Brevet FR2276634A1 — publié le 19760123

La présente irvention concerne les multiplieurs numdri- ques dont la sortie est reliée à un intégrateur. On sait que les multiplieurs numériques de type connu comportent M entrées pour les chiffres du multiplicateur, N entrées pour les chiffres du multiplicande et M + N sorties pour les M + N chiffres du produit. Lorsque le nombre de chiffres du multiplicateur est supérieur à M, on doit donc négliger ses chiffres de poids faible excédentaire et effectuer la multiplication avec un multiplicateur tronqu~. La précision du résultat de la multiplication dépend bien sar du nombre total de chiffres M + N. Toutefois, afin de ne pas augmenter de façon excessive la durée de la multiplication, il n'est souvent pas souhaitable d'accrottre ce nombre M + N, no tamisent par accroissement de M. Le problème posé et résolu par l'invention est d'ac crotte la précision d'une suite de multiplications entre d'une part, un multiplicateur dont l'amplitude est constante et qui est formé d'un nombre de chiffres supérieur à M et d'autre part, un multiplicande dont l'amplitude évolue d'une multiplication à L'autre et qui est formé de N chiffres, les nombres M et N étant supposés constants. A cette fin, selon l'invention, le procédé de multiplication entre un multiplicateur et un multiplicande de ce type, procédé suivant lequel le résultat de la multiplication est transmis à un intégrateur, est remarquable en ce que lton ajoute un chiffre variable, d'une multiplication à l'autre, à à la représen- tation tronquée du multiplicateur, de façon à lui communiquer une valeur moyenne désirée. Ainsi, on augmente le nombre de niveaux de quantification du dernier chiffre de cette représentation, ce qui revient à augmenter fictivement la longueur du multiplicateur d'un certain nombre de chiffres. Bien entendu, ce nombre de niveaux commande la précision du multiplicateur et des résultats obtenus. La valeur de chaque multiplication de la suite n'est évidemment pas absolument exacte, mais l'intégrateur permet dZat- tenue les petites erreurs ou bruit logique" autour de la valeur moyenne. Il est avantageux d'augmenter le nombre de niveaux de quantification, donc la période de variation du poids faible, sant dépasser toutefois une valeur telle que le cumul des varia- tions instantanées entraîne un bruit logique trop important. En d'autres termes, l'inertie de l'intégrateur doit pouvoir masquer les variations du multiplicateur, ce qui entrasse que la fréquence du cycle des variations ne peut descendre au-dessous d'une certaine limite.A cet effet, il est préférable d'entremêler dans le temps, au rythme des multiplications successives, de la façon la plus homogène possible, les valeurs logiques nécessaires à l'obtention de la valeur moyenne désirée. Pour bien faire comprendre l'invention, on donne ciaprès un exemple concret. Soit, par exemple, un multiplicateur A dont l'expressiai complète est, en écriture binaire; 1100110011 Ce multiplicateur A est donc composé d'une suite de iu chiffres. Si l'on suppose que le multiplieur numérique auquel on veut l'appliquer (dans les conditions mentionnées ci-dessus) ne comporte que M = 7 entrées, il est nécessaire d'éliminer les trois chiffres de poids faible, c'est-à-dir- la suite 0 1 1, le multiplicateur A devenant alors A' : 1100110 Dans la technique connue, cette dernière expression tronquée A' servirait pour le calcul de toutes les multiplications de la suite. Selon l'invention, on remarque que négliger le nombre 0 1 1 revient à faire une erreur de 3 sur 10 chiffres. Cette erreur correspond à la perte de 3 unités; pour la compenser, il suffit d'ajouter de temps en temps, d'une multiplication à l'autre, une unité supplémentaire au nombre A' pris en compte. L'unité de ce dernier ayant ici un poids 2 3= 8 (puisqu'on a supprimé 3 chiffres), il faudra donc ajouter un 1, trois fois sur huit, pour recréer ainsi la valeur moyenne recherchée. On peut ainsi définir une séquence P 00100101 contenant trois 1, séquence dont chacun des chiffres est successivement ajouté à A' au rythme des multiplications successives. La longueur de cette séquence dépend du nombre k de chiffres que l'on cherche à réintroduire dans le calcul. Ici 2k = 8. Ainsi, au cours des multiplications successives avec le multiplicande de N chiffres, le multiplicateur A' (à sept chiffres) prendra les valeurs successives suivantes - première multiplication 1 1 0 0 1 1 0 - seconde multiplication 1 1 0 0 1 1 0 - troisième multiplication 1 1 0 0 1 1 1 - quatrième multiplication 1 1 0 0 1 1 0 - cinquième multiplication 1 1 0 0 1 1 0 - sixième multiplication 1 1 0 0 1 1 1 - septième multiplication 1 1 0 0 1 1 0 - huitième multiplication 1 1 0 0 1 1 1 Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, on peut utiliser le dispositif montré par la figure unique annexée. Un tel dispositif comporte une unité de multiplication UN, recevant sur un premier groupe d'entrées Em les N chiffres d'un multiplicande et sur un second groupe d'entrées X , les M chiffres d'un multiplicateur et fournissant à ses sorties S les M + N chiffres du produit du multiplicateur et du multiplicande. Les M-1 chiffres des