[发明专利]用于IIR滤波器的滤波处理的处理器、组件、设备和方法

权利要求书

1.一种用于IIR滤波器的滤波处理的处理器，其特征在于，包括第一配置寄存器、第二配置寄存器、至少一个通用寄存器和矩阵乘法累加单元，

第二配置寄存器用于配置输出数据的读出方式；

所述第一配置寄存器用于配置包括矩阵乘法累加单元在内的算术逻辑单元的数据类型，以及配置输入数据到所述矩阵乘法累加单元的输入模式为复制模式或广播模式；

所述至少一个通用寄存器配置为：对于IIR滤波器的各阶的系数矩阵的各行系数，依序读取并存储该行系数；

所述矩阵乘法累加单元配置为，对于同个输入向量：以各行系数分别作为当前行系数，在所述第一配置寄存器配置输入模式为广播模式的情况下，获取所述当前行系数对应的所述输入向量中的单个输入元素；在所述第一配置寄存器配置输入模式为复制模式的情况下，复制所存储的当前行系数；将当前行系数并行与对应的输入元素相乘得到当前行系数的对应乘积；对各行系数的乘积结果进行逐次累加以得到最终的输出值，使得每次完整的乘法累加运算得出至少4个顺序采样时刻的输出变量。

2.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述处理器为NPU协处理器。

3.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述至少一个通用寄存器为64位，所述数据类型包括Q15格式和Q7格式，在所述IIR滤波器的滤波系数的数据类型为Q15格式时，每次完整的乘法累加运算得出4个顺序采样时刻的输出变量，而在所述IIR滤波器的滤波系数的数据类型为Q7格式时，每次完整的乘法累加运算得出8个顺序采样时刻的输出变量。

4.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，对于同阶的每次完整的乘法累加运算，所述系数矩阵是相同的，且利用如下公式(1)来计算：

y_n ＝ b₀x_n + b₁x_n-1 + b₂x_n-2 – a₁y_n-1 – a₂y_n-2       公式(1)

其中，每次完整的乘法累加运算得出n个顺序采样时刻的输出变量，x_n、x_n-1和x_n-2分别为n、n-1和n-2时刻的输入变量，y_n、y_n-1和y_n-2分别为n、n-1和n-2时刻的输出变量，b₀、b₁、b₂、a₁和a₂为该阶下的滤波系数，所述系数矩阵具体通过如下步骤来计算：通过让公式(1)中未出现的变量的系数设为0来计算得到y₀和y₁的值，然后代入公式(1)逐次计算，从而得到从y₀、y₁以及x₀到x_n+1共n+4个输入变量到n个时刻的输出变量y₂到y_n+1的用滤波系数b₀、b₁、b₂、a₁和a₂表示的映射矩阵，作为所述系数矩阵。

5.根据权利要求4所述的处理器，其特征在于，不同阶具有独立且不同的系数矩阵，各阶的系数矩阵基于该阶的滤波系数来计算。