高分辨率可配置低存儲的FFT處理器設(shè)計與研究.pdf

1、離散傅立葉變換(DFT)及其快速算法(FFT)是描述離散信號時域和頻域關(guān)系的重要數(shù)學(xué)工具，在通信系統(tǒng)、圖像處理、雷達(dá)成像等方面得到了廣泛的應(yīng)用。近年來隨著通信技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模集成電路設(shè)計能力的提高，出現(xiàn)了實時超高分辨率成像雷達(dá)、DVB-T，DMB-T等新的應(yīng)用，F(xiàn)FT的變換點(diǎn)數(shù)(分辨率)與以往相比有了很大的提高，達(dá)到2048，4096甚至8192 點(diǎn)以上。在DVB-T,WiMax等現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)中FFT的變換點(diǎn)數(shù)也是多種可配置的。高分辨率

2、大點(diǎn)數(shù)的變換對FFT模塊的實時性和面積功耗有了更高的要求，而多種點(diǎn)數(shù)變換的支持對FFT 處理器的可配置性和復(fù)用性提出了新的需求。 本文針對這些新出現(xiàn)的問題，在基23 算法單路徑反饋結(jié)構(gòu)(Single-PathDelay Feedback，SDF)基礎(chǔ)上提出了一種的高速、可配置、高精度，低存儲的FFT 處理器的設(shè)計方法。其主要內(nèi)容包括: 1. 對基23 算法進(jìn)行推導(dǎo)改進(jìn)，提出了可配置的基23 單元，通過FFT的級聯(lián)分解和流

3、水線數(shù)據(jù)通路的動態(tài)改變，使流水線可進(jìn)行任意2n 點(diǎn)的FFT 變換，同時具有較少的乘法器個數(shù)。 2. 對基23 SDF 結(jié)構(gòu)流水線的有限字長效應(yīng)和存儲器利用率進(jìn)行了較深入的分析，提出了自定義浮點(diǎn)及其相關(guān)處理方法，并將預(yù)處理單元引入流水線，采用波浪形字長設(shè)計方法，提高了存儲器的利用率，使存儲器使用量在同樣變換點(diǎn)數(shù)的FFT 處理器中達(dá)到最低，同時提高了處理器的變換精度。 文章最后采用基于Verillog PLI的RTL/C++