本技術(shù)涉及集成電路領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種復(fù)實(shí)數(shù)運(yùn)算的重構(gòu)fir濾波器。

背景技術(shù)：

1、有限沖激響應(yīng)fir(finite?impulse?response)濾波器因?yàn)榫哂芯€性相位且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在通信系統(tǒng)、音頻處理和圖像處理等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2、在以通信系統(tǒng)為代表的領(lǐng)域中，既有復(fù)數(shù)信號(hào)也有純實(shí)數(shù)信號(hào)，需要同時(shí)支持復(fù)數(shù)fir濾波和實(shí)數(shù)fir濾波。然而，現(xiàn)有的fir濾波器在設(shè)計(jì)時(shí)往往只針對(duì)復(fù)數(shù)或純實(shí)數(shù)信號(hào)進(jìn)行硬件優(yōu)化，難以充分利用運(yùn)算資源，導(dǎo)致硬件利用率低，芯片面積和功耗較大。

3、具體而言，fir濾波的運(yùn)算一般為乘法累加運(yùn)算，但復(fù)數(shù)和實(shí)數(shù)具有不同的乘法累加運(yùn)算過程。復(fù)數(shù)乘法累加需要分別計(jì)算實(shí)部和虛部，而實(shí)數(shù)只需計(jì)算實(shí)部?，F(xiàn)有的fir濾波器設(shè)計(jì)中，復(fù)數(shù)fir濾波器和實(shí)數(shù)fir濾波器的硬件結(jié)構(gòu)差異較大，通常需要設(shè)計(jì)不同的運(yùn)算單元電路，且運(yùn)算單元之間難以復(fù)用，靈活性差。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取方面，fir濾波運(yùn)算需要頻繁地取輸入數(shù)據(jù)和濾波系數(shù)，但現(xiàn)有的fir濾波器在存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)讀取控制上缺乏優(yōu)化，存在存儲(chǔ)空間浪費(fèi)和讀取效率低等問題，影響了整體運(yùn)算性能。

4、中國(guó)專利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)朿n202110563708.8，公開日2021年7月30日，公開了一種基于fpga的高效lstm加速器，fpga加速器內(nèi)部包括多個(gè)計(jì)算單元、存儲(chǔ)單元和控制單元；計(jì)算單元包括矩陣向量乘法模塊及element_wise運(yùn)算模塊，矩陣向量乘法模塊由4*n個(gè)dsp及4個(gè)加法器構(gòu)成，n個(gè)dsp用于權(quán)重?cái)?shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)的并行乘累加運(yùn)算，并將n個(gè)乘累加結(jié)果相加得到單個(gè)門對(duì)應(yīng)的結(jié)果向量，同時(shí)四個(gè)門的乘累加運(yùn)算并行執(zhí)行；element_wise運(yùn)算模塊，用于計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的細(xì)胞狀態(tài)值和輸出數(shù)據(jù)；多個(gè)計(jì)算單元采用并行運(yùn)算及復(fù)用策略；存儲(chǔ)單元用于緩存lstm網(wǎng)絡(luò)計(jì)算所需的權(quán)重?cái)?shù)據(jù)、輸入數(shù)據(jù)、輸出值、以及細(xì)胞狀態(tài)值；控制單元用于控制lstm網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)流傳輸過程。但是該方案中l(wèi)stm加速器主要關(guān)注神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算的并行優(yōu)化，但對(duì)于復(fù)實(shí)數(shù)混合運(yùn)算場(chǎng)景下的硬件兼容性和靈活性考慮不足。當(dāng)面向復(fù)實(shí)數(shù)混合信號(hào)處理時(shí)，現(xiàn)有l(wèi)stm加速器可能需要切換不同的硬件電路，導(dǎo)致功耗增大，實(shí)時(shí)性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、1.要解決的技術(shù)問題

