Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

2 2016

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: algorytm alpha max beta min

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Improved magnitude estimation of complex numbers using alpha max and beta min algorithm

Smyk R., Czyżak M.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

2016

Nr 51

167--171

The paper presents an improved algorithm for calculating the magnitude of complex numbers. This problem, which is a special case of square rooting, occurs for example, in FFT processors and complex FIR filters. The proposed method of magnitude calculation makes use of the modified alpha max and beta min algorithm. The improved version of the algorithm allows to control the maximum magnitude approximation error by using an adequate number of approximation regions. In this way it is possible to reduce the maximum error to 3.95% for one region, and 0.24% and 0.06% for four and eight regions, respectively. This algorithm in its basic form requires only two multiplications by a constant and one addition which are preceded by the choice of greater of two arguments with respect to their absolute values. The improved version requires one general division to determine the proper approximation region. The algorithm implementation issues are considered in the accompanying paper.

W artykule przedstawiono ulepszony algorytm aproksymacji modułu liczby zespolonej. Wyznaczanie modułu liczby zespolonej wymagane jest przykładowo przy realizacji FFT i filtracji cyfrowej sygnałów zespolonych. Jest to specjalny przypadek obliczania pierwisatka kwadratowego. Wersja ulepszona algorytmu umożliwia pełną kontrolę maksymalnego błędu wyznaczania modułu liczby zespolonej. Możliwe jest to dzięki wyprowadzeniu ogólnej postaci algorytmu dla dowolnej liczby regionów aproksymacji. Umożliwia to redukcję wspomnianego błędu aproksymacji z 3,95% dla jednego regionu, do przykładowo 0,24% dla czterech regionów i 0,06% dla ośmiu regionów aproksymacji. Proponowana metoda bazuje na zmodyfikowanej wersji algorytmu alpha max beta min. Algorytm ten wymaga najpierw porównania wartości bezwzględnych części rzeczywistej i części urojonej liczby zespolonej w celu wyznaczenia większej z nich. Następnie algorytm w wersji podstawowej z jednym regionem aproksymacji konieczne jest wykonanie tylko dwóch mnożeń przez stałą oraz jednego sumowania. W wersji ulepszonej wykonywane jest dodatkowe dzielenie celem wyznaczenia odpowiedniego regionu aproksymacji. Zastosowano tu beziteracyjny algorytm dzielenia. Szczegółowe zagadnienia związane z implementacją układową ulepszonej wersji algorytmu zostały przedstawione w artykule towarzyszącym.

Implementation of magnitude calculation of complex numbers using improved alpha max plus beta min algorithm

Smyk R., Czyżak M.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

2016

Nr 51

173--179

The paper presents the hardware implementation of the improved alpha max plus beta min algorithm for calculating the magnitude of complex numbers. This version of the algorithm requires the general division which is performed using a noniterative multiplicative division algorithm. We analyze in detail the division algorithm, its error and the impact of finite word-length signal representations on the assumed total computation error. An analysis is performed to determine the binary length of operands at each stage of the magnitude calculator in order not to exceed the assumed total error. An FPGA implementation is presented along with its hardware requirement and delay.

W artykule przedstawiono układową implementację ulepszonego algorytmu wyznaczania modułu liczby zespolonej. Wersja ta wymaga realizacji dzielenia sprzętowego. Zaproponowano wykorzystanie własnej nieiteracyjnej metody dzielenia. Wykonano szczegółową analizę algorytmu dzielenia pod kątem wyznaczenia wpływu skończonej długości reprezentacji binarnych sygnału wejściowego i sygnałów wewnętrznych układu na całkowity błąd dzielenia. Oszacowano również błąd całkowity obliczania modułu liczby zespolonej wynikający z wykorzystania nieiteracyjnej metody dzielenia. Ostatecznie wyprowadzono zależności pozwalające na dobór długości binarnej reprezentacji współczynników algorytmu dzielenia, przy której nie zostanie przekroczony maksymalny błąd obliczania modułu wynikający z właściwości numerycznych. Finalnie przedstawiono realizację rozwiązania układowego dedykowanego dla FPGA wraz z wynikiem syntezy w środowisku Xilinx.