高效率數位信號處理心臟收縮式陣列

Abstract

在數位信號處理的應用中常含有大量的數學運算，而為了達到即時處理的目標，人們 需不斷改進計算機的處理速度。在各種可用於數位信號處理的計算機結構當中，心臟 收縮式陣列最引人注意，這種結構不但使用了串接式與並行式的運算方法（具有很高 的處理速度），而且還擁有簡單性和規則性的通訊控制模式（特別有利於超大型積體 電路的設計與製造）。基於這些理由，有關數位信號處理心臟收縮式陣列研究是非黨 需要的。 本論文提出一些新的心臟收縮式陣列來執行幾個常用的數位信號處理功能，其內容分 兩大部分： １．字元級心臟收縮式陣列：此部分探討如何設計字元級心臟收縮式陣列來執行線性 函數分類，其中所提出的每一陣列均具有百分之百的使用效率，而且每隔一個系統時 脈週期即可產生一個分類結果。同時，我們還提出適當的方法以解決輸入╱輸出方面 的問題。 ２．數元級心臟收縮式陣列：首先，我們提出一個新的數元級內積運算方法，此方法 不但具有百分之百的使用效率，而且比其他相關方法擁有更高的處理速度。然後，我 們利用此方法設計以下的數位信號處理陣列： （１）能執行線性函數分類的數元級心臟收縮式陣列：此一新陣列比其他相關陣列具 有更高的處理速度。 （２）能執行迴旋運算和有限衝響應濾波的數元級心臟收縮式陣列：在一定時脈頻率 下，此類新陣列能具有最佳的使用效率與平均產量。 （３）能執行無限脈衝響應濾波的數元級心臟數縮式陣列：對處理單一資料源（或信 號）而言，此一新陣列的使用效率與產量率和其他相關陣列差不多，不過，當需要同 時處理兩個以上的資炓源時，此一新陣列的性能便大約是其他相關陣列的兩倍。由於 此特點，使得本新陣列非常適用於需要多重濾波與帶通分析的應用中。