[發明專利]低功率有限脈沖響應濾波器

在審

• 申請號: 202210896382.5
• 申請日: 2022-07-28
• 公開（公告）號: CN115694426A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: A·巴爾;R·辛格
• 申請（專利權）人: 意法半導體國際有限公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 閆昊

本公開的實施例涉及低功率有限脈沖響應濾波器。有限脈沖響應(FIR)濾波器包括多個寄存器。每個寄存器的數據輸入端子直接耦聯到FIR濾波器的輸入。在濾波器時鐘信號的每個時鐘周期上，將新數據值傳遞到每個寄存器。在每個時鐘周期上，只有一個寄存器處理數據值。環形計數器耦聯到寄存器并且確定在每個時鐘周期上哪個寄存器處理數據值。

技術領域

本公開一般涉及數字濾波器。本公開更具體地涉及有限脈沖響應濾波器。

背景技術

許多集成電路包括信號處理電路。信號處理電路可以包括用于處理模擬信號和數字信號的各種處理塊。各種濾波器塊可以用于對模擬信號和數字信號進行濾波。

存在許多類型的數字濾波器，這些數字濾波器可以作為數字信號處理器的一部分用于對數字信號進行濾波。數字濾波器的一個示例是有限脈沖響應(FIR)濾波器。全吞吐量FIR濾波器通常是信號處理鏈的主要組件。FIR濾波器可能消耗大量功率。在一些情況下，FIR濾波器可以負責數字信號處理濾波器鏈的總功耗的50％以上。這在一定程度上是由于許多FIR濾波器使用了功率密集型的卷積運算。

雖然可能希望降低FIR濾波器的功耗，但是這種功耗的降低通常是以性能為代價的。已經證明很難實現具有高性能的低功率FIR濾波器。

發明內容

本公開的實施例提供了消耗少量功率同時提供非常高性能的FIR濾波器。FIR濾波器在濾波器時鐘的每個周期接收新數據值。多個輸入寄存器中的每個輸入寄存器同時接收每個數據值。然而，在每個時鐘周期上僅一個輸入寄存器處理數據值。與下游電路的兼容布置耦聯的這種布置提供了非常高性能和低功率的FIR濾波器。

FIR濾波器可以包括具有以環形配置耦聯的多個觸發器的環形計數器。每個觸發器的輸出被提供給下一個觸發器的數據輸入和相應輸入寄存器的時鐘輸入端子。單個脈沖經過環形計數器，使得在每個時鐘周期上，觸發器中的僅一個觸發器的輸出為高。在任何給定時鐘周期上耦聯到具有高輸出的觸發器的輸入寄存器處理數據值。這不僅提供了確保在每個時鐘周期上僅一個輸入寄存器處理數據值的上述益處，而且還大大簡化和減少了與將時鐘信號分配到輸入寄存器相關聯的功耗。

FIR濾波器可以包括多個卷積運算器，每個卷積運算器耦聯到相應的輸入寄存器。FIR濾波器可以包括耦聯到卷積運算器的多個復用器。每個復用器在每個時鐘周期上向對應的卷積運算器提供不同的卷積常數。FIR濾波器包括求和所有卷積運算器的輸出的加法器。

如下面將更詳細地闡述的，可以根據本公開的原理實現FIR濾波器的各種配置。

附圖說明

圖1是根據一些實施例的FIR濾波器的框圖。

圖2是根據一些實施例的FIR濾波器的示意圖。

圖3是根據一些實施例的與FIR濾波器相關聯的信號。

圖4是根據一些實施例的FIR濾波器的卷積運算器的示意圖。

圖5是根據一些實施例的用于操作FIR濾波器的方法的流程圖。

具體實施方式

在以下描述中，闡述了某些具體細節以便提供對各種公開的實施例的透徹理解。然而，相關領域的技術人員將認識到，可以在沒有一個或多個這些具體細節的情況下或者利用其他方法、組件、材料等實踐實施例。在其他實例中沒有詳細示出或描述與有限脈沖響應濾波器相關聯的公知結構、電路和過程，以避免不必要地模糊對實施例的描述。

除非上下文另有要求，否則在整個說明書和所附權利要求書中，詞語“包括”及其變體、例如“包含”和“含有”應被解釋為開放的、包括性的含義，即“包括但不限于”。此外，術語“第一”、“第二”和類似的順序指示符應被解釋為可互換的，除非上下文清楚地另外規定。