一種整型計算方法、裝置及醫(yī)療檢測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療電子領(lǐng)域，尤其涉及一種整型計算方法、裝置及醫(yī)療檢測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在信號采集、分析及顯示過程中，由于復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境以及信號自身的頻譜特性，往往需要對系統(tǒng)輸入信號的帶寬做出限制，即需要運用濾波器對系統(tǒng)輸入信號進(jìn)行濾波，如可利用IIR數(shù)字濾波器對系統(tǒng)輸入信號進(jìn)行濾波以限制系統(tǒng)輸入信號的帶寬。
[0003]對于IIR數(shù)字濾波器，其濾波精度受到截斷誤差的影響。為了獲得高的精度，現(xiàn)有的IIR數(shù)字濾波器主要有如下兩種處理方案:一種是在IIR數(shù)字濾波器運算時采用浮點型運算，這樣做的好處是濾波器精度高，但是對于不支持浮點型運算的CPU會導(dǎo)致CPU運算緩慢。另一種是限制濾波器及系統(tǒng)輸入信號的精度，在IIR數(shù)字濾波器運算時采用整型計算，該方法的優(yōu)點是對于不支持浮點型運算的CPU，CPU計算迅速，缺點是濾波器精度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種整型計算裝置及方法，用于保證不支持浮點型運算的CPU的濾波精度的同時，提高CPU的計算速度。
[0005]第一方面，一種整型計算裝置，包括第一運算模塊、第二運算模塊、求和器及組合器，其中，
[0006]所述第一運算模塊，用于將當(dāng)前時刻以及當(dāng)前時刻的前η個時刻的信號采樣值(Xe, X1,, Xn)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子信號序列，將各級放大器的放大倍數(shù)(bo, bi，...，bn)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子放大序列，利用第一型放大運算器對所述子信號序列及子放大序列進(jìn)行放大運算，生成第一輸出序列(sx。，Sxl,Sxn)，并將所述第一輸出序列(sx。，Sxl,Sxn)相加得到第一求和值Sx，其中，所述子信號序列及所述子放大序列里的數(shù)據(jù)均為整型數(shù)據(jù)；
[0007]所述第二運算模塊，用于將各級放大器的放大倍數(shù)(a。，a1; , an)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子放大序列，利用第二型放大運算器將當(dāng)前時刻的前m個時刻的輸出值(Syl,...，Syn)分別與及所述各級放大器的放大倍數(shù)的子放大序列進(jìn)行放大運算，生成第二輸出序列(Sy, Sy- J ,并將所述第二輸出序列(Sy, Sy- J相加得到的第二求和值Sy;
[0008]所述求和器，用于將所述第二求和值Sy與所述第一求和值S x相加，得到第三求和值Sy。，其中，所述第三求和值Sy。為當(dāng)前時刻的輸出值；
[0009]所述組合器，用于獲取所述第三求和值Sy。的整數(shù)部分Y，以作為當(dāng)前時刻的系統(tǒng)輸出。
[0010]可選地，所述第一運算模塊具體用于，將每個信號采樣值X1 (O SiSn)表示為具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的個子信號序列(X1 seg0, X1 segl,...，X1 segk)，將每個放大器的放大倍數(shù)4表不為具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)表不的子放大序列(Bi _，B i segl，..., Bi segt)，令所述(Xi seg。，Xi segl?...，Xi segk )的每一個子信號逐一與所述子放大序列(B1
segO? Bi segl，...，Bi segi) ?女宇日數(shù)關(guān)系進(jìn)行乘法運算，生成Sxl;將所述S X1按指數(shù)求和運算得到所述第一求和值Sx，其中，所述Sxl及所述第一求和值S x均為序列。
[0011]可選地，所述第二運算模塊具體用于，將每個放大器的放大倍數(shù)ai表示為具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)表示的t個子放大序列(A1 seg0, A1 segl,...，A1 Mgt)，將當(dāng)前時刻的前m個時刻的輸出值Syj (O彡j彡m)分別與所述子放大序列(A1 seg0, A1 segl,...，A , segt)按指數(shù)關(guān)系進(jìn)行乘法運算，生成Sy,,，將所述\ ,按指數(shù)求和運算得到第二求和值Sy，其中，所述第二求和值Sy&Sy, j均為序列。
[0012]可選地，所述組合器具體用于，將所述第三求和值Sy。中與負(fù)指數(shù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)舍去，以獲取所述第三求和值Sy。的整數(shù)部分Y，并作為當(dāng)前時刻的系統(tǒng)輸出。
[0013]可選地，所述信號采樣值為整型數(shù)據(jù)，所述放大器的放大倍數(shù)為整型數(shù)據(jù)或浮點型數(shù)據(jù)。
[0014]第二方面，提供一種整型計算方法，至少包括如下步驟:
[0015]將當(dāng)前時刻以及當(dāng)前時刻的前η個時刻的信號采樣值(X。，X1,...，Xn)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子信號序列，將各級放大器的放大倍數(shù)(b。，匕，...，bn)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子放大序列，利用第一型放大運算器對所述子信號序列及子放大序列進(jìn)行運算，生成第一輸出序列(Sx。，Sxl，...，Sxn)，并將所述第一輸出序列(Sx0, Sxl, Sxn)相加得到第一求和值Sx，其中，所述子信號序列及所述子放大序列里的數(shù)據(jù)均為整型數(shù)據(jù)；
