非基2的FFT算法VLSI結構研究與設計.pdf

1、快速傅里葉變換(FFT)是離散傅里葉變換的一種改進算法。由于快速傅里葉變換極大地減少了離散傅里葉變換的運算量,提高了其實時性,因此,FFT算法的出現(xiàn)對于DFT在數(shù)字信號處理領域中應用提供了極大的助力。
　　本文主要研究內(nèi)容包含以下三個部分:首先,研究了目前較為常用的幾種非基2FFT算法并對這些算法進行了對比與分析。其次,得出了適用于本文的一種非基2FFT算法,并用C語言進行了該算法的實現(xiàn),驗證了算法的功能。最后,使用Verilog

2、語言進行了電路結構的設計,并對電路結構進行了速度與資源優(yōu)化。最后進行功能仿真,在FPGA上完成了硬件電路的實現(xiàn)。采用的非基2FFT算法有如下特點:與WFTA算法和素因子算法相比,克服了這兩種算法對于DFT的輸入序列點數(shù)N有一定要求這個缺點,可以適用于任意的N。與Chirp-z算法相比,當N為比較大的特殊點時,本算法消耗存儲單元大大小于Chirp-z算法,更容易實現(xiàn)。所設計的非基2FFT VLSI結構具有如下特點:功能性優(yōu)化:可以應用于輸

3、入序列點數(shù)N為任意值的DFT,針對于不同點數(shù)的DFT,只需更改大N點以及兩個小N點N1、N2點的值,計算電路便可適用于計算新的DFT,復用性強。速度優(yōu)化:通過實部、虛部并行計算,迭代與輸出計算并行計算,部分浮點數(shù)乘法并行計算三種并行計算,提升了本文結構的速度性能。資源優(yōu)化:通過多路選擇器的應用,使兩次戈澤爾算法的計算復用同一計算模塊,大大減少了資源的使用。通過FPGA進行實現(xiàn)所得結果經(jīng)測試正確,綜合結果LUT Slice使用率約為70％