一种基于迭代短卷积算法的低复杂度并行FIR滤波器结构.pdf

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1、第36卷第5期电子与信息学报V01．36No．52014年5月JournalofElectronics&InformationTechnologyMay2014一种基于迭代短卷积算法的低复杂度并行FIR滤波器结构田晶晶李广军李强㈣f电子科技大学通信与信息工程学院成都611731)(奥尔胡斯大学工程系奥尔胡斯DK．8000)摘要：该文基于快速卷积算法，提出一种适用于线性相位FIR滤波器的并行结构。该结构采用快速卷积算法减少子滤波器个数，同时让尽可能多的子滤波器具有对称系数，然后利用系数对称的特性减少子滤波器模块中的

2、乘法器数量。对于具有对称系数的FIR滤波器，提出的并行结构能够比已有的并行FIR结构节省大量的硬件资源，尤其当滤波器的抽头数较大时效果更明显。具体地，对一个4并行144抽头的FIR滤波器，提出的结构比改进的快速FIR算法(FastFIRAlgorithm，FFA)结构节省36个乘法器(14．3％)，23个加法器(6．6％)和35个延时单元(11．O％)。关键词：并行FIR滤波器；快速卷积；迭代短卷积；对称系数中图分类号：TN713．7文献标识码：A文章编号：1009．5896(2014)05—1151—07DOI

3、：10．3724／SP．J．1146．2013．00976Hardware--eft]cientParallelStructuresforLinear-·phaseFIRDigitalFilterBasedonIteratedShortConvolutionAlgorithmTianJing-jing~LiGuang-jun~LiQiang~(SchoolofCommunicationandInformationEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnol

4、ogyofChina，Chengdu611731，China)(DepartmentofEnginee~'ing，AarhusUniversity，AarhusDK-8000，Denmark)Abstract：Basedonfastconvolutionalgorithm，improvedparallelFIRfilterstructuresareproposedforlinear—phaseFIRfilterswherethenumberoftapsisamultipleofparallelism．Thepro

5、posedparallelFIRstructuresnotonlyusefastconvolutionalgorithmtoreducethenumberofsub—filters，butalsoexploitthesymmetriccoeficientsoflinear—-phaseFIRfiltertoreducehalfthenumberofmultiplicationsinsub·-filtersectionattheexpenseofadditionaladdersinpre·processingand

6、post—processingblocks．TheproposedparallelFIRstructuressavealargeamountofhardwarecostforsymmetriccoeficientsfromthereportedparallelFIRfilterstructures，especiallywhenthelengthofthefilterislarge．Specifically，fora4-parallel144一tapfilter，theproposedstructuresaves3

7、6multipliers(14．3％)，23adders(6．6％)，and35delayelements(11．0％)fromtheimprovedFastFIRAlgorithm(FFA)structure．Keywords：ParallelFIRfilter；Fastconvolution；Iteratedshortconvolution；Symmetriccoefficients1引言要求。并行技术即可用来增加FIR滤波器的吞吐率，有限脉冲响应(FiniteImpulseResponse，FIR1又可以用

8、来降低FIR滤波器的功耗[1】，但通常来说，滤波器因其优良的线性相位特性以及无条件稳定的采用并行结构会极大地增加资源消耗，并行FIR滤特点，在视频和图像处理，无线通信等多个领域都波器的硬件资源会随着并行级数线性增长，这大大得到了广泛的应用。在某些应用中，如高速的遥感降低了并行FIR滤波器的可实现性和运用价值。在卫星接收机，4G通信系统等，由于其数据传输速率大多设计中，受面