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)實(shí)數(shù)運(yùn)算的fir濾波器存在功耗大的問題，本技術(shù)提供了一種復(fù)實(shí)數(shù)運(yùn)算的重構(gòu)fir濾波器，通過復(fù)數(shù)運(yùn)算模式和實(shí)數(shù)運(yùn)算模式間動(dòng)態(tài)切換，實(shí)現(xiàn)了復(fù)實(shí)數(shù)運(yùn)算硬件的復(fù)用，降低了功耗。

3、2.技術(shù)方案

4、本技術(shù)的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

5、本說明書提供一種復(fù)實(shí)數(shù)運(yùn)算的重構(gòu)fir濾波器，包括：控制模塊，產(chǎn)生控制信號(hào)；數(shù)據(jù)傳輸模塊，分別連接axi總線和數(shù)據(jù)緩存模塊，控制axi總線和數(shù)據(jù)緩存模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)緩存模塊，緩存從axi總線接收的輸入數(shù)據(jù)、濾波系數(shù)和運(yùn)算結(jié)果；數(shù)據(jù)分配模塊，分別連接數(shù)據(jù)緩存模塊和復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊，控制數(shù)據(jù)緩存模塊向復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊分配輸入數(shù)據(jù)和濾波系數(shù)，以及復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊向數(shù)據(jù)緩存模塊傳輸運(yùn)算結(jié)果；復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊，對(duì)從數(shù)據(jù)分配模塊接收的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行并行復(fù)數(shù)或?qū)崝?shù)運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果傳輸給數(shù)據(jù)分配模塊。

6、其中，axi總線：高級(jí)可擴(kuò)展接口(advanced?extensible?interface)總線，是一種用于片上系統(tǒng)(soc)中連接各個(gè)模塊的高性能、高帶寬、低延遲的片上互連總線協(xié)議。濾波系數(shù)：fir濾波器中用于與輸入數(shù)據(jù)相乘的一組固定系數(shù)，決定了濾波器的頻率響應(yīng)特性。濾波系數(shù)的個(gè)數(shù)即為濾波器階數(shù)。

7、進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)傳輸模塊，包括：補(bǔ)零單元，連接axi總線，接收來(lái)自axi總線的n點(diǎn)復(fù)數(shù)或?qū)崝?shù)輸入數(shù)據(jù)向量，并在輸入數(shù)據(jù)首端補(bǔ)充m-1個(gè)0，其中，m為濾波系數(shù)點(diǎn)數(shù)；數(shù)據(jù)分段單元，接收補(bǔ)零后的輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)算模式將補(bǔ)零后的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理；乒乓存儲(chǔ)控制單元，分別連接數(shù)據(jù)分段單元和數(shù)據(jù)緩存模塊的輸入數(shù)據(jù)區(qū)，接收分段后的輸入數(shù)據(jù)，并根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度和運(yùn)算模式控制輸入數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)緩存模塊輸入數(shù)據(jù)區(qū)的乒乓存儲(chǔ)過程；濾波系數(shù)存儲(chǔ)單元，分別連接axi總線和數(shù)據(jù)緩存模塊的濾波系數(shù)區(qū)，接收來(lái)自axi總線的m點(diǎn)復(fù)數(shù)或?qū)崝?shù)濾波系數(shù)向量，并將濾波系數(shù)順序存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩存模塊的濾波系數(shù)區(qū)；運(yùn)算結(jié)果處理單元，分別連接axi總線和數(shù)據(jù)緩存模塊，以乒乓的方式從數(shù)據(jù)緩存模塊運(yùn)算結(jié)果乒區(qū)或乓區(qū)的第1組sram開始順序讀取運(yùn)算結(jié)果，并將讀取的運(yùn)算結(jié)果發(fā)送給axi總線；其中，乒乓存儲(chǔ)是指在連續(xù)的存儲(chǔ)空間中，將數(shù)據(jù)先順序存儲(chǔ)到存儲(chǔ)空間的前半部分，當(dāng)存儲(chǔ)到末尾時(shí)，再?gòu)暮蟀氩糠珠_始循環(huán)存儲(chǔ)的方式。

