一种适用于抽取滤波器的数据抽取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于抽取滤波器的数据抽取方法及装置，其装置包括：一用于对采样数据进行储存的输入数据缓冲单元，一用于对采样数据和滤波器系数进行预定滤波运算的滤波器计算单元，在所述输入数据缓冲单元和所述滤波器计算单元之间设置一数据系数选择单元。本发明专利技术方法及装置由于通过所述数据系数选择单元从所述输入数据缓冲单元对采样数据进行预定的读取和选取对应的滤波器系数，实现每输入Ｍ个采样数据，所述滤波器计算单元产生一个滤波输出；这样对于Ｍ倍抽取，滤波器的计算量就减少为原来的１／Ｍ；对应到用硬件实现时，就节省了乘法器和加法器等硬件资源，从而降低了产品成本，尤其在Ｍ较大的时候，效果会更加明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字信号处理领域和集成电路设计领域的一种数据抽取方法;s^置；尤其涉及的是一种数字信号处理领域和集成电路设计领域中适用于抽取滤波器的数据抽取方法及装置。背景纟支术现有技术在数字信号处理领域和集成电路设计领域中，有对数字信号的采样率进行变换处理要求；例如在数字通信系统中，需要对高速采样得到 的信号做降低采样率处理即所谓下采样，以降低后续处理的运算工作量。为降低下采样的处理难度，常常对输入的采样数据进行整数倍抽取，例 如从三个输入采样信号中提取其中一个信号作为有用信号，而丢失另外二 个信号。但是在对输入采样数据进行抽取之前，需要考虑频率的限制，以确 保满足抽样定理，预防混叠现象的产生。对频率进行限制可用抽取滤波器(也 叫抗混叠滤波器)来实现。设输入的采样数据序列为x(n)，其中n = 0，l,2，...，采样频率为Fs,经 过M倍抽样后，输出y(Mn)， M为正整数，采样频率为Fs/M;在频域上，其效果相当于将输入采样数据的截止频率(Oc拉长为M(De，为满足采样定理， 则有M(Oc^7C，即(0^7t/M，因此必须将输入信号的采样频率通过抽取滤波器 滤掉超过tt/M的部分以达到抗混叠之目的。如图1所示为抽取滤波器抽取 过程；从图l可以看出，抽取过程是在滤波之后进行，抽取滤波器工作在采 样率为Fs的频率域中，然后再将滤波后的数据每M个中取出一个，从而实 现下釆样处理。以上描述的是现有技术中抽取滤波器的数据抽取方法，但该方法有如下缺点滤波后的每M个数据，只有一个^^皮用到后续的处理中，而另外的M-1 个都被丢弃不用，这样对这M-1个数据所做的滤波运算就被浪费掉了；对 应到用硬件实现时，浪费滤波运算就是浪费乘法器和加法器等硬件资源，这 种浪费会增加产品成本。因而，现有技术还有待于改进和提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于抽取滤波器的数据抽取方法及装置， 通过减少滤波器的计算量，使滤波后所有数据都被用到后续的处理中去，达 到节省乘法器和加法器等硬件资源的目的。本专利技术的技术方案包括一种适用于抽取滤波器的数据抽取装置，包括 一用于对采样数据进行 储存的输入数据緩冲单元， 一用于对采样数据和滤波器系数进行预定滤波运 算的滤波器计算单元，其中在所述输入数据緩沖单元和所述滤波器计算单元 之间设置一数据系数选择单元；所述数据系数选择单元用于从所述输入数据緩冲单元读取所述采样数据 及选取对应的滤波器系数，并发送给所述滤波器计算单元，用于对每输入M 个采样数据，所述滤波器计算单元产生一个滤波输出，其中M为抽取倍数。其中所述滤波器计算单元包括设定个数的并行处理之乘加单元和一累 加器；所述乘加单元用于对所述采样数据和选取的对应滤波器系数进行运算 操作，所述运算操作为乘法操作和加法操作；所述累加器用于将所有乘加单 元的输出结果按时间顺序进行串行累加。其中该装置为一有限冲击响应滤波器。其中所述抽取倍数为正整数且满足抽样定理。一种适用于抽取滤波器的数据抽取方法，其包括以下步骤A、 所述数据系数选择单元读取采样数据和选取滤波器系数，并发送给 所述滤波器计算单元；B、 每输入M个采样数据，所述滤波器计算单元产生一个滤波输出，M 为抽取倍数，为正整数且满足抽样定理。其中所述步骤B还包括Bl 、所述滤波器计算单元对收到的所述采样数据和对应的所述滤波器系 数作预定的滤波运算；B2、每输入M个釆样数据，所述滤波器计算单元对收到的所述采样数据 和对应的滤波器系数作N次乘加运算，N为所述抽取滤波器的抽头数，为 M的整数倍。