poids les plus forts du multiplicateur sont appliqués sur les M-1 entrées EM correspondantes, en provenance, par exemple, d'une mémoire H1. La séquence de chiffres P (mentionnée ci-dessus) est emmagasinée dans une mémoire morte M2 et ses différents chiffres sont appliqués, dans tordre de succession désiré et par l'inter- médiaire d'un multiplexeur MX, sur celle des entrées EM qui correspond au poids le plus faible. Le nombre contenu dans MI tient compte d'une retenue éventuelle due à l'addition d'un 1, lorsque le poids faible de A' est également un 1. Ainsi, il est possible d'appliquer simultanément sur les entrées EH les M chiffres du multiplicateur, le chiffre de poids le plus faible pouvant être varié selon la séquence P désirée, grâce au multiplexeur MX. Les chiffres de la séquence P peuvent être stockés, dans la mémoire M2, sous forme décodée. Il est alors nécessaire de prévoir une mémoire importante, car, en base 2, le nombre de ces chiffres à stocker est 2P, si p est le nombre de chiffres dont on allonge fictivement le multiplicateur. Les chiffres de la séquence P peuvent également être stockés sous forme codée. On prévoit alors un comparateur de nombres binaires fournissant un 1 (ou un o) à ltentrée EM du poids faible du multiplicateur tant qu'il n'y a pas eu, dans le cycle des variations P du poids faible, le nombre de multiplications avec un 1 (ou un o) à ladite entrée. Ainsi, on peut limiter la capacité de stockage de la mémoire M2, mais cela présente l'in convénient d'interdire l'entrelacement des zéros et des uns à l'intérieur de la séquence P. Quoique pour des raisons de clarté la présente invention ait été expliquée à l'aide d'un exemple en écriture binaire, il est bien évident qu'elle est indépendante de la base de numération choisie. Cette invention peut etre particulièrement mise en application dans les filtres numériques de fréquences connus comportant une unité de calcul susceptible de fournir à leur sortie une fonction dans laquelle xi est l'amplitude d'un échantillon de signal arrivant sur ladite unité de calcul à un rythme fixe de période T, tandis que les yi sont les valeurs de yo aux instants -i.T, s yo est supposé être calculé au temps 0 et que les Ai sont des coefficients. Des filtres numériques de ce type sont décrits par exemple dans l'article "Recent Advances in the Synthesis of Comb filters" (1957 I.R.E. Nat. Conv. Rec., pages 186 à 199) et dans l'article "Digital Filter Design Techniques in the Frequency Domain" de Charles M.RADER et Bernard GOLD (Proceedings of the I.E.E.E. février 1967). L'intérêt de tels filtres numériques est grand, notamment dans les techniques du radar et de la transmission d'informations, par exemple en téléphonie. Selon l'inven- tion, la suite des multiplications entre les multiplicateurs Ai et les multiplicandes yi est effectuée selon le procédé de lBin- Invention REVENDICATIONS 1.- Procédé de calcul, à l'aide d'un multiplieur numérique comportant M entrées pour les chiffres du multiplicateur et N entrées pour les chiffres du multiplicande, d'une suite de multiplications entre un multiplicateur, dont l'amplitude est constante et qui est formé d'un nombre de chiffres supérieur à M, et un multiplicande, dont l'amplitude évolue d'une multiplication à l'autre et qui est formé de N chiffres, procédé suivant lequel les résultats des multiplications sont transmis à un intégrateur, caractérisé en ce que lton ajoute un chiffre variable, d'une multiplication à l'autre, à la représentation tronquée en M chiffres du multiplicateur, de façon à lui communiquer une valeur moyenne désirée, propre à diminuer les erreurs dues au fait que lton doit négliger un certain nombre de chiffres de poids faible de l'expression exacte du multiplicateur. 2.- Procédé de calcul selon la revendication 1, caractérisé en ce que la période de variation du poids faible de la représentation tronquée du multiplicateur est au plus égale à la valeur do la période qui crée des variations instantanées trop importantes par rapport à la valeur moyenne donnée par l'intégrateur. 3.- Procédé de calcul selon la revendication 2, caractérisé en ce que les valeurs logiques nécessaires à 11 obtention de la valeur moyenne désirée sont entremêlées dans le temps, de la facon la plus homogène possible, au rythme des multiplications successives. Dspositif pour la mise en oeuvre du procédé spécifié sous l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un multiplexeur pour appliquer successivement sur l'entrée de poids faible du multiplicateur, la séquence voulue des différentes valeurs logiques dudit chiffre variable. 5.- Filtre numérique de frequencescomportant une unité de calcul susceptible de fournir à sa sortie une fonction dans laquelle xo est l'amplitude d'un échantillon de signal arrivant sur ladite unité de calcul à un rythme fixe de période T, tandis que les yi sont les valeurs de yo aux instants -i.T, si yo est supposé être calculé au temps 0 et que les Ai sont des coefficients, caractérisé en ce que la suite des multiplications entre les multiplicateurs Ai et le multiplicande yi est effectuée selon le procédé spécifié sous l'une quelconque des revendications 1 à 3.