Gsps 符号速率下的发射端和接收端的成形滤波器并行实现结构, 该结构具有较低的实现复杂度。FPGA 实现结果表明,采用该滤波结构的高速调制解调系统基本没有性能损失。     

一种高速DSP中延迟优化的乘累加单元的设计与实现

乘累加单元是任何数字信号处理器(DSP)数据通路中的一个关键部分.多年来,硬件工程师们一直倾注于其优化与改进.本文描述了一种速度优化的乘累加单元的设计与实现.本文的乘累加单元是为一种高速VLIW结构的DSP核设计,能够进行16×16 40的无符号和带符号的二进制补码操作.在关键路径延迟上,本文的乘累加单元比其他任何使用相同或不同算数技术实现的乘累加单元都更优.本文的乘累加单元已成功使用于synopsys的工具,并与synopsys的Design Ware库中相同位宽的乘累加单元比较.比较结果表明,本文的乘累加单元比Design Ware库中的任何其他实现都要快,适合于在需要高吞吐率的DSP核中使用.注意:比较是在Design compiler中使用相同属性和开关下进行的.     

高性能乘加单元的设计

设计了一个16位的高性能乘法累加单元,该电路能在单周期同时完成有符号与无符号整数的乘加、乘减运算,并且具有饱和运算功能.乘加单元采用改进的Booth编码乘法;把补码取反后加1的运算作为一个部分积,把累加数作为一个部分积,符号扩展位缩减后得到的补偿值为常数;部分积累加部分采用4-2压缩器;进位传递加法采用Brent-Kung加法,使结构对称紧凑.乘法累加单元采用hhnec 0.25 μm工艺实现,关键路径延时为4 ns.     

新型高速CSD编码滤波器及VLSl的实现

通过对BOOTH型乘法器、高速加法器结构和CSD编码滤波器结构的深入研究,开发出一种新型高速CSD编码滤波器结构.采用此结构实现了正交幅度调制器中的一个高速反SINC滤波器,并在ALCATEL 0.35μm CMOS工艺实现.芯片规模7500门,面积1.00mm×0.42mm.     

一种高速FIR滤波器的设计及实现

本文提出了在ASIC中实现高速滤波器的一种新型结构，这种结构是使用流水线技术，通过对高速乘法器的合理分割并组合Wallace加法树阵列构成，采用这种结构可以实现任何阶数的高速FIR滤波器。文章最后对所设计的滤波器的各个部分进行了时延分析，并与传统结构实现的滤波器进行了性能比较。     

采用分布式算法的高速FIR滤波器ASIC设计

对DA算法的FIR滤波器和传统乘加结构FIR滤波器的性能进行了比较,介绍了改进DA算法的原理;对分别采用FPGA和芯片实现的DA算法高速FIR滤波器的性能指标进行了比较;介绍了ASIC芯片设计时存储器的可测性设计方法,以及存储器对布局布线策略的影响。最后,给出了版图形式的设计结果及电路验证信号波形。     

Low Voltage Flash Memory Cells Using SiGe Quantum Dots for Enhancing F-N Tunneling

提出了一种用于半导体闪速存储器单元的新的Si/SiGe量子点/隧穿氧化层/多晶硅栅多层结构,该结构可以实现增强F-N隧穿的编程和擦除机制.模拟结果表明该结构具有高速和高可靠性的优点.测试结果表明该结构的工作电压比传统NAND结构的存储器单元降低了4V.采用该结构能够实现高速、低功耗和高可靠性的半导体闪速存储器.     

基于MATLAB及FPGA的高速FIR滤波器的设计

FIR滤波器是一种被广泛应用的基本的数字信号处理部件。现提出采用MATLAB的窗函数方法设计并在附上实现高速FIR滤波器的一种新的方案。这种结构采用流水线技术，通过对高速乘法器的合理分割并组合Wallace加法树阵列构成，可以方便地调整滤波器的阶数和系数，适合不同场合的应用。通过编程调试结果表明，该设计是可靠的，可作为高速数字滤波器设计的较好方案。     

优化FIR数字滤波器的FPGA实现

基于提高速度和减少面积的理念,对传统的FIR数字滤波器进行改良。考虑到FPGA的实现特点,研究并设计了采用Radix2的Booth算法乘法器以及结合了CSA加法器和树型结构的快速加法器,并成功应用于FIR数字滤波器的设计中。滤波器的系数由Matlab设计产生。仿真和综合结果表明,Booth算法乘法器和CSA算法加法器树,在满足FIR数字滤波器的性能要求的同时,在电路实现面积上、尤其是速度上有明显的优化;并且当数据量越多时,优化也越明显。     

