本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種N抽頭的FIR濾波器。
背景技術(shù)：
：復(fù)數(shù)有限脈沖響應(yīng)(FiniteImpulseResponse，F(xiàn)IR)濾波器在圖像處理、信道均衡、頻域補(bǔ)償?shù)榷囝I(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。對(duì)于一個(gè)N抽頭的FIR濾波器，其可以表示為：其中，式(1)中的h[0]，h[1]…h(huán)[N-1]為FIR濾波器的N個(gè)抽頭系數(shù)，x[n]為輸入數(shù)據(jù)，y[n]為輸出數(shù)據(jù)。圖1為現(xiàn)有的N抽頭的復(fù)數(shù)FIR濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖，在該結(jié)構(gòu)中，一個(gè)復(fù)數(shù)乘法器中包括4個(gè)乘法器和2個(gè)加法器(圖1中未畫出)，所以復(fù)數(shù)FIR濾波器總共需要4N個(gè)乘法器和4N-2個(gè)加法器(包括復(fù)數(shù)乘法器中的加法器以及圖1中畫出的加法器)，由此可見，復(fù)數(shù)FIR濾波器所需的乘法器和加法器的數(shù)量較大，這導(dǎo)致復(fù)數(shù)FIR濾波器的硬件開銷較大?？紤]到復(fù)數(shù)FIR濾波器的主要開銷集中在復(fù)數(shù)乘法器上，為了降低復(fù)數(shù)FIR濾波器的硬件開銷，現(xiàn)有技術(shù)從減少?gòu)?fù)數(shù)乘法器中乘法器的數(shù)量的角度出發(fā)對(duì)復(fù)數(shù)乘法器進(jìn)行優(yōu)化，然而，優(yōu)化后的復(fù)數(shù)乘法器雖然減少了乘法器的數(shù)量但增加了加法器的數(shù)量，復(fù)數(shù)FIR濾波器的總體硬件開銷仍較大。綜上可以看出，無(wú)論是圖1示出的復(fù)數(shù)FIR濾波器還是優(yōu)化后的復(fù)數(shù)FIR濾波器，都存在硬件開銷較大的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环NN抽頭的FIR濾波器，用于解決現(xiàn)有的復(fù)數(shù)FIR濾波器硬件開銷較大的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆韵录夹g(shù)方案：本申請(qǐng)的第一方面提供了一種N抽頭的FIR濾波器，包括預(yù)處理單元和N組運(yùn)算單元，N為大于0的整數(shù)。所述預(yù)處理單元用于將直角坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)X[n]。所述N組運(yùn)算單元與X[n]、X[n-1]…X[n-N+1]一一對(duì)應(yīng)，其中，所述N組運(yùn)算單元中的第i組運(yùn)算單元包括復(fù)數(shù)乘單元和后處理單元，所述復(fù)數(shù)乘單元用于將所述極坐標(biāo)系下的X[n-i]與所述極坐標(biāo)系下的抽頭系數(shù)h[i]進(jìn)行所述極坐標(biāo)下的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算；所述后處理單元用于將所述極坐標(biāo)系下的X[n-i]與所述極坐標(biāo)系下的h[i]的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算結(jié)果從所述極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到所述直角坐標(biāo)系，i為整數(shù)，且0≤i≤N-1。將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)系后，在極坐標(biāo)系下與抽頭系數(shù)進(jìn)行復(fù)數(shù)乘運(yùn)算，與直角坐標(biāo)系下的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算相比，需要使用的乘法器和加法器的數(shù)目明顯減少，在復(fù)數(shù)乘運(yùn)算后，再將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有的信號(hào)處理系統(tǒng)的兼容。所以，本申請(qǐng)?zhí)峁┑臑V波器，在與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容的情況下，能夠明顯減少加法器和乘法器的數(shù)目，從而降低硬件開銷。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，所述預(yù)處理單元包括：采用CORDIC算法的向量模式的計(jì)算器。所述采用CORDIC算法的向量模式的計(jì)算器的輸入端1用于輸入所述直角坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)的實(shí)部。所述采用CORDIC算法的向量模式的計(jì)算器的輸入端2用于輸入所述直角坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)的虛部。