• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.797-804
• /
• 2013

본 논문은 Particle Swarm Optimization(PSO)을 이용하여 고속 2차원 디지털필터의 설계방법을 제안하였다. 먼저 2차원 상태공간 디지털필터의 설계문제를 PSO에 적용하기 위하여 최소화 문제로써 형식화 과정이 논의된다. 제안된 PSO 알고리즘을 이용한 설계방법은 필터설계에서 요구되는 안정성을 보증하는 과정이 검토되어 개선된다. 본 논문에서 제안된 방법의 타당성을 설계예시를 통해 고찰한 결과, 설계된 디지털필터는 동일한 설계사양으로 기존의 설계방법으로 설계된 디지털필터보다 근사 및 라운드오프 오차 면에서 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 아울러 제안된 2의 멱수가 필터계수인 2차원 상태공간 디지털필터는 승산기가 필요하지 않아 기존의 필터보다 연산과정에서 계산용량을 약 1/4로 줄일 수 있다는 것을 보였다.

• 대한전자공학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.16-22
• /
• 1985

In this paper a new algorithm named modified delta modulation (MDM) for encoding filter coefficients is proposed. And this paper presents the designing method of multiplier less FIR filters rosin영 Proposed MDM a19orithm. In the delta modulation (DM) system the quantiaation levels consist of two levels $\pm$1, but in newly proposed MDM algorithm quantization levels are extended to many levels 0, $\pm$2$^n$, n=0, 1, 2... It is recognized by the result of computer simulations that frequency response of multi-plierless FIR filters designed by MDM algorithm is relatively good. And comparing with con-ventional FIR filters on the number of hardware devices, this filter needs a little increased memory, but regardless of filter order it needs only one multiplier which is used for signal scaling.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
• /
• pp.1577-1580
• /
• 2004

This paper proposes a design and implementation of transversal adaptive digital filter using LMS (Least Mean Squares) adaptive algorithm. The filter structure is based on Distributed Arithmetic (DA) which is able to calculate the inner product by shifting and accumulating of partial products and storing in look-up table, also the desired adaptive digital filter will be multiplierless filter. In addition, the hardware implementation uses VHDL (Very high speed integrated circuit Hardware Description Language) and synthesis using FLEX10K Altera FPGA (Field Programmable Gate Array) as target technology and uses Leonardo Spectrum and MAX+plusII program for overall development. The results of this design are shown that the speed performance and used area of FPGA. The experimental results are presented to demonstrate the feasibility of the desired adaptive digital filter.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제30권6C호
• /
• pp.577-584
• /
• 2005

본 연구는 협대역 통신시스템을 위한 전처리기-등화기 구조의 여파기에서, 곱셈기를 사용하지 않는 최소 복잡도의 디지털 FIR 여파기를 설계하는 방법을 제안한다. 제안하는 여파기는 순환 다항식(cyclotomic polynomial, CP) 여파기와 2차 내삽 다항식(interpolated second order polynomial, ISOP) 등화기로 구성되며, 이 두 여파기가 동시에 혼합 정수 선형 계획법(mixed integer linear programming (MILP))으로 최적 설계되어 최소의 복잡도를 갖는 특성을 갖게 된다. 제안된 방식으로 설계된 여파기들은, 설계 규격을 만족하면서도 기존의 여파기에 비하여 복잡도면에서 월등히 간단함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제42권4호
• /
• pp.143-152
• /
• 2005

본 연구는 협대역 응용 시스템을 위한 전처리기-등화기 구조의 여파기에서, 최소의 복잡도를 갖는 곱셈기 없는 디지털 IIR 여파기의 설계 방식을 제안한다. 제안하는 여파기는 순환 다항식 (cyclotomic polynomial (CP)) 여파기와 1차 내삽 다항식(interpolated second order polynomial (EOP))을 근간으로 하는 al1-pole 등화기로 구성 되며, 이 두 여파기가 동시에 혼합 정수 선형계획법(miked integer linear programming (MILP))으로 최적 설계된다. 설계된 여파기는 최소의 복잡도를 갖는 특성을 가지고 있다. 뿐만 아니라, 이 MILP 방식은 계산 복잡도와 위상 응답의 비선형 특성을 모두 최소화하도록 설계한다. 설계 예제를 통하여 제안된 설계 방식으로 설계된 여파기는 구현 요구사항을 만족하면서 기존의 설계 방식에 비하여 복잡도면에서 월등히 우수한 특성을 보임을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.423-428
• /
• 2007

Programmable FIR filters are used in various signal processing tasks in medical ultrasound imaging, which are one of the major factors increasing hardware complexity. A widely used method to reduce the hardware complexity of a programmable FIR filter is to encode the filter coefficients in the canonic signed digit (CSD) format to minimize the number of nonzero digits (NZD) so that the multipliers for each filter coefficients can be replaced with fixed shifters and programmable multiplexers (PM). In this paper, a new structure for programmable FIR filters with a improved frequency response and a reduced hardware complexity compared to the conventional shift-and-add architecture using PM is proposed for implementing a very small portable ultrasound scanner. The CSD codes are optimized such that there exists at least one common nonzero digit between neighboring coefficients. Such common digits are then implemented with the same shifters. For comparison, synthesisable VHDL models for programmable FIR filters are developed based on the proposed and the conventional architectures. When these filters have the same hardware complexity, pass-band ana stop-band ripples of the proposed filter are lower than those of the conventional filter by about $0.01{\sim}0.19dB$ and by about $5{\sim}10dB$, respectively. For the same filter performance, the hardware complexity of the proposed architecture is reduced by more than 20% compare to the conventional SaA architecture.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제45권9호
• /
• pp.65-70
• /
• 2008