基于分段查找表的高速FIR滤波器的设计实现

提出了一种基于分段查找表的高速FIR滤波器的实现结构,该结构可应用于任意阶数的高速FIR滤波器设计中。采用分段查找表代替传统的乘法器、在加法输出级中插入流水线,以提高滤波器的工作速度;同时,通过数据预处理和查找表复用技术,降低了硬件开销。该设计方法已应用于射频识别超高频阅读器接收端的低通滤波器设计中,性能经Altera Stratix II FPGA测试后,可得到最高工作频率为170.44 MHz,比传统结构的提高了96.44 MHz,且硬件资源消耗较少,约为传统结构的三分之一。     

基于分布式算法FIR滤波器的设计与实现

提出了一种基于现场可编程逻辑器件(FPGA)的有限冲击响应(Finite Impusle Response, FIB)滤波器的设计新方法,该方法利用分布式算法来并行实现FIR数字滤波器硬件电路,并用VHDL编程。仿真实验结果表明,该方法能使设计简单、灵活,同时利用加法器代替乘法器不仅节约了硬件资源,而且提高了数字信号处理的速度。     

系数预处理在FIR数字滤波器设计中的应用

系数预处理属于算法强度缩减的范畴.本文主要介绍了系数预处理的思想,通过系数预处理减少FIR数字滤波器中乘法运算器的个数而适当地增加加法运算器的个数,从而对FIR数字滤波器的结构进行改进,同时给出了较为完整的改进算法的ASIC实现,对于输入的信号其长度为可变的情况也给出了通过分段卷积的方法来实现的思想,并且给出了具体的实例.通过合理的设计,大大减少了FIR数字滤波器芯片的面积,提高芯片的信号处理速度.     

基于FPGA的FIR滤波器优化设计

介绍了一种在FPGA上实现的占用硬件资源少但是速度快的有限脉冲响应滤波器结构,新提出的结构不包含乘法器模块,而是采用加法器和移位寄存器替换乘法器模块。采用的方法为对乘法器系数近似为二次幂三项之和,在FPGA上实现的一个7阶有限脉冲响应滤波器表明该方法比传统含乘法器模块的滤波器占用面积减少75%。     

Computation sharing programmable FIR filter for low-power and high-performance applications

This paper presents a programmable digital finite-impulse response (FIR) filter for high-performance and low-power applications. The architecture is based on a computation sharing multiplier (CSHM) which specifically targets computation re-use in vector-scalar products and can be effectively used in the low-complexity programmable FIR filter design. Efficient circuit-level techniques, namely a new carry-select adder and conditional capture flip-flop (CCFF), are also used to further improve power and performance. A 10-tap programmable FIR filter was implemented and fabricated in CMOS 0.25-/spl mu/m technology based on the proposed architectural and circuit-level techniques. The chip's core contains approximately 130 K transistors and occupies 9.93 mm/sup 2/ area.     

High-performance FIR filter design based on sharing multiplication

Finite impulse response (FIR) filtering can be expressed as multiplications of vectors by scalars. We present high-speed designs for FIR filters based on a computation sharing multiplier which specifically targets computation re-use in vector-scalar products. The performance of the proposed implementation is compared with implementations based on carry-save and Wallace tree multipliers in 0.35-/spl mu/m technology. We show that sharing multiplier scheme improves speed by approximately 52 and 33% with respect to the FIR filter implementations based on the carry-save multiplier and Wallace tree multiplier, respectively. In addition, sharing multiplier scheme has a relatively small power delay product than other multiplier schemes. Using voltage scaling, power consumption of the FIR filter based on computation sharing multiplier can be reduced to 41% of the FIR filter based on the Wallace tree multiplier for the same frequency of operation.     

基于位并行DA结构的高速FIR滤波器

针对目前利用FPGA实现基于分布式算法(DA)FIR滤波器的不足,以及为了实现高速FIR滤波器,提出了一种位并行分布式算法结构的解决方案。采用位并行分布式算法和流水线式并行加法器树,在Xilinx Virtex5系列FPGA上实现了高速FIR滤波器。该滤波器工程经ISE 12.3综合、布局布线后,利用Modelsim SE 6.5和Matlab联合仿真。仿真结果表明,该设计可以提高滤波器处理速度,32阶的滤波器最高时钟频率可达到399.624 MHz。对滤波器进行进一步优化,节约了硬件资源占用。