所述采用CORDIC算法的向量模式的計(jì)算器的輸入端3用于輸入0。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，所述采用CORDIC算法的向量模式的計(jì)算器的輸出端1用于輸出所述直角坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)在所述極坐標(biāo)系下的幅度。所述采用CORDIC算法的向量模式的計(jì)算器的輸出端2用于輸出0。所述采用CORDIC算法的向量模式的計(jì)算器的輸出端3用于輸出所述直角坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)在所述極坐標(biāo)系下的相位。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，所述復(fù)數(shù)乘單元包括：一個(gè)乘法器和一個(gè)加法器。所述乘法器用于將所述X[n-i]與所述抽頭系數(shù)h[i]在所述極坐標(biāo)系下的幅度相乘。所述加法器用于將所述X[n-i]與所述抽頭系數(shù)h[i]在所述極坐標(biāo)系下的相位相加。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，所述后處理單元包括：采用所述CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式的計(jì)算器。所述采用所述CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式的計(jì)算器的輸入端1用于輸入所述復(fù)數(shù)乘單元輸出的幅度之積。所述采用所述CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式的計(jì)算器的輸入端2用于輸入0。所述采用所述CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式的計(jì)算器的輸入端3用于輸入所述第i個(gè)復(fù)數(shù)乘單元輸出的相位之和。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，所述采用所述CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式的計(jì)算器的輸出端1用于輸出所述極坐標(biāo)系下的X[n-i]與所述極坐標(biāo)系下的h[i]的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算結(jié)果的實(shí)部。所述采用所述CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式的計(jì)算器的輸出端2用于輸出0。所述采用所述CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式的計(jì)算器的輸出端3用于輸出所述極坐標(biāo)系下的X[n-i]與所述極坐標(biāo)系下的h[i]的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算結(jié)果的虛部。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，上述濾波器還包括寄存器，用于存儲(chǔ)所述極坐標(biāo)系下的抽頭系數(shù)h[0]/K2，h[1]/K2，…，h[N-1]/K2。與現(xiàn)有的抽頭系數(shù)h[0]，h[1]，…，h[N-1]相比，抽頭系數(shù)均除以K2的目的在于，抵消上述預(yù)處理單元和上述后處理單元引入的K2。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有的復(fù)數(shù)FIR濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1示出的復(fù)數(shù)FIR濾波器中復(fù)數(shù)乘法器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為對(duì)圖2示出的復(fù)數(shù)乘法器進(jìn)行優(yōu)化后的復(fù)數(shù)乘法器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的極坐標(biāo)系下的復(fù)數(shù)乘法器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的FIR濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為采用CORDIC算法的向量模式的計(jì)算器的輸入和輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；圖7為圖5中的FIR濾波器中的預(yù)處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖5中的FIR濾波器中的復(fù)數(shù)乘法器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為采用CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