优化的二维IIR滤波器脉动结构设计

"一种改进的二维IIR数字滤波器的脉动结构 (1993年)" 本文深入探讨了在1993年提出的一种针对二维无限 impulse response (IIR) 数字滤波器的优化脉动（SYSTOLIC）结构。脉动结构是一种并行处理技术，它在信号处理领域，特别是滤波器设计中，能够显著提高处理速度。该文章的核心是解决传统二维IIR滤波器实现中遇到的问题，包括加法器的冗余、结构的不规则性以及高阶扩展的灵活性。 作者指出，传统的二维IIR滤波器脉动结构通常基于一维IIR滤波器的并联，导致了阵列外部行间的加法器需求，这不仅增加了硬件复杂性，也限制了结构的规整性和集成度。为了解决这些问题，文章提出了一种新的设计方法，该方法消除阵列外行间的加法器，使得结构更为规则，降低了外部器件的需求。 新的脉动结构采用了线性一维形式，这种设计使得高阶滤波器的扩展变得更加灵活。此外，通过采用不同的数据通道速率控制，新结构能够在保持较小流水节拍周期的同时，优化相邻数据的传递，进一步提升了处理效率。更重要的是，这种改进减少了所需的延迟器（或锁存器）的数量，降低了硬件成本，提高了系统效率。 文章的关键创新在于它对二维IIR滤波器的脉动结构进行了改进，解决了以往设计中的瓶颈问题。通过减少外部加法器和优化数据流控制，这种结构不仅简化了硬件实现，而且在提高处理速度方面取得了显著进步，对于实时处理二维信号的滤波任务尤其具有重要意义。 在数字滤波器实现的研究中，尤其是在IIR滤波器的实现上，提高处理速度是关键挑战。脉动结构作为一种高效并行处理方案，因其模块化、规则性强、数据邻近传输、同步控制和流水作业的特点，已经成为研究的焦点。尽管之前已经有一系列关于一维和二维IIR滤波器脉动结构的提案，但本文提出的改进方案克服了之前结构的局限性，为实现高速、低延迟的滤波器设计提供了新的思路。 总结起来，这篇论文为二维IIR滤波器的脉动结构设计提供了重要的改进，有助于推动信号处理领域的硬件优化和实时处理能力的提升。对于从事数字信号处理、硬件设计和VLSI系统实现的专业人士来说，这项工作具有重要的参考价值。