9.3. Параллелизм при построении КИХ-фильтров прямой формы

Если входные отсчеты представлены -разрядными числами, для вычисления выходного отсчета приходится выполнить  умножений и предполагается, что время сдвига регистра на один разряд  равно времени сложения, то максимальная скорость обработки данных , которая может быть достигнута с помощью схемы, рассмотренной в разд. 9.2 (см., например, фиг. 9.3), равна ). Так, если  нс,  и , то

Для увеличения  можно использовать различные способы параллелизма, касающиеся как работы памяти, так и выполнения арифметических операций. Используя два или более регистра сдвига, можно пропорционально увеличить скорость обработки; аналогичного результата можно достичь, используя два или более арифметических устройства. Рассмотрим все эти варианты, чтобы выяснить, какое дополнительное управление необходимо и какими должны быть арифметические устройства.

Фиг. 9.4. Блок-схема, последовательность обработки и промежуточные результаты для КИX-фильтра с двумя параллельно работающими АУ.

На фиг. 9.4 представлены все необходимые элементы и связи между ними для системы, содержащей два параллельно работающих арифметических устройства. Там же показана последовательность вычислений и размещение данных в регистре сдвига после выполнения очередной операции умножение — накопление. По сравнению со схемой, содержащей одно АУ (она была приведена на фиг. 9.3), данная схема обеспечивает вдвое большую скорость обработки при условии, что схемы АУ1 и АУ2 такие же, как у арифметического устройства на фиг. 9.3. Рассмотренный метод параллелизма легко обобщить на любое число арифметических устройств, однако не следует забывать, что высокий уровень интеграции сохранится только в том случае, если каждая из частей регистра сдвига является достаточно многоразрядной. Так, при построении фильтра 20-го порядка с 16-разрядными отсчетами и одним АУ требуется 320-разрядный кристалл. При построении такого же фильтра с двумя АУ необходимо иметь регистр сдвига с отводом, что при современной номенклатуре микросхем потребует использования двух корпусов, хотя не исключено, что такие регистры сдвига с отводами вполне могут быть изготовлены специально.