式的計(jì)算器的輸入和輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；圖10為圖5所示的FIR濾波器中的后處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為圖5所示的FIR濾波器N＝4的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式申請(qǐng)人在研究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，相比于直角坐標(biāo)系，在極坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)乘法器能降低硬件資源開銷。下面分別以對(duì)輸入數(shù)據(jù)x[n]與抽頭系數(shù)h[0]進(jìn)行復(fù)數(shù)乘為例給出直角坐標(biāo)系下復(fù)數(shù)乘法器的資源開銷情況以及極坐標(biāo)系下復(fù)數(shù)乘法器的資源開銷情況。假設(shè)輸入數(shù)據(jù)為x[n]＝a+j*b，其中，a為輸入數(shù)據(jù)x[n]的實(shí)部，b為輸入數(shù)據(jù)x[n]的虛部，抽頭系數(shù)h[0]＝c+j*d，其中，c為抽頭系數(shù)h[0]的實(shí)部，d為抽頭系數(shù)h[0]的虛部。(1)直角坐標(biāo)系下復(fù)數(shù)乘法器的資源開銷情況(a)對(duì)于圖1所示的FIR濾波器中的復(fù)數(shù)乘法器，以x[n]與h[0]進(jìn)行復(fù)數(shù)乘為例，在直角坐標(biāo)系下將x[n]與h[0]進(jìn)行復(fù)數(shù)乘的表達(dá)式為：x[n]*h[0]＝(a+j*b)(c+j*d)＝ac-bd+j*(ad+bc)(2)對(duì)應(yīng)上式(2)的復(fù)數(shù)乘法器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖2所示，可以看出，該復(fù)數(shù)乘法器需要4個(gè)乘法器和2個(gè)加法器。(b)對(duì)式(2)進(jìn)行優(yōu)化以后的表達(dá)式為：對(duì)應(yīng)上式(3)的復(fù)數(shù)乘法器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖3所示，可以發(fā)現(xiàn)，該復(fù)數(shù)乘法器需要3個(gè)乘法器和5個(gè)加法器。(2)極坐標(biāo)系下復(fù)數(shù)乘法器的資源開銷情況仍以x[n]與h[0]進(jìn)行復(fù)數(shù)乘為例，在將輸入數(shù)據(jù)x[n]與抽頭系數(shù)h[0]進(jìn)行復(fù)數(shù)乘之前，首先分別將輸入數(shù)據(jù)x[n]與抽頭系數(shù)h[0]轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)系下，具體的，其中，A0為x[n]在極坐標(biāo)系下的幅度，ω0為x[n]在極坐標(biāo)系下的相位，相應(yīng)的，其中，A1為h[0]在極坐標(biāo)系下的幅度，ω1為h[0]在極坐標(biāo)系下的相位，則復(fù)數(shù)乘法器在極坐標(biāo)系下將x[n]與h[0]進(jìn)行復(fù)數(shù)乘的表達(dá)式為：對(duì)應(yīng)上式(4)的復(fù)數(shù)乘法器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖4所示，可以發(fā)現(xiàn)，該復(fù)數(shù)乘法器需要1個(gè)乘法器和1個(gè)加法器。對(duì)比圖2、圖3和圖4可以看出，極坐標(biāo)系下復(fù)數(shù)乘法器需要的乘法器和加法器的數(shù)量明顯較少，即極坐標(biāo)系下復(fù)數(shù)乘法器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，硬件開銷小?；谏暾?qǐng)人的上述發(fā)現(xiàn)，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N硬件開銷較小的FIR濾波器，并實(shí)現(xiàn)此FIR濾波器與現(xiàn)有的數(shù)字處理系統(tǒng)的兼容。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種FIR濾波器的結(jié)構(gòu)，該濾波器為N抽頭的濾波器，包括預(yù)處理單元501和N組運(yùn)算單元502(圖5中以虛線框表示)。其中：預(yù)處理單元501用于將直角坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)X[n]。N組運(yùn)算單元502與X[n]、X[n-1]…X[n-N+1]一一對(duì)應(yīng)。N組運(yùn)算單元中的任意一個(gè)運(yùn)算單元均包括一個(gè)乘法器和一個(gè)加法器。具體的，第i組運(yùn)算單元包括一個(gè)復(fù)數(shù)乘單元5021以及一個(gè)后處理單元5022。