FIR 필터에서 곱셈기는 대부분의 면적을 차지한다. FIR 필터의 설계시 개별적인 곱셈기 대신 Common Subexpression Elimination(CSE) 알고리즘을 이용하여 덧셈만으로 곱셈기를 구현할 수 있다. CSE방식은 곱셈을 이용하지 않기 때문에 보다 작은 면적으로 필터를 구현할 수 있으나 덧셈에서 발생하는 캐리의 긴 전파 시간으로 인하여 필터 연산시간이 길어지는 단점이 있다. 특히 더해지는 항의 쉬프트가 클수록 부호 확장이 많아지며 부호확장에 의해 덧셈의 면적이 커지고 계산 시간이 길어진다. 본 논문에서는 CSE 알고리즘에서 부호 확장 부분을 제거하는 방법을 제안하며 제안한 알고리즘을 이용하여 주어진 예제를 삼성 0.35u 공정으로 설계하였을 때 기존 설계 방법 보다 면적, 속도, 파워소모에서 각각 17%, 31%, 12% 의 이득이 있음을 보인다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.144-154
• /
• 1999

이진수열은 간단하고 곱셈기가 필요 없이 생성될 수 있는 직교 수열이다. 이 논문은 곱셈기 작동이 없는 선택적인 주파수 영상처리를 위하여 비 반복적인 다차원 필터를 도입하였다. 주파수 응답은 저역, 대역, 고역의 여파를 제공하여 준 가우시안 형태를 가진 협대역이 된다. 이런 필터들의 효과적인 구현을 위한 소프트웨어와 하드웨어의 알고리즘을 제안하였다. 또한 이진수의 QMF(Quadurature Mirror Filter: QMF)는 좋은 대역 압축을 가진 최대한의 편평한 제곱 특성의 완전 회복의 Paraunitary 필터가 됨을 보이고 웨이브렛 변환으로 확장하였다. 웨이브렛 변환은 원래의 영상을 피라미드 구조를 사용하여 다른 스케일로 분할한다. 이 분할은 수직과 수평으로 수행되어 영상을 기술하는데 필요한 픽셀의 수를 일정하게 유지시켜 준다. 효과적인 완전회복의 이진수 QMF-웨이브렛 신호의 분석구조를 제안하였다. 이 기술은 매우 좋은 주파수 응답과 대역분할을 해부는 필터 해법을 제공해준다. 이 제안한 이산 수열의 QMF-필터의 구조는 효과적이고 VLSI 구현에 간단하고 다해상도 신호 분할과 코딩의 응용들에 적합함을 보였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.2249-2254
• /
• 1994

본 논문에서는 계수가 2의 누승으로 표현되는 프로그램 가능한 FIR 필터 (2PFIR 필터)를 구현할 때 유용한 성질을 구했다. 특히 2PFIR 필터의 계수가 갖는 2의 수능 값이 M ternary의 canonical signed digit (CSD) 코드로 표현되면 ternary 값을 M개보다 적은 {0, 1, 2, $\cdots$, M-1}의 부분집합에서 선택해도 같은 결과가 얻어진다는 사실을 보였다. 따라서 프로그램 가능한 2PFIR 필터의 쉬프터 길이가 M보다 작아지므로 훨씬 효율적으로 구현할 수 있다. 또한 본 논문에서는 몇 가지 실험 결과를 통해 2PFIR 필터의 쉬프터 길이를 추가적으로 감축할 수 있음을 보였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.81-86
• /
• 2012

본 논문은 하드웨어 곱셈 연산을 최적화 한 리프팅 기반의 9/7 웨이블릿 필터의 VLSI 구조를 제안한다. 제안하는 구조는 범용 곱셈기를 사용하는 기존의 리프팅 기법과 달리 웨이블릿 계수에 패턴 탐색 기법의 Lef$\grave{e}$vre 알고리즘을 적용하였으며, MCM(Multiple constant multiplication)과 폴딩 방식을 9/7 DWT 필터에 적용하여 효율적으로 하드웨어 설계가 이루어 질수 있도록 제안하였다. 이러한 구조는 하드웨어 자원을 100% 활용하는 이점을 지니며, 이전의 성능에 비해 화질 열화 없이 단순한 하드웨어 구조, 속도, 면적, 전력소모 측면에서 효율적이다. 비교 실험을 위해 Verilog HDL을 통해 구현하였으며, $0.18{\mu}m$ CMOS 공정의 스탠다드 셀을 이용하여 합성하였다. 제안한 구조를 기존의 구조와 200MHz의 합성 타겟 클럭 주파수에서 비교하였을 때 면적, 전력소모 측면에서 60.1%, 44.1% 감소하였으며, 이를 통해 이전의 리프팅 기법에 비해 하드웨어 구현에 보다 최적화된 구조임을 보여준다.