其中所述步骤A还包括Al 、所述数据系数选择单元从所述输入数据緩冲单元读取预定的采样数据；A2 、所述数据系数选择单元选取与所述采样数据对应的滤波器系数； A3、数据系数选择单元将所述采样数据和所述滤波器系数发送给所述滤 波器计算单元。其中所述步骤A1还包括All、对输入的所述采样数据，在所述输入数据緩沖单元的緩沖区内按 预定顺序进行緩冲保存；A12、所述数据系数选择单元从所述緩冲区的预定存储地址读取所述采 样数据。其中所述步骤A12还包括每输入N个采样数据，循环存储到所述输入-数据緩冲单元的预定存储地址，N为所述抽取滤波器的抽头数，为M的整 数倍。其中所述步骤A2还包括A21、将M个采样数据设为一组，依次在输入每组的第一个采样数据 时，将该第一个采样数据与第一个滤波系数对应，上一组最后一个采样数据 与第二个滤波系数对应， 一直到最早输入的采样数据与最后一个滤波系数对 应；A22、每输入M个采样数据，数据系数选择单元完成对滤波器系数一个 循环选择。本专利技术所提供的一种适用于抽取滤波器的数据抽取方法及装置，通过对 釆样数据的读取和对应滤波器系数的选择，以实现将数据抽取过程放在滤波 过程之前，从而减少了滤波计算量；这就是i兌，对于M倍抽取，滤波计算 量就减少为原来的1/M;对应到用硬件实现时，就节省了乘法器和加法器等 硬件资源，从而降低了产品成本，尤其在M较大的时候，效果会更加明显。附图说明图l是现有技术中的抽取滤波器工作过程示意图2是本专利技术 一个较佳实施例的抽取滤波器装置之结构框图3是本专利技术一个较佳实施例的3倍抽取滤波器之计算单元结构图。具体实施例方式以下结合附图，将对本专利技术的较佳实施例加以详细说明。 本专利技术提供"种适用于抽取滤波器的数据抽取方法及装置，通过数据系 数选择单元从输入数据緩沖单元对采样数据进行预定的读取和选取对应的 滤波器系数；实现每输入M个釆样数据，滤波器计算单元产生一个滤波输 出，其中M为抽取倍数，为正整数；从而减少了滤波器的计算量，达到节 省乘法器和加法器等^:件资源目的。如图2所示是本专利技术一个较佳实施例的抽取滤波器装置之结构框图，该 装置是一 FIR (Finite Impulse Response-有限冲击响应)滤波器，包括输入数据緩冲单元、数据系数选择单元、滤波器计算单元。所述装置被用于对高 速采样得到的输入采样数据进行数据抽取和滤波运算，从而实现预定的下采 样。所述输入数据緩冲单元被用于对输入数据进行緩冲保存。所述输入数据緩冲单元包含一緩冲区，所述緩冲区的深度由FIR滤波器的抽头数决定；例 如如果FIR滤波器有30个抽头，则该緩冲区的深度为30。所述数据系数选择单元被用于从所述输入数据緩沖单元读取所述采样 数据及选取对应的滤波器系数，并发送给所述滤波器计算单元。对于一个抽 头数为N的抽取滤波器，不考虑系数的对称性，则需要经过N次乘加运算 后才能得到一个滤波输出，其中N为M的整数倍。在现有技术中，对于一 个M倍的抽取过程，滤波器要得到M个滤波输出才能完成一个完整的滤波 运算；但是本专利技术考虑到其中的M-l个滤波器输出是无效的，所述数据系 数选择单元在输入数据緩冲单元中读取预定的采样数据，并选取对应的滤波 器系数，因此滤波器只需完成N次乘加运算后就完成了一个滤波运算，这 样，滤波运算量就减少为原来的1/M;换句话说，就是将以前每输入一个采 样数据对应计算出 一个输出值，改成每M个输入只产生一个输出值。本专利技术的抽取滤波处理过程是根据滤波器的时域巻积过程，将其展开， 然后按照每个输入的采样周期，从输入数据緩冲单元中的特定单元取出数 据，送到滤波器计算单元中去，同时还要选择所对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于抽取滤波器的数据抽取装置，包括：一用于对采样数据进行储存的输入数据缓冲单元，一用于对采样数据和滤波器系数进行预定滤波运算的滤波器计算单元，其特征在于，　在所述输入数据缓冲单元和所述滤波器计算单元之间设置一数据系数选择单元；　 　所述数据系数选择单元用于从所述输入数据缓冲单元读取所述采样数据及选取对应的滤波器系数，并发送给所述滤波器计算单元，用于对每输入Ｍ个采样数据，所述滤波器计算单元产生一个滤波输出，其中Ｍ为抽取倍数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶辉，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]