復(fù)數(shù)乘單元5021用于將X(n-i)與h(i)進(jìn)行極坐標(biāo)下的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算。后處理單元5022用于將X(n-i)與h(i)的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算結(jié)果從極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)系，i為整數(shù)，且0≤i≤N-1。例如，以圖5中左起第一組運(yùn)算單元502為例，其中包括一個(gè)復(fù)數(shù)乘單元5021和一個(gè)后處理單元5022。復(fù)數(shù)乘單元5021用于將X(n)(i＝0)與h(0)進(jìn)行極坐標(biāo)下的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算。后處理單元5022用于將X(n)與h(0)的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算結(jié)果從極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)系。i＝1、2、……N-1的情況下類似，這里不再贅述。需要說(shuō)明的是，在圖5中，還包括N個(gè)延時(shí)器和N個(gè)加法器。其功能及結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的FIR濾波器中的延時(shí)器和加法器相同，例如，延時(shí)器用于將X[n]進(jìn)行逐級(jí)延遲，得到X[n-1]…X[n-N+1]。這里不再一一贅述。下面對(duì)預(yù)處理單元501、復(fù)數(shù)乘單元5021和后處理單元5022進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。預(yù)處理單元501可基于坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算(CoordinateRotationDigitalComputer，CORDIC)方法將直角坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至極坐標(biāo)系下。具體地，CORDIC算法采用一系列與運(yùn)算基數(shù)相關(guān)的角度不斷偏擺，從而逼近所需旋轉(zhuǎn)的角度，是一種迭代算法。CORDIC算法根據(jù)不同的旋轉(zhuǎn)軌跡分成圓周系統(tǒng)、線性系統(tǒng)、雙曲系統(tǒng)，每一系統(tǒng)又分別有向量模式和旋轉(zhuǎn)模式兩種。其中，圓周系統(tǒng)中CORDIC方程為：其中，di＝±1。對(duì)于旋轉(zhuǎn)模式，di＝sign(z(i))，n次迭代后可得：對(duì)于向量模式，di＝-sign(x(i)y(i))，n次迭代后可得：其中，K為補(bǔ)償系數(shù)，為一常數(shù)。如圖6所示，為采用CORDIC算法的向量模式的計(jì)算器(簡(jiǎn)稱計(jì)算器1)的輸入端和輸出端的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如果令x(輸入端1)＝輸入數(shù)據(jù)的實(shí)部，y(輸入端2)＝輸入數(shù)據(jù)的虛部，z(輸入端3)＝0，則經(jīng)計(jì)算器1的運(yùn)算后的輸出項(xiàng)為：0，tan-1(y/x)。基于圖6，預(yù)處理單元501的結(jié)構(gòu)如圖7所示，具體地，預(yù)處理單元501的輸入為直角坐標(biāo)系下的輸入數(shù)據(jù)X[n]，將直角坐標(biāo)系下的X[n]的實(shí)部x輸入計(jì)算器1的輸入端1，將直角坐標(biāo)系下的X[n]的虛部y輸入計(jì)算器1的輸入端2，輸入端3輸入為0，則可得到極坐標(biāo)系下的X[n]的幅度的K倍，即(計(jì)算器1的輸出端1輸出)和相位tan-1(y/x)(計(jì)算器1的輸出端3輸出)。因?yàn)镃ORDIC可以占用較少的硬件實(shí)現(xiàn)，所以，采用CORDIC算法進(jìn)行坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換能夠進(jìn)一步降低硬件的開銷。依據(jù)式(4)，任意一個(gè)復(fù)數(shù)乘單元5021包括1個(gè)乘法器和1個(gè)加法器，如圖8所示。以對(duì)輸入數(shù)據(jù)x[n]和抽頭系數(shù)h[0]進(jìn)行復(fù)數(shù)乘為例，假設(shè)輸入數(shù)據(jù)x[n]經(jīng)預(yù)處理單元501轉(zhuǎn)換后獲得輸入數(shù)據(jù)x[n]在極坐標(biāo)系下的幅度為A1，相位為w1，抽頭系數(shù)h[0]在極坐標(biāo)系下的幅度為A0，相位為w0，則圖8所示的復(fù)數(shù)乘法器通過(guò)乘法器將幅度A1與幅度A0相乘，通過(guò)加法器將相位w0和相位w1相加，最終輸出A1A0和w0+w1。與預(yù)處理單元501相對(duì)應(yīng)的，后處理單元5022采用CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式將復(fù)數(shù)乘單元5021的輸出結(jié)果從極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)系。