8、其中，n點(diǎn)復(fù)數(shù)或?qū)崝?shù)輸入數(shù)據(jù)向量：由n個(gè)復(fù)數(shù)或?qū)崝?shù)組成的一維向量，表示fir濾波器的輸入信號(hào)序列。輸入數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)緩存模塊中用于存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)向量的存儲(chǔ)區(qū)域。濾波系數(shù)區(qū)：數(shù)據(jù)緩存模塊中用于存儲(chǔ)濾波系數(shù)的存儲(chǔ)區(qū)域。乒區(qū)或乓區(qū)：數(shù)據(jù)緩存模塊中用于乒乓存儲(chǔ)的兩個(gè)相同大小的存儲(chǔ)區(qū)域。當(dāng)一個(gè)區(qū)域用于寫入數(shù)據(jù)時(shí)，另一個(gè)區(qū)域可用于讀取數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接的數(shù)據(jù)存取。sram：靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(static?randomaccess?memory)，是一種易于控制且存取速度較快的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器。在數(shù)據(jù)緩存模塊中，sram用于構(gòu)成不同的存儲(chǔ)區(qū)域，如輸入數(shù)據(jù)區(qū)、濾波系數(shù)區(qū)和乒乓區(qū)，輸入數(shù)據(jù)區(qū)包括輸入數(shù)據(jù)乒區(qū)和輸入數(shù)據(jù)乓區(qū)，運(yùn)算結(jié)果區(qū)也包括運(yùn)算結(jié)果乒區(qū)和運(yùn)算結(jié)果乓區(qū)。前半部分：指乒乓存儲(chǔ)空間中地址較小的一半連續(xù)存儲(chǔ)單元，通常用于首次寫入數(shù)據(jù)。后半部分：指乒乓存儲(chǔ)空間中地址較大的一半連續(xù)存儲(chǔ)單元，當(dāng)前半部分寫滿后，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將從后半部分開始循環(huán)寫入。

9、進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)分段單元，接收補(bǔ)零后的輸入數(shù)據(jù)，根據(jù)運(yùn)算模式將補(bǔ)零后的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分段處理，包括：如果運(yùn)算模式為復(fù)數(shù)模式，將補(bǔ)零后的輸入數(shù)據(jù)平均分為k段；如果運(yùn)算模式為實(shí)數(shù)模式，將補(bǔ)零后的輸入數(shù)據(jù)平均分為4k段。其中，復(fù)數(shù)模式：fir濾波器的一種運(yùn)算模式，用于處理復(fù)數(shù)輸入數(shù)據(jù)。在復(fù)數(shù)模式下，輸入數(shù)據(jù)、濾波系數(shù)和運(yùn)算結(jié)果都是復(fù)數(shù)形式，乘法累加運(yùn)算需要分別計(jì)算實(shí)部和虛部。實(shí)數(shù)模式：fir濾波器的另一種運(yùn)算模式，用于處理實(shí)數(shù)輸入數(shù)據(jù)。在實(shí)數(shù)模式下，輸入數(shù)據(jù)、濾波系數(shù)和運(yùn)算結(jié)果都是實(shí)數(shù)形式，乘法累加運(yùn)算只需計(jì)算實(shí)部。

