Использование системы остаточных классов с модулями
вида {2ⁿ −1,2ⁿ ,2ⁿ +1} для снижения аппаратных затрат цифрового фильтра 

Максим Валерьевич Бергерман, младший научный сотрудник, Северо-Кавказский центр математических исследований (Россия, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1), maxx07051997@inbox.ru

Актуальность и цели. Низкая производительность устройств цифровой фильтрации является главной проблемой для решения практических задач цифровой обработки сигналов. Одним из способов повышения производительности таких устройств является параллельная обработка сигналов с использованием арифметики системы остаточных классов. Материалы и методы. Предложена архитектура усеченного умножителя с накопителем и преобразователей для вычисления по модулю 2ⁿ +1. Также был предложен способ фильтрации сигналов цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой с использованием усеченных умножителей с накопителем в системе остаточных классов с модулями специального вида {2ⁿ −1, 2ⁿ ,2ⁿ +1}. Результаты. Использование модулей {2ⁿ −1, 2ⁿ , 2ⁿ +1} позволяет снизить аппаратные затраты по сравнению с модулями {2ⁿ −1,2ⁿ}. Результаты аппаратного моделирования показали, что для 32-разрядного фильтра в системе остаточных классов предложенный набор модулей позволяет снизить аппаратные затраты до 32,5 %, но при этом, увеличилась задержка до 16,4 %. Выводы. Полученные результаты открывают возможность для создания устройств с низкими аппаратными затратами.

Ключевые слова

цифровая обработка сигналов, цифровой фильтр, система остаточных классов, умножители с накопителем, аппаратное моделирование

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Бергерман М. В. Использование системы остаточных классов с модулями вида {2ⁿ −1,2ⁿ ,2ⁿ +1} для снижения аппаратных затрат цифрового фильтра // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2023. № 1. С. 32–43. doi:10.21685/2072-3059-2023-1-3