如圖9所示，為采用CORDIC算法的旋轉(zhuǎn)模式的計(jì)算器(簡(jiǎn)稱計(jì)算器2)的輸入端和輸出端的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果令x(輸入端1)＝輸入數(shù)據(jù)的幅度，y(輸入端2)＝0，z(輸入端3)＝輸入數(shù)據(jù)的相位，則輸出的數(shù)據(jù)的實(shí)部(由計(jì)算器2的輸出端1輸出)＝Kx*cosz，輸出數(shù)據(jù)的虛部(由計(jì)算器2的輸出端3輸出)＝Kx*sinz，計(jì)算器2的輸出端2輸出為0，可以不連接其它部分?；趫D9，后處理單元5022的結(jié)構(gòu)如圖10所示，其中輸入為復(fù)數(shù)乘單元5021的輸出，以輸入數(shù)據(jù)x[n]和抽頭系數(shù)h[0]的相乘結(jié)果為例，后處理單元5022的輸入為A1A0和w0+w1，將A1A0輸入計(jì)算器2的輸入端1，將w0+w1輸入計(jì)算器2的輸入端3，輸入端2的輸入為0，則后處理單元輸出極坐標(biāo)系下的x[n]和極坐標(biāo)系下的抽頭系數(shù)h[0]在直角坐標(biāo)系下的相乘結(jié)果。需要說(shuō)明的是，從上式(6)、式(7)以及圖6和圖9可以發(fā)現(xiàn)，在使用計(jì)算器1和計(jì)算器2進(jìn)行數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換時(shí)，運(yùn)算結(jié)果中均會(huì)引入常數(shù)因子K2，為了消除該常數(shù)因子K2，可以采用以下方式：在圖5所示的濾波器中還包括寄存器(圖5中未畫出)，寄存器中預(yù)先存儲(chǔ)抽頭系數(shù)h[0]/K2，h[1]/K2，…，h[N-1]/K2的極坐標(biāo)形式，也就是極坐標(biāo)系下的抽頭系數(shù)h[0]/K2，h[1]/K2，…，h[N-1]/K2。即通過(guò)抽頭系數(shù)將引入的K2抵消。圖11所示為N＝4即4抽頭濾波器的具體結(jié)構(gòu)示意圖，假設(shè)該4抽頭濾波器的抽頭系數(shù)分別為h[0]、h[1]、h[2]、h[3]，4抽頭濾波器的輸入數(shù)據(jù)為x[n]，輸出數(shù)據(jù)為y[n]，輸入數(shù)據(jù)x[n]＝xi+j*xq，其中，xi和xq分別為x[n]的實(shí)部和虛部，輸出數(shù)據(jù)y[n]＝y(tǒng)i+j*yq，yi和yq分別為輸出數(shù)據(jù)y[n]的實(shí)部和虛部，CORDIC的補(bǔ)償系數(shù)為K：A0和ω0分別為h[0]/K2在極坐標(biāo)系下的幅度和相位；A1和ω1分別為h[1]/K2在極坐標(biāo)系下的幅度和相位；A2和ω2分別為h[2]/K2在極坐標(biāo)系下的幅度和相位；A3和ω3分別為h[3]/K2在極坐標(biāo)系下的幅度和相位。則，圖11中示出的4抽頭濾波器對(duì)輸入數(shù)據(jù)x[n]進(jìn)行處理，輸出數(shù)據(jù)y[n]的具體過(guò)程為：預(yù)處理單元1000接收輸入數(shù)據(jù)x[n]，將其轉(zhuǎn)換后輸出幅度Ax0和相位ωx0，相位ωx0和ω0輸入復(fù)數(shù)乘單元的加法器1011進(jìn)行相加運(yùn)算，幅度Ax0和A0輸入復(fù)數(shù)乘單元的乘法器1021進(jìn)行相乘運(yùn)算，加法器1011的運(yùn)算結(jié)果ωx0+ω0以及乘法器1021的運(yùn)算結(jié)果Ax0*A0輸入后處理單元1031進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得實(shí)部yi0和虛部yq0。經(jīng)預(yù)處理單元1000轉(zhuǎn)換后輸出的相位ωx0經(jīng)延遲模塊1041延遲后得到ωx1，經(jīng)預(yù)處理單元1000轉(zhuǎn)換后輸出的幅度Ax0經(jīng)延遲模塊1051延遲后得到幅度Ax1，ωx1和ω1輸入加法器1012進(jìn)行相加運(yùn)算，Ax1和A1輸入乘法器1022進(jìn)行相乘運(yùn)算，加法器1012的運(yùn)算結(jié)果ωx1+ω1以及乘法器1021的運(yùn)算結(jié)果Ax1*A0輸入后處理單元1032進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得實(shí)部yi1和虛部yq1。后處理單元1031輸出的yi0和后處理單元1032輸出的yi1經(jīng)加法器1061進(jìn)行相加運(yùn)算后得到y(tǒng)i0+yi1并輸入至加法器1062，后處理單元1031輸出的yq0和后處理單元1032輸出的yq1經(jīng)加法器1071進(jìn)行相加運(yùn)算后得到y(tǒng)q0+yq1并輸入至加法器1072。經(jīng)第一級(jí)延遲得到的相位ωx0經(jīng)延遲模塊1042延遲后得到相位ωx2，經(jīng)第一級(jí)延遲得到的幅度Ax0經(jīng)延遲模塊1052延遲后得到幅度Ax2，ωx2和ω2輸入加法器1013進(jìn)行相加運(yùn)算，Ax2和A2輸入乘法器1023進(jìn)行相乘運(yùn)算，加法器1013的運(yùn)算結(jié)果ωx2+ω2以及乘法器1023的運(yùn)算結(jié)果Ax2*A2輸入后處理單元1033進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得實(shí)部yi2和虛部yq2。