10、進(jìn)一步的，乒乓存儲(chǔ)控制單元，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度和運(yùn)算模式控制輸入數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)緩存模塊輸入數(shù)據(jù)區(qū)的乒乓存儲(chǔ)過程，包括：當(dāng)運(yùn)算模式為復(fù)數(shù)模式且輸入數(shù)據(jù)無(wú)需乒乓存儲(chǔ)時(shí)，乒乓存儲(chǔ)控制單元從第1段輸入數(shù)據(jù)開始，每段數(shù)據(jù)順序分配1個(gè)余數(shù)數(shù)據(jù)，將k段數(shù)據(jù)分別順序存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩存模塊輸入數(shù)據(jù)乒區(qū)的k組sram；當(dāng)運(yùn)算模式為復(fù)數(shù)模式且輸入數(shù)據(jù)需要乒乓存儲(chǔ)時(shí)，乒乓存儲(chǔ)控制單元將補(bǔ)零后輸入數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)緩存模塊輸入數(shù)據(jù)乒區(qū)的第1組sram開始順序存儲(chǔ)，直到存滿乒區(qū)所有sram，再將乒區(qū)最后存儲(chǔ)的m-1個(gè)數(shù)據(jù)補(bǔ)充到剩余輸入數(shù)據(jù)前端，形成新的剩余輸入數(shù)據(jù)，并繼續(xù)進(jìn)行乒乓存儲(chǔ)控制；當(dāng)運(yùn)算模式為實(shí)數(shù)模式時(shí)，乒乓存儲(chǔ)控制單元采用與復(fù)數(shù)模式相同的控制方式進(jìn)行乒乓存儲(chǔ)控制。

11、其中，余數(shù)數(shù)據(jù)：在數(shù)據(jù)分段過程中，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不能被段數(shù)整除時(shí)，剩余的數(shù)據(jù)稱為余數(shù)數(shù)據(jù)。例如，如果輸入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為10，要分為3段，則前兩段各包含3個(gè)數(shù)據(jù)，最后一段包含4個(gè)數(shù)據(jù)，其中最后一個(gè)數(shù)據(jù)就是余數(shù)數(shù)據(jù)。在復(fù)數(shù)模式下，余數(shù)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)最多為k-1，在實(shí)數(shù)模式下，余數(shù)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)最多為4k-1。數(shù)據(jù)分段單元需要將余數(shù)數(shù)據(jù)平均分配到各段中，以確保各段數(shù)據(jù)長(zhǎng)度盡可能相等。

12、進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)分配模塊，包括：輸入數(shù)據(jù)分配單元，從數(shù)據(jù)緩存模塊的輸入數(shù)據(jù)區(qū)并行順序取出數(shù)據(jù)并發(fā)送給復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊；濾波系數(shù)分配單元，分別連接數(shù)據(jù)緩存模塊的濾波系數(shù)區(qū)和復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊，倒序取出數(shù)據(jù)緩存模塊濾波系數(shù)區(qū)的全部濾波系數(shù)并以廣播的方式發(fā)送給復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊；控制單元，分別連接輸入數(shù)據(jù)分配單元和濾波系數(shù)分配單元，根據(jù)運(yùn)算模式控制輸入數(shù)據(jù)分配單元和濾波系數(shù)分配單元的取數(shù)方式和取數(shù)次數(shù)；結(jié)果存儲(chǔ)單元，分別連接復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊和數(shù)據(jù)緩存模塊的運(yùn)算結(jié)果區(qū)，將復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊的運(yùn)算結(jié)果并行順序存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩存模塊運(yùn)算結(jié)果區(qū)的乒區(qū)或乓區(qū)。

