Программирование цифрового линейно-фазового фильтра в архитектуре ARMv8
https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(6)-17
Аннотация
Рассматривается задача использования процессоров с архитектурой ARMv8 для ускорения работы алгоритмов мультимедиа и цифровой обработки при решении задач восстановления сигналов в процессе фильтрации. В качестве примера рассмотрена реализация алгоритма работы цифрового КИХ-фильтра с линейной фазо-частотной характеристикой. Предложены формулы расчета фильтра. Алгоритм оптимизирован с использованием векторных SIMD-инструкций архитектуры ARMv8. Представлена реализация алгоритма обработки сигнала на языке Cи на чипе BCM2837 с процессором ARM Cortex-A53. Решение обеспечило эффективное восстановление частот, искаженных при передаче сигналов в звуковом диапазоне, и доказывает эффективность использования мобильных многоядерных процессоров ARMv8 для параллельной обработки данных в процессе решения сложных вычислительных задач. Результаты эксперимента показывают, что использование процессоров с архитектурой ARMv8 при решении задач фильтрации сигналов позволяет существенно ускорить работу мультимедиа и алгоритмов обработки сигналов, таких как видеокодер/декодер, 2D/3D графика, игры, обработка звука и речи, обработка изображений, телефония и звук
Об авторах
А. М. Водовозов
Вологодский государственный университет
Россия
Россия
Д. С. Полетаев
Вологодский государственный университет
Россия
Россия
Список литературы
1. . Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов. М., Бином, 2006, 656 стр.
2. . Dwivedi A.K., Ghosh S., Londhe N.D. Review and Analysis of Evolutionary Optimization-Based Techniques for FIR Filter Design. Circuits, Systems, and Signal Processing, vol. 37, no. 10, 2018, pp. 4409-4430.
3. . Paquelet S., Savaux V. On the symmetry of FIR filter with linear phase. Digital Signal Processing: A Review Journal, vol. 81, 2018, pp. 57-60.
4. . Строгонов А. КИХ-фильтры на параллельной распределенной арифметике. Компоненты и технологии, № 5, 2013, стр. 84-88.
5. . Бычков Д.Б., Дождев С.Ю. Аспекты оценки эффективности процессорных архитектур. Электронная техника. Серия 3: Микроэлектроника, № 2, 2015, стр. 34-37.
6. . Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов. М., Техносфера, 2006, 856 стр.
7. . Ибрагимов Т.Р., Мунерман В.И. Возможность использования процессоров ARMV8 для параллельных вычислений. Системы компьютерной математики и их приложения, № 19, 2018, стр. 152-157.
8. . Belloch J.A., Alventosa F.J. Alonso P., Quintana-Ortí E.S., Vidal A.M. Accelerating multi-channel filtering of audio signal on ARM processors. Journal of Supercomputing, vol. 73, issue 1, 2017, pp. 203-214.
9. . Водовозов А. М. Микроконтроллеры для систем автоматики. М., Инфра-Инженерия, 2016. 164 стр.
10. . Winser A. Digital Signal Processing: Principles, Algorithms and System Design London, Academic Press, 2017, 617 p.
11. . Рабинер, Л., Б. Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М., Мир, 1978, 835 стр.
12. . Winser A., Cranos W. Digital Signal Processing: Principles, Algorithms and System Design. London, Academic Press, 2017, 617 p.
13. . ARMv8 Instruction Set Overview. Доступно по ссылке: https://class.ee.washington.edu/469/peckol/doc/ARM/ARM_v8_Instruction_Set_Architecture_(Overview).pdf, (дата обращения: 18.04.18).
Рецензия
Для цитирования:
Водовозов А.М., Полетаев Д.С. Программирование цифрового линейно-фазового фильтра в архитектуре ARMv8. Труды Института системного программирования РАН. 2018;30(6):305-314. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(6)-17
For citation:
Vodovozov A.M., Poletaev D.S. Programming of digital linear phase filter in ARMv8 architecture. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2018;30(6):305-314. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2018-30(6)-17
Послать статью по эл. почте 