后處理單元1033輸出的yi2輸入加法器1062，與yi0+yi1進(jìn)行相加運(yùn)算后得到y(tǒng)i0+yi1+yi2并輸入加法器1063，同樣的，后處理單元1033輸出的yq2輸入加法器1072，與yq0+yq1進(jìn)行相加運(yùn)算后得到y(tǒng)q0+yq1+yq2并輸入加法器1073。經(jīng)第二級(jí)延遲后得到的相位ωx2經(jīng)延遲模塊1043延遲后得到相位ωx3，經(jīng)第二級(jí)延遲后得到的Ax2經(jīng)延遲模塊1053延遲后得到幅度Ax3，ωx3和ω3輸入加法器1014進(jìn)行相加運(yùn)算，Ax3和A3輸入乘法器1024進(jìn)行相乘運(yùn)算，加法器1013的運(yùn)算結(jié)果ωx3+ω3以及乘法器1023的運(yùn)算結(jié)果Ax3*A3輸入后處理單元1034進(jìn)行轉(zhuǎn)換，獲得實(shí)部yi3和虛部yq3。后處理單元1034輸出的yi3輸入加法器1063，與yi0+yi1+yi2進(jìn)行相加運(yùn)算后得到y(tǒng)i0+yi1+yi2+yi3＝y(tǒng)i，同樣的，后處理單元1034輸出的yq3輸入加法器1073，與yq0+yq1+yq2進(jìn)行相加運(yùn)算后得到y(tǒng)q0+yq1+yq2+yq3＝y(tǒng)q。通過(guò)上述處理過(guò)程便得到了輸出數(shù)據(jù)y[n]。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的濾波器與現(xiàn)有技術(shù)中的濾波器相比，大大降低了硬件開銷，下表1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的兩種濾波器以及本發(fā)明提供的濾波器的硬件開銷情況，其中，表中的現(xiàn)有技術(shù)一指的是圖1示出的濾波器，現(xiàn)有技術(shù)二指的是基于圖1示出的濾波器進(jìn)行優(yōu)化的濾波器(優(yōu)化后的復(fù)數(shù)乘法器如圖3所示)。表2示出了乘法器和CORDCI模塊(包括計(jì)算器1和計(jì)算器2)的硬件開銷對(duì)比情況。表1現(xiàn)有技術(shù)中的濾波器與本發(fā)明提供的濾波器的硬件開銷對(duì)比濾波器乘法器個(gè)數(shù)加法器個(gè)數(shù)CORDIC個(gè)數(shù)寄存器個(gè)數(shù)現(xiàn)有技術(shù)一4N4N-202N-2現(xiàn)有技術(shù)二3N7N-202N-2本發(fā)明N3N-2N+12N-2表2乘法器和CORDCI模塊硬件開銷對(duì)比(輸入位寬為9bit)工藝：TSMC40nm面積：um2乘法器(9x9bit)640CORDIC(迭代級(jí)數(shù)9)1206從表1中可以看出，本發(fā)明提供的濾波器與現(xiàn)有技術(shù)一相比，通過(guò)增加N+1個(gè)CORDIC模塊，節(jié)省了3N個(gè)乘法器和N個(gè)加法器，可以理解的是，濾波器的抽頭數(shù)量越多，則本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)一相比節(jié)省的乘法器和加法器越多。本發(fā)明提供的濾波器與現(xiàn)有技術(shù)二相比，通過(guò)增加N+1個(gè)CORDIC模塊，節(jié)省了2N個(gè)乘法器和4N個(gè)加法器，同樣的，濾波器的抽頭數(shù)量越多，則本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)二相比節(jié)省的乘法器和加法器越多。而從表2中可以看出，一個(gè)CORDIC模塊的硬件資源小于等于兩個(gè)乘法器的資源，將一個(gè)CORDIC模塊折算成兩個(gè)乘法器后，本發(fā)明應(yīng)用的乘法器為3N+2個(gè)，加法器為3N-2個(gè)，將本發(fā)明的整體硬件資源與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明提供的濾波器大大降低了硬件資源，相應(yīng)大大降低了濾波器的硬件開銷，尤其適用于硬件乘法資源緊張的系統(tǒng)中。鑒于極坐標(biāo)系下的復(fù)數(shù)乘運(yùn)算較簡(jiǎn)單，本發(fā)明實(shí)施例提供的濾波器，通過(guò)將直角坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)系下，使得濾波器中占據(jù)主要硬件開銷的復(fù)數(shù)乘法器的結(jié)構(gòu)相比于現(xiàn)有技術(shù)得到簡(jiǎn)化，即極坐標(biāo)系下的復(fù)數(shù)乘法器所需的乘法器和加法器的數(shù)量減少，這使得復(fù)數(shù)乘法器的硬件資源減少，相應(yīng)的濾波器的整體硬件資源減少，濾波器的整體硬件開銷降低，進(jìn)而使得芯片面積減小，硬件成本降低。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3