一种基于任意余数基的前向转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于任意余数基的前向转换装置，属于无线通信技术领域。本发明专利技术包括数据分段模块、段内处理模块和段外处理模块，基于任意余数基，实现将位宽较大的二进制数转换为位宽较小的RNS数的前向转换。本发明专利技术利用余数系统并行计算与无进位的特点，为RNS数在数字信号处理系统的数据输入端提供了一种转换方式，降低了DSP装置的硬件复杂度，提高了数据处理速度。据处理速度。据处理速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于任意余数基的前向转换装置


[0001]本专利技术属于无线通信
，特别是指一种基于任意余数基的前向转换装置，适应于扩频通信系统的长周期扩频码和跳频通信系统长周期跳频序列的实时确定相位生成过程。

技术介绍

[0002]二进制数通过对余数基的取模运算，所得余数的集合构成的数值表征系统称为余数系统，由于余数基两两互质，各个余数之间具有完全独立的结构，形成了余数系统并行、无权、无进位传播的优良特性。利用余数系统可以将位宽较大的运算分解为多个位宽较小的运算来并行实现，在DSP所处理数据动态范围一定的情况下，适当地增加余数基通道数量可以相应地缩短关键路径的长度，降低系统的时延与面积，进而减小DSP实现的复杂度、资源消耗与功耗。传统的二进制形式的加法器和乘法器，其性能受进位传播延时的影响，与之相比，余数系统的特性可显著提高算术单元的运算效率，因而广泛应用于乘加密集型的数字信号处理系统中，如FIR数字滤波器。如今，对信号处理的处理能力、速度及系统的实时性、功耗等的要求越来越高，余数系统在数据或信号处理系统的最前端引入了并行优势，降低了运算的复杂度，降低了实现所需资源与功耗，提高了系统的工作效率，因而余数系统是符合DSP期望的数值表征系统，基于余数系统的DSP技术也成为数据通道设计的热点之一。
[0003]二进制转RNS数的前向转换方法中，有的方法限制了余数基的大小，如要求余数基为11,17,19等数值较小的数；有的方法限定了余数基的构成形式，如2
n
±
1，2
n
±r/>3等，或由其变体或扩展形成的固定形式的余数基，如r
n
±
1，r
n
±
2等。这使得开发者在算法的设计与优化时需考虑算法前端的数值转换与表征，或是基于特定的数值表征形式展开设计与优化，极大地限制了余数系统应用的灵活性与通用性。
[0004]任意余数基的前向转换方法可以实现二进制数向任意余数基的RNS数的转换，对于待转换数据与余数基的大小及结构形式没有特殊要求，增大了数值表征的范围，有效地避免了前向转换的局限性，有助于更普遍的信号处理系统的并行实现，对低复杂度、高速、低功耗、大动态范围的系统设计有着重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种基于任意余数基的前向转换装置，可以实现任意余数基的二进制数转RNS数的前向转换，能够将二进制数表征为R NS数。
[0006]本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种基于任意余数基的前向转换装置，包括数据分段模块、段内处理模块和段外处理模块；
[0008]数据分段模块将待处理数据的二进制表示形式分为s段，求出每段对应的数值K
j
,j＝0,1,2,...,s
‑
1，并向相应的寄存器存储K
j
；计算并向相应的寄存器中存储q为m
i
二进制表示形式所需最少比特数，表示关于m
i
求余；通过
2输入1输出乘法器单元计算并向相应的寄存器存储X
j
；
[0009]段内处理模块将每个X
j
,j＝0,1,2,...,s
‑
1按位表示，转换为二进制表示形式(b
2q
‑1b
2q
‑2...b1b0)2；计算并向相应的寄存器中存储通过2选1选择器单元，根据X
j
的位的取值情况，为0的位输出0，为1的位输出相应的通过2输入
‑
模m
i
加法器单元，将所有为1的位对应输出的两两通过模加法器求模和，求出的值；
[0010]段外处理模块通过2输入
‑
模m
i
加法器单元，将所有两两通过模加法器求模和，求出的值，即的值。
[0011]本专利技术的有益效果在于：
[0012]1、本专利技术可将数据的处理分解到多个独立的通道中并行实现，减小信号处理系统的复杂度，有效提高系统运行速度，降低系统功耗。
[0013]2、本专利技术可以实现任意余数基的二进制数转RNS数的前向转换，能够将二进制数表征为RNS(余数系统，Residue Number System)数，即基于任意余数基，实现将位宽较大的二进制数转换为位宽较小的RNS数的前向转换。
[0014]3、本专利技术利用余数系统并行计算与无进位的特点，为RNS数在数字信号处理(DSP)系统的数据输入端提供了一种转换方式，降低了DSP装置的硬件复杂度，提高了数据处理速度。其中，余数基的大小及结构形式均不受约束(例如不必为2
n
±
1或其他形式)，待转换数据的大小也不受限制；余数基可以为某一具体整数数值，也可以为某一数值范围。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的原理示意图。
[0016]图2为本专利技术的结构示意图。
[0017]图3为本专利技术中2输入
‑
模m
i
加法器的示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施装置对本专利技术作进一步的详细说明。
[0019]如图2所示，一种基于任意余数基的前向转换装置，包括数据分段模块、段内处理模块和段外处理模块，各模块的功能如下：
[0020](1)数据分段模块
[0021]1)将待处理数据转换为二进制表示形式(当待处理数据为其他表示形式时)；
[0022]2)补零(当待处理数据的二进制表示位数不足余数基位数的整数倍时)；
[0023]3)分段，分为s段，求出每段对应的数值K
j
,j＝0,1,2,...,s
‑
1，即K0,K1,K2,...,K
s
‑1，并向相应的寄存器存储K
j
；
[0024]4)计算并向相应的寄存器中存储
[0025]5)2输入1输出乘法器单元，根据3)和4)计算并
向相应的寄存器存储X
j
。
[0026](2)段内处理模块
[0027]1)将每个X
j
,j＝0,1,2,...,s
‑
1按位表示，即转换为二进制表示形式，即(b
2q
‑1b
2q
‑2...b1b0)2；
[0028]2)计算并向相应的寄存器中存储
[0029]3)2选1选择器单元，根据X
j
的位的取值情况，为0的位输出0，为1的位输出相应的
[0030]4)2输入
‑
模m
i
加法器单元，将所有为1的位对应输出的两两通过模加法器求模和，至此求出的值。
[0031](3)段外处理模块
[0032]如图3所示，2输入
‑
模m
i
加法器单元，将所有两两通过模加法器求模和，至此求出的值，也即的值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于任意余数基的前向转换装置，其特征在于，包括数据分段模块、段内处理模块和段外处理模块；数据分段模块将待处理数据的二进制表示形式分为s段，求出每段对应的数值K
j
,j＝0,1,2,...,s
‑
1，并向相应的寄存器存储K
j
；计算并向相应的寄存器中存储q为m
i
二进制表示形式所需最少比特数，表示关于m
i
求余；通过2输入1输出乘法器单元计算并向相应的寄存器存储X
j
；段内处理模块将每个X
j
,j＝0,1,2,....

【专利技术属性】
技术研发人员：王天雄，刘飞扬，王明杰，纪金伟，马上，李博文，高恺，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：