[0016]將各級放大器的放大倍數(shù)(a。，a1; , an)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子放大序列，利用第二型放大運算器對當(dāng)前時刻的前m個時刻的輸出值(Syl，...，SyJ與及所述各級放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行放大運算，生成第二輸出序列(Sy, Sy- J，并將所述第二輸出序列(Sy, Sy- J相加得到的第二求和值Sy;
[0017]將所述第二求和值Sy與所述第一求和值S x相加，得到第三求和值S y。，其中，所述第三求和值Sy。為當(dāng)前時刻的輸出值；
[0018]獲取所述第三求和值Sy。的整數(shù)部分Y，以作為當(dāng)前時刻的系統(tǒng)輸出。
[0019]可選地，所述將當(dāng)前時刻以及當(dāng)前時刻的前η個時刻的信號采樣值(X。，X1, , Xn)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子信號序列，將各級放大器的放大倍數(shù)(b。，b1;..., bn)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子放大序列，利用第一型放大運算器對所述子信號序列及子放大序列進(jìn)行運算，生成第一輸出序列(Sx。，Sxl, Sxn)，并將所述第一輸出序列(Sx0, Sxl, Sxn)相加得到第一求和值Sx，包括:
[0020]將信號采樣值X1 (O彡i彡η)表示為具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子信號序列(X1 seg0,X1 segl,...,X1 segk)及將每個放大器的放大倍數(shù)bi表示為具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)表示的子放大序列(B1 segO，Bi segl7...，segt)，
[0021]將所述(Xiseg0, Xi segl,...，Xi segk)的每一個子信號逐一與所述(Bi seg0, B,segl,..., B1 segt)按指數(shù)關(guān)系進(jìn)行乘法運算，生成Sxl;及
[0022]將所述Sxl (O彡i彡η)通過指數(shù)求和運算得到所述第一求和值Sx。
[0023]可選地，所述將各級放大器的放大倍數(shù)(a。，ai，...，an)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子放大序列，利用第二型放大運算器對當(dāng)前時刻的前m個時刻的輸出值(Syl，...，SyJ與及所述各級放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行放大運算，生成第二輸出序列(Sy- Sy- J，并將所述第二輸出序列(Sy, Sy- J相加得到的第二求和值Sy，包括:
[0024]將每個放大器的放大倍數(shù)B1表示為具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)表示的η個子放大序列
(Ai segOi Ai segl J...J segt^，
[0025]將當(dāng)前時刻的前m個時刻的輸出值Syj (O ^ j ^ m)包含的子信號逐一與所述
segOi segl J * * * J segt )按指數(shù)關(guān)系進(jìn)行乘法運算，生成Sy, 3?’及
[0026]將所述Sy,,按指數(shù)關(guān)系相加得到第二求和值S yD
[0027]可選地，所述信號采樣值為整型數(shù)據(jù)，所述放大器的放大倍數(shù)為整型數(shù)據(jù)或浮點型數(shù)據(jù)。
[0028]第三方面，提供一種醫(yī)療檢測設(shè)備，所述醫(yī)療檢測設(shè)備包括上述的整型計算裝置。
[0029]本發(fā)明實施例提供的整型計算裝置，通過將所述信號采樣值及放大器的放大倍數(shù)拆分為具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的整型子序列，然后對所述子序列進(jìn)行乘法放大運算，獲得輸出值Sy。。再通過所述組合器舍去所述輸出值Sy。的小數(shù)部分(如指數(shù)位為負(fù)數(shù)的部分)，從而獲得第三求和值Sy。的整數(shù)部分Y。由于在整個計算過程中都不涉及浮點計算，因而可以令不支持浮點型運算的CPU在保證濾波器精度的同時，提高CPU的計算速度。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1是本發(fā)明實施例提供的整型計算裝置的示意圖。
[0032]圖2是圖1所示的整型計算裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖3是圖2所示的第一型運算放大器的工作原理圖。
[0034]圖4是圖2所示的第二型運算放大器的工作原理圖。
[0035]圖5是本發(fā)明實施例提供的整型計算方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0036]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037]請參閱圖1及圖2，本發(fā)明提供一種整型計算裝置100，所述整型計算裝置100包括第一運算模塊10、第二運算模塊20、求和器30及組合器40，所述第一運算模塊10的輸出端連接所述求和器30的輸入端，所述第二運算模塊20的輸出端連接所述求和器30的輸入端，所述求和器30的輸出端連接所述第二運算模塊20的輸入端及所述組合器40。其中:
[0038]所述第一運算模塊10，用于將當(dāng)前時刻以及當(dāng)前時刻的前η個時刻的信號采樣值(Xe, X1,, Xn)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子信號序列，將各級放大器的放大倍數(shù)(bo, bi，...，bn)分別表示成具有預(yù)定底數(shù)和指數(shù)的子放大序列，利用第一型放大運算器對所述子信號序列及子放大序列進(jìn)行放大運算，生成第一輸出序列(sx。，Sxl,Sxn)，并將所述第一輸出序列(sx。，Sxl,Sxn)相加得到第一求和值Sx，其中，所述子信號序列及子放大序列里的