Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung

Bei der Berechnung eines FIR-Filters werden die Produkte aus 16-Bit-Daten und -Koeffizienten in Festkommadarstellung mit 32 Bit dargestellt, und 256 dieser Produkte werden aufsummiert. Welche Akkumulatorbreite ist mindestens nötig, damit garantiert kein Überlauf während der Berechnung auftritt?

  1. A32 Bit
  2. B33 Bit
  3. C40 Bit
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Antwort: C. 40 Bit

Die Addition zweier 32-Bit-Produkte kann den Betrag um bis zu 1 Bit vergrößern, die Addition von 256 = 2⁸ Produkten um bis zu 8 Bit. Ein Akkumulator mit 32 + log₂256 = 32 + 8 = 40 Bit kann daher selbst im ungünstigsten Fall nicht überlaufen. Einige typische 16-Bit-DSPs in Festkommadarstellung haben 40-Bit-Akkumulatoren, bei denen zum 32-Bit-Produkt 8 Guard-Bits hinzukommen. Wird das Ergebnis am Ende wieder auf 16 Bit gebracht, halten Rundung und Sättigungsarithmetik es im zulässigen Bereich.

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