양방향 알고리즘을 이용한 2의 보수 표현 기법에 의한 디지털 필터의 설계에 관한 연구

Study on Design of Digital filter by 2's Complement Representation using Bidirectional algorithm

디지털 신호 처리 분야에서 디지털 필터는 필수불가결한 요소이다. 디지털 필터는 이진수의 곱셈 및 덧셈을 기본으로 하는 것으로 많은 연산량을 필요로 한다. 디지털 필터 내의 곱셈기는 VLSI 기술을 이용한 디지털 필터의 설계에 있어 반도체 칩 내부의 넓은 영역을 차지하고 전력의 대부분을 소비하며, 필터의 critical path를 결정하여 필터의 성능을 결정하는 중요한 요소로서 작용 한다. 본 연구에서는 특히 디지털 필터의 복잡성(complexity)를 해소하고 critical path를 줄여 필터의 연산속도를 증가시키기 위한 방법으로 2의 보수로서 표현되는 이진수를 CSD(canonical signed digit)와 MSD(minimal signed digit)로 동시에 변환하여 표현하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 VHDL로 구현하고 임의의 필터에 적용하여 필터의 critical path가 감소하는 것을 보였다.

The digital filter is essential element in digital signal processing area. It needs a high computational burden caused by multiplying and adding. The multiplier in digital filter is a dominant element, which occupies an wide area at the field of VLSI design, needs high power-consuming and also decides critical path that affects to filter performance. In this paper we proposed the simultaneous transform method which is represented 2's complementary representation to CSD and MSD representation to solve a complexity problem and to improve a computational speed. The performance of proposed method was implemented in VHDL and applied to an digital filters, was evaluated the decreasing of critical path delay.