多次元状態空間ディジタルフィルタリングのための高並列信号処理システムの試作

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03555067
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 川又 政征 東北大学, 工学部, 助教授 (70153004)
• キーワード: 多次元ディジタルフィルタ / 状態空間モデル / シストリックアレイ / 動作記述言語 / VLSIプロセッサ

研究概要

本研究では,本研究者の設計法によって得られる高精度の多次元状態空間ディジタルフィルタ専用の高度並列信号処理システムを試作し,その性能を評価することを目的としている.
まず,多次元状態空間ディジタルフィルタリングシステムのア-キテクチャ(ハ-ドウェアおよびソフトウェア)の概念設計を行った.次元を2次元とし,次数を(4,4)次とし,システム全体のア-キテクチャは分散演算を行う1次元プロセッサエレメントを用いる線形アレイプロセッサとした.
次に,試作するフィルタリングシステムの基本プロセッサのア-キテクチャを動作記述言語で記述し,回路合成,動作確認およびレイアウトを行い,提案プロセッサチップのア-キテクチャの厳密な評価を行った.その結果,1μmCOMSスタンダ-ドセルを用いた場合,単位プロセッサエレメントは,4.5mmx4.2mmのチップ上に約1,500ゲ-トで実現され,40MHzで動作し,16ビットの9次元の内積を450nsecで実行可能であることが明らかとなった.また,このプロセッサエレメントを有する2次元状態空間ディジタルフィルタリングシステムは,1,024x1,024点の画像を1.47msecで実行可能であることが確認された.この実行時間は,上述の動画像を実時間処理可能な時間である.

研究成果

• [文献書誌] 岩田 靖,川又 政征 樋口 龍雄: "2次元状態空間ディジタルフィルタのVLSIプロセッサ設計" 電気関係学会東北支部連合大会予稿集. 342- (1991)
• [文献書誌] 岩田 靖,川又 政征 樋口 龍雄: "動作記述言語・合成系による2次元状態空間ディジタルフィルタの設計と評価" 電子情報通信学会秋季大会予稿集. 1. 191-192 (1991)
• [文献書誌] Tian-Bo Deng,Masayuki Kawamata: "Freguency-Domain Design of 2-D Digital Filters Using the Iterative Singular Value Decomposition" IEEE Trans.on Circuits and Systems. 38. 1225-1228 (1991)
• [文献書誌] Tian-Bo Deng,Masayuki Kawamata: "Design of Separable-Denominator 2-D Digital Filters Using the Reduced-Dimensional Decomposition Model" Multidimensional Systems and Signal Processing. 3. 89-96 (1992)
• [文献書誌] Masayuki Kawamata,Takehiko Kagoshima,Tatsuo Higuchi: "Design of Three-Dimensional Recursive Digital Filters Via Decomposition" Proc.of the Seventh Workshop on Multidimensional Signal Processing. 3.15- (1991)
• [文献書誌] 篭嶋 岳彦,川又 政征 樋口 龍雄: "Design of Three-Dimensional Digital Filters for Real Time Video Processing Via Decomposition for Freguency Domain Specifications" 電子情報通信学会ディジタル信号処理研究会技術報告. DSP91-76. 55-62 (1992)