13、進(jìn)一步的，控制單元，根據(jù)運(yùn)算模式控制輸入數(shù)據(jù)分配單元和濾波系數(shù)分配單元的取數(shù)方式和取數(shù)次數(shù)，包括：當(dāng)運(yùn)算模式為復(fù)數(shù)模式時(shí)，控制單元控制輸入數(shù)據(jù)分配單元從地址0開始，并行順序取出數(shù)據(jù)緩存模塊輸入數(shù)據(jù)區(qū)乒區(qū)或乓區(qū)的k組sram中的m個(gè)數(shù)據(jù)，并發(fā)送給復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊；控制濾波系數(shù)分配單元倒序取出數(shù)據(jù)緩存模塊濾波系數(shù)區(qū)的全部復(fù)數(shù)系數(shù)并以廣播的方式發(fā)送給復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊，并進(jìn)行m次k并行的復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算；當(dāng)m次復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算完畢，控制單元控制輸入數(shù)據(jù)分配單元將輸入數(shù)據(jù)區(qū)的取數(shù)起始地址加1，重復(fù)以上取數(shù)和運(yùn)算操作，同時(shí)控制結(jié)果存儲(chǔ)單元將運(yùn)算結(jié)果并行順序存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)緩存模塊運(yùn)算結(jié)果乒區(qū)或乓區(qū)的k組sram；如果當(dāng)前組sram取不足m個(gè)輸入數(shù)據(jù)，則控制單元控制輸入數(shù)據(jù)分配單元順次從下一組sram地址0開始取足數(shù)據(jù)，直到當(dāng)前乒區(qū)或乓區(qū)的數(shù)據(jù)末端；當(dāng)除了最后1組sram完成以本組末尾地址為起始地址的m次乘法累加運(yùn)算，且最后1組sram完成無(wú)需乒乓情況以本組末尾地址為起始地址的m次乘法累加運(yùn)算或需要乒乓情況以本組倒數(shù)第m個(gè)數(shù)據(jù)為起始地址的m次乘法累加運(yùn)算時(shí)，控制單元判斷當(dāng)前乒區(qū)或乓區(qū)的fir濾波運(yùn)算結(jié)束。

14、其中，復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算：在復(fù)數(shù)模式下，fir濾波器對(duì)輸入數(shù)據(jù)和濾波系數(shù)進(jìn)行的乘法累加運(yùn)算。設(shè)輸入數(shù)據(jù)為復(fù)數(shù)x(n)＝a+bj，濾波系數(shù)為復(fù)數(shù)h(n)＝c+dj，則復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算可表示為：y(n)＝σ[x(n-i)×h(i)]＝σ[(ac-bd)+j(ad+bc)]。其中，y(n)為濾波器輸出，σ表示累加，i為濾波器階數(shù)。復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算需要分別計(jì)算實(shí)部(ac-bd)和虛部(ad+bc)，并將結(jié)果累加。無(wú)需乒乓情況：當(dāng)輸入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不大于數(shù)據(jù)緩存模塊輸入數(shù)據(jù)區(qū)的容量時(shí)，所有輸入數(shù)據(jù)可以一次性存儲(chǔ)到輸入數(shù)據(jù)區(qū)，不需要進(jìn)行乒乓存儲(chǔ)。在無(wú)需乒乓情況下，fir濾波運(yùn)算可以連續(xù)進(jìn)行，直到處理完所有輸入數(shù)據(jù)。需要乒乓情況：當(dāng)輸入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大于數(shù)據(jù)緩存模塊輸入數(shù)據(jù)區(qū)的容量時(shí)，需要將輸入數(shù)據(jù)分批存儲(chǔ)到輸入數(shù)據(jù)區(qū)，并采用乒乓存儲(chǔ)方式。在需要乒乓情況下，當(dāng)一個(gè)乒區(qū)或乓區(qū)的數(shù)據(jù)處理完畢后，fir濾波運(yùn)算需要等待另一個(gè)乒區(qū)或乓區(qū)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完成，然后繼續(xù)進(jìn)行，直到處理完所有輸入數(shù)據(jù)。fir濾波運(yùn)算：有限沖激響應(yīng)(fir)濾波器對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行的濾波運(yùn)算。fir濾波器通過對(duì)輸入數(shù)據(jù)和濾波系數(shù)進(jìn)行乘法累加運(yùn)算，得到濾波后的輸出數(shù)據(jù)。fir濾波運(yùn)算可以在時(shí)域或頻域進(jìn)行，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：y(n)＝σ[x(n-i)×h(i)]，其中x(n)為輸入數(shù)據(jù)，h(i)為濾波系數(shù)，y(n)為濾波器輸出，σ表示累加，i為濾波器階數(shù)。fir濾波運(yùn)算可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的頻率選擇、噪聲抑制、波形整形等功能。

15、進(jìn)一步的，當(dāng)運(yùn)算模式為實(shí)數(shù)模式時(shí)，控制單元以與復(fù)數(shù)模式相同的控制方式控制輸入數(shù)據(jù)分配單元、濾波系數(shù)分配單元和結(jié)果存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)分配和存儲(chǔ)。

16、進(jìn)一步的，復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊，包括：k個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元，每個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元包含加法器、乘法器和數(shù)據(jù)選擇器；復(fù)數(shù)重構(gòu)控制單元，分別連接k個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元的數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)運(yùn)算模式為復(fù)數(shù)模式時(shí)，通過控制數(shù)據(jù)選擇器的選通將每個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元重構(gòu)并組合成1個(gè)復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)，k個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元重構(gòu)并組合成k個(gè)并行的復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)；實(shí)數(shù)重構(gòu)控制單元，分別連接k個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元的數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)運(yùn)算模式為實(shí)數(shù)模式時(shí)，通過控制數(shù)據(jù)選擇器的選通將每個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)單元重構(gòu)并組合成4個(gè)實(shí)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)，k個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元重構(gòu)并組合成4k個(gè)實(shí)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)。

17、進(jìn)一步的，復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元，包括：乘法器，接收來(lái)自數(shù)據(jù)分配模塊的輸入數(shù)據(jù)和濾波系數(shù)，并執(zhí)行乘法運(yùn)算；加法器，接收乘法器的輸出結(jié)果，并根據(jù)運(yùn)算模式執(zhí)行不同的加法運(yùn)算：當(dāng)運(yùn)算模式為復(fù)數(shù)模式時(shí)，部分加法器接收上級(jí)兩個(gè)乘法器的輸出結(jié)果，執(zhí)行加法運(yùn)算；另一部分加法器接收上級(jí)加法器的輸出結(jié)果，并與本加法器上一個(gè)輸出結(jié)果執(zhí)行加法運(yùn)算；當(dāng)運(yùn)算模式為實(shí)數(shù)模式時(shí)，加法器接收上級(jí)一個(gè)乘法器的輸出結(jié)果，并與本加法器上一個(gè)輸出結(jié)果執(zhí)行加法運(yùn)算；數(shù)據(jù)選擇器，分別連接加法器和乘法器，根據(jù)復(fù)數(shù)重構(gòu)控制單元或?qū)崝?shù)重構(gòu)控制單元的控制信號(hào)，選擇加法器的輸出結(jié)果作為對(duì)應(yīng)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元的輸出，并根據(jù)運(yùn)算模式改變乘法器與加法器和加法器與加法器之間的連線。

18、進(jìn)一步的，當(dāng)運(yùn)算模式為復(fù)數(shù)模式時(shí)，通過控制數(shù)據(jù)選擇器的選通將每個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元重構(gòu)并組合成1個(gè)復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)，包括：通過控制每個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元的數(shù)據(jù)選擇器，將其中的一部分復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元的加法器的輸出連接到另一部分復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元的加法器的輸入，組合成1個(gè)復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)；每個(gè)復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)由1個(gè)按數(shù)據(jù)流向連接的復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元組成，用于對(duì)來(lái)自數(shù)據(jù)分配模塊的m個(gè)復(fù)數(shù)輸入數(shù)據(jù)和m個(gè)復(fù)數(shù)濾波系數(shù)執(zhí)行復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算，得到1個(gè)復(fù)數(shù)運(yùn)算結(jié)果。

19、進(jìn)一步的，當(dāng)運(yùn)算模式為實(shí)數(shù)模式時(shí)，通過控制數(shù)據(jù)選擇器的選通將每個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)單元重構(gòu)并組合成4個(gè)實(shí)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)，包括：通過控制每個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元的數(shù)據(jù)選擇器，將每個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元的4個(gè)乘法器和4個(gè)加法器按照實(shí)數(shù)乘法累加運(yùn)算的數(shù)據(jù)流向進(jìn)行連接，組合成4個(gè)實(shí)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)；每個(gè)實(shí)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)由1個(gè)乘法器和1個(gè)加法器按數(shù)據(jù)流向連接組成，其中，乘法器的輸出連接到加法器的一個(gè)輸入，加法器的另一個(gè)輸入連接自身的上一次輸出，用于對(duì)來(lái)自數(shù)據(jù)分配模塊的m個(gè)實(shí)數(shù)輸入數(shù)據(jù)和m個(gè)實(shí)數(shù)濾波系數(shù)執(zhí)行連續(xù)的實(shí)數(shù)乘法累加運(yùn)算，得到1個(gè)實(shí)數(shù)運(yùn)算結(jié)果。

20、3.有益效果

21、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：

22、采用重構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)數(shù)運(yùn)算和實(shí)數(shù)運(yùn)算硬件的復(fù)用，提高了硬件利用率。復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算模塊中的k個(gè)復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元可根據(jù)復(fù)數(shù)重構(gòu)控制單元和實(shí)數(shù)重構(gòu)控制單元的控制動(dòng)態(tài)重構(gòu)，在復(fù)數(shù)模式下組合成k個(gè)復(fù)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)，在實(shí)數(shù)模式下組合成4k個(gè)實(shí)數(shù)乘法累加運(yùn)算結(jié)構(gòu)。通過控制數(shù)據(jù)選擇器改變乘法器和加法器之間的連接關(guān)系實(shí)現(xiàn)重構(gòu)，無(wú)需增加額外硬件，節(jié)省了芯片面積和功耗。

23、通過補(bǔ)零、數(shù)據(jù)分段和乒乓存取等技術(shù)優(yōu)化了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取方式，簡(jiǎn)化了硬件結(jié)構(gòu)。補(bǔ)零單元在輸入數(shù)據(jù)首端補(bǔ)充m-1個(gè)0，確保fir運(yùn)算的正確性；數(shù)據(jù)分段單元根據(jù)運(yùn)算模式將補(bǔ)零后的輸入數(shù)據(jù)平均分段，便于后續(xù)并行運(yùn)算；乒乓存儲(chǔ)控制單元采用乒乓存取方式控制輸入數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)緩存模塊中的存儲(chǔ)，避免了數(shù)據(jù)覆蓋，減少了存儲(chǔ)空間。這些措施有效降低了硬件復(fù)雜度和存儲(chǔ)開銷。

24、數(shù)據(jù)分配模塊采用并行順序取數(shù)和濾波系數(shù)廣播等技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)分配和運(yùn)算效率。輸入數(shù)據(jù)分配單元可并行順序取出數(shù)據(jù)緩存模塊中的數(shù)據(jù)；濾波系數(shù)分配單元以廣播方式將濾波系數(shù)分配給所有復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元，加快了數(shù)據(jù)分配速度。結(jié)果存儲(chǔ)單元將運(yùn)算結(jié)果并行順序存儲(chǔ)，避免了串行存儲(chǔ)延遲。優(yōu)化的數(shù)據(jù)分配和存儲(chǔ)流程減少了運(yùn)算等待時(shí)間，充分發(fā)揮了并行運(yùn)算性能。

25、復(fù)實(shí)數(shù)重構(gòu)運(yùn)算單元采用流水線結(jié)構(gòu)，通過乘法器和加法器的連接組合實(shí)現(xiàn)復(fù)數(shù)和實(shí)數(shù)的乘法累加運(yùn)算，具有較高的運(yùn)算效率和重構(gòu)靈活性。當(dāng)運(yùn)算模式切換時(shí)，只需通過數(shù)據(jù)選擇器改變運(yùn)算單元內(nèi)部連接，即可適應(yīng)不同的運(yùn)算要求，無(wú)需增加額外的運(yùn)算